základy procesního inženýrství - Vysoká škola báňská - Technická ...

1. Předmět procesního inženýrství
1. PŘEDMĚT PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ
Cíl Po prostudování tohoto odstavce budete umět
• popsat, čím se procesní inženýrství zajímavé
• vysvětlit, čím se procesní inženýrství zabývá
Úkoly procesního inženýrství
Co je proces je nejlépe definováno pomocí nároků patentních úřadů:
Patentovatelný proces je postup se zadaným cílem, vyznačený tím, co je na něm nového. A novost
musí být založena v tom:
- čím se působí,
- na co se působí,
- jak se působí.
Patentovatelné zařízení pak má zadaný úkol, a je vyznačeno tím, co je na něm nového. A novost musí
být založena v tom:
- z čeho zařízení sestává.
Procesní inženýrství se zabývá procesy a zařízeními, majícími za cíl přípravu čistých látek, látek
nových vlastností, případně přesně definovaných materiálů. Objektem působení je nějaká látka, směs,
materiál. Působí se na ně obvykle
- mechanickou energií,
- teplem,
- stykem s další látkou,
- ve zvláštních technologiích také přímo elektrickou energií, magnetizmem, různými formami
záření, apod.
Při těchto procesech zpravidla probíhají tři typy operací:
- uvádění látek do styku
- samotné předávání mechanické, teplené nebo chemické energie
- dělení vzniklé směsi.
Jednoduché operace jako ohřev, chlazení, přemísťování materiálu, dělení a spojování materiálu, a
uvádění látek do styku můžeme studovat odděleně. Jakmile však jedna operace samovolně vyvolává
druhou a je spojena s dalšími fyzikálními a chemickými změnami, mluvíme o procesu. Některé
z těchto operací probíhají jednoduše a samovolně, jiné jsou pracné a zdlouhavé a je úkolem procesního
inženýrství porozumět jim a najít racionální postupy pro jejich uskutečnění. V laboratoři používáme
mnoha speciálních postupů a pro ně účelně navržených zařízení. Ukazuje se však, že můžeme použít
stejných zařízení pro různé technologické procesy (např. kádinku použijeme třeba pro skladování,
ohřev, odpařování, rozpouštění, směšování, atd.) a vyrábí se proto řada mnohoúčelových
jednotkových zařízení (unit apparatus). Také určité činnosti budeme provozovat v určitém typu
zařízení s rozmanitými materiály (existují určité podobné problémy např. pro odpařování vody,
zkapalněného vzduchu, rtuti nebo chloridu zinečnatého) takže je možno formálně stejným způsobem
hodnotit určité postupy, kterým říkáme jednotkové procesy (unit operations).
Do určité doby se na procesy a zařízení pohlíželo jako na jednoúčelové součásti konkrétních
technologií. Koncem 19. století se začalo ukazovat, že je možné podobné procesy nalézt v
rozmanitých technologiích a vznikla specializovaná nauka, chemické inženýrství, které vypracovávalo
postupy, jak přenášet teoretické i praktické zkušenosti z jedné technologie na druhou a jak přenášet
laboratorní poznatky do velkokapacitních chemických výrob. Dnes převzalo štafetu procesní
5