[Ο] Σχεδιασμός Οργανικών Βιομηχανιών

#1
Συνοπτική περιγραφή μαθήματος

Σκοπός του Μαθήματος
Το μάθημα αυτό έχει αντικείμενο να εισαγάγει τους Φοιτητές στον ολοκληρωμένο σχεδιασμό οργανικών χημικών διαδικασιών, προϊόντων και συστημάτων. Στο μάθημα διακρίνονται τρεις ενότητες, που απαντούν σε 3 διαφορετικά ερωτήματα σχεδιασμού:
  • Στην ενότητα «Σχεδιασμού Βιομηχανιών» (που επίσης ονομάζεται «Σχεδιασμός Διεργασιών») η βασική ερώτηση είναι πώς θα παραχθεί ένα χημικό προϊόν.
  • Στην ενότητα «Σχεδιασμού Προϊόντων» η βασική ερώτηση είναι ποιο ακριβώς προϊόν (ή υπηρεσία) πρέπει να παραχθεί.
  • Στην ενότητα «Σχεδιασμού Συστημάτων» η βασική ερώτηση είναι πως θα συνδυαστούν αρμονικά οι ανωτέρω δύο ενότητες σε ένα παραγωγικό σύστημα.

Οι τρεις αυτές ερωτήσεις συχνά διατυπώνονται από τους χημικούς μηχανικούς που εργάζονται στη βιομηχανία και την παραγωγή. Όπως και άλλα σχετικά μαθήματα σχεδιασμού, το μάθημα αυτό αποτελεί σύνθεση γνώσεων που παίρνουν οι φοιτητές από άλλα μαθήματα, κορμού και επιλογών.

Περιεχόμενα Μαθήματος

Σχεδιασμός Βιομηχανιών
Spoiler: show
  • Εμβάθυνση στο σχεδιασμό Οργανικών Βιομηχανιών (ΟΒ) με χρήση της χημικο-μηχανικής μεθοδολογίας. Τεχνική, οικονομική, περιβαλλοντική και αναπτυξιακή αξιολόγηση.
  • Σχεδιασμός σε επίπεδο Βασικής Παραγωγικής Μονάδας (ΒΠΜ, Unit Process): προϊόντα, παραπροϊόντα, πρώτες ύλες, δυναμικότητα, χωροθέτηση.
  • Χημικές, θερμοδυναμικές, κινητικές, χημικο-μηχανικές, οικονομικές και περιβαλλοντικές πτυχές.
  • Σχεδιασμός σε επίπεδο ολοκληρωμένης ΟΒ - Σχεδιασμός πετροχημικών και εναλλακτικών συστημάτων ΟΒ με χρήση νέων πρώτων υλών και νέων τεχνολογιών (π.χ., ολεοχημική ΟΒ, βιοτεχνολογική ΟΒ κ.α.).


Σχεδιασμός Προϊόντων
Spoiler: show
Ο σχεδιασμός χημικών προϊόντων περνά από τα εξής στάδια:

  • ΑΝΑΓΚΕΣ: Αναγνώριση των αναγκών του καταναλωτή ή πελάτη και μετατροπή των αναγκών σε μετρήσιμες προδιαγραφές.
  • ΙΔΕΕΣ: Συγκέντρωση ιδεών που πιθανόν να μπορούν να φέρουν το επιθυμητό αποτέλεσμα. Αξιολόγηση των συγκεντρωμένων ιδεών και επιλογή μικρού αριθμού από τις καλύτερες.
  • ΕΠΙΛΟΓΗ: Λεπτομερείς υπολογισμοί για τις καλύτερες ιδέες από το προηγούμενο στάδιο (οι υπολογισμοί αναφέρονται σε τεχνικά μεγέθη). Επιλογή της ιδέας που θα
    ακολουθηθεί.
  • ΠΑΡΑΓΩΓΗ: Σχεδιασμός του τρόπου παραγωγής του νέου προϊόντος (όχι όσο λεπτομερής όσο στο σχεδιασμό χημικών διεργασιών)

Ο καθοριστικός παράγοντας στο σχεδιασμό χημικών προϊόντων είναι διαφορετικός για κάθε είδος προϊόντος.
  • Για βασικά χημικά (commodities), ο καθοριστικός παράγοντας είναι το κόστος,
  • Για καταναλωτικά προϊόντα και συσκευές, είναι η ευκολία χρήσης,
  • Για μόρια, είναι ο χρόνος από την ανακάλυψη μέχρι την εισαγωγή τους στην αγορά, και
  • Για προϊόντα με συγκεκριμένη δομή, είναι η λειτουργικότητα.

Τα 4 είδη προϊόντων που αναφέρθηκαν προηγουμένως έχουν διαφορετικό στάδιο που είναι το κρίσιμο για το σχεδιασμό τους.
  • Για εμπορεύσιμα χημικά, το δύσκολο στάδιο είναι η Παραγωγή,
  • Για καταναλωτικά προϊόντα και μόρια, το δύσκολο στάδιο είναι η Επιλογή,
  • Για προϊόντα με συγκεκριμένη δομή το δύσκολο στάδιο είναι το στάδιο Ανάγκες και, ειδικά, η μετατροπή τους σε μετρήσιμες προδιαγραφές.


Σχεδιασμός Συστημάτων
Spoiler: show
  • Εισαγωγή στον ολοκληρωμένο σχεδιασμό Οργανικών Συστημάτων (ΟΣ) - ανασκόπηση απαιτούμενων γνώσεων, παραμέτρων και στοιχείων
  • Μεθοδολογία συγκέντρωσης ή/και εκτίμησης στοιχείων
  • Έμφαση στην αναζήτηση εναλλακτικών λύσεων που αφενός θα είναι αποδεκτές από οικονομική, περιβαλλοντική και κοινωνική άποψη, και αφετέρου θα έχουν τόσο διεθνές όσο και Ελληνικό ενδιαφέρον.
  • Το μέλλον των ΟΣ στο πλαίσιο της Αειφόρου Ανάπτυξης


Διδάσκοντες
Δ. Χατζηαβραμίδης - email: dhatz AT chemeng DOT ntua DOT gr
Ε. Κούκιος - email: koukios AT chemeng DOT ntua DOT gr

Εργαστήριο
Ε. Κούκιος - email: koukios AT chemeng DOT ntua DOT gr
Α. Βλυσίδης - email: avlys AT tee DOT gr
Δ. Χατζηαβραμίδης - email: dhatz AT chemeng DOT ntua DOT gr

Οργάνωση Διδασκαλίας
Θεωρία: 6 ώρες εβδομαδιαίως (2 τρίωρα)
Εργαστήριο: μαθήματα εκμάθησης των λογισμικών Aspen HYSYS και SuperPro στο PC Lab 2 προς το τέλος του εξαμήνου, αφού έχουν ολοκληρωθεί οι διαλέξεις του Σχεδιασμού Χημικών Προϊόντων.

Αφότου ολοκληρωθούν και τα μαθήματα εκμάθησης, στις ώρες του μαθήματος είναι διαθέσιμο το PC Lab 2 για πραγματοποίηση των εργασιών σχεδιασμού.

Εξετάσεις-Βαθμολογία
Το μάθημα δεν εξετάζεται γραπτώς και η διαμόρφωση της τελικής βαθμολογίας πραγματοποιείται με την παράδοση και παρουσίαση εξαμινιαίας ομαδικής εργασίος, καθώς και με ατομικές σειρές ασκήσεων σχεδιασμού προϊόντων. Η ομαδική εργασία αποτελεί συνέχεια της μελέτης ενός δεδομένου οργανικού μορίου από το 7ο εξάμηνο. Στο Σ.Ο.Β στόχος αποτελεί η προσομοίωση με χρήση εμπορικού λογισμικού (Aspen HYSYS ή SuperPro) μίας βασικής παραγωγικής διαδικασίας του δεδομένου μορίου. Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει σύμφωνα με τον παρακάτω αλγόριθμο:

Ο τελικός βαθμός(ΤΒ) θα διαμορφώνεται ως εξής:

ΤΒ = 50% ΑΑ + 50% ΟΕ , όπου

ΑΑ: Σειρές ατομικών ασκήσεων που θα πρέπει να παραδόσει ο κάθε φοιτητής κατά τη διάρκεια του εξαμήνου

ΟΕ: Ομαδική εργασία, της οποίας το γραπτό κείμενο πρέπει να παραδοθεί αρκετές μέρες πριν την ημέρα παρουσίασης των εργασιών

Βιβλιογραφία
Προτεινόμενη βιβλιογραφία δίνεται στην αντίστοιχη κατηγορία στο 'Υλικό'

Τελευταία ενημέρωση: 26/08/2014

Υλικό

#2
Θεωρία

Software

Ιστοσελίδες

Σχετικά μαθήματα

Στο forum...
Κλειδωμένο

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης