Co je chemické inženýrství
Encyklopedia of Science and Technology (The McGraw-Hill -1994) popisuje chemické inženýrství jako:
"Inženýrský obor, který je zaměřen na projekci a provozování podniků chemického, potravinářského a farmaceutického průmyslu, ropných rafinérií apod. V těchto odvětvích chemičtí inženýři pracují ve výrobě, výzkumu, projekci, při vývoji procesů a výrobků, při průzkumu trhu, shromažďování technických údajů, prodeji, a téměř vždy je najdeme i ve vrcholovém managementu. Chemické inženýrství patří společně s elektro, stavebním a strojním inženýrstvím mezi čtyři nejrozšířenější inženýrské obory".
Stručná historie
Katedra chemického inženýrství Univerzity Pardubice vznikla jen několik let po založení VŠCHT v Pardubicích, v roce 1954. Její první vedoucí, prof. RNDr. Antonín Pilař, kterého lze právem označit za zakladatele a průkopníka chemického inženýrství v Pardubicích, byl postaven před úkol vybudovat katedru, do níž byly v poměrně krátké době začleněny kromě chemického inženýrství i další obory. Bylo třeba vynaložit velké úsilí při zajišťování výuky v základním předmětu i při zajišťování učebních pomůcek a laboratorních prostor pro výuku studentů oboru „Chemické inženýrství“ založeného v roce 1962, jehož první absolventi ukončili studium v roce 1964.
Následující tabulka podává stručně chronologický přehled událostí a vedoucích kateder:
Vzdělávací program oddělení
Současný vzdělávací program oddělení chemického inženýrství se realizuje v prvním stupni magisterského studia programů „Chemie a technická chemie“ a „Hodnocení a analýza potravin“, v bakalářském studijním programu „Chemické a procesní inženýrství“ a ve druhém stupni magisterského studia oborů „Chemické inženýrství“ a „Inženýrství životního prostředí“ zahrnutých do studijního programu „Chemie a technická chemie“.
Cílem předmětů v prvním stupni magisterskho studia a bakalářském programu „Chemické a procesní inženýrství“ – obor „Řízení chemických procesů“ je seznámit studenty s teoretickými principy procesů a operací tvořících prvky chemicko-technologických výrobních postupů. Hlavní důraz se klade na dobré zvládnutí bilančních výpočtů, hydrodynamických operací, operací výměny tepla a difúzních operací.
Ve druhém stupni magisterského studia oboru „Chemické inženýrství“ jsou studenti seznamování s reaktorovým inženýrstvím, prouděním a sdílením tepla, difúzními procesy, systémovým inženýrstvím, bioinženýrstvím a membránovými procesy. Studenti oboru jsou připravování k tomu, aby byli schopni přesně identifikovat podstatu jednotlivých procesů, inženýrsky analyzovat i syntetizovat celé systémy procesů a zvládli metody umožňující efektivní přechod jednotlivých operací z laboratorního měřítka do průmyslové praxe.
Studijní obor „Inženýrství životního prostředí“ je syntézou „Chemického inženýrství“ a „Ochrany životního prostředí“ (tento obor je garantován Ústavem ochrany životního prostředí na Univerzitě Pardubice. Při studiu tohoto oboru mají studenti možnost se seznámit se stěžejními předměty „Chemického inženýrství“ a dalšími předměty zaměřenými na tvorbu a ochranu životního prostředí.
Absolventi obou specializací mají pro budoucí uplatnění tu výhodu, že jejich příprava není vázána na určitou technologii, je univerzální. Svou kvalifikací představují tito specialisté důležitý spojovací článek mezi činností chemika, chemického technologa, chemického strojaře a ekonoma při řízení výrob, při výběru optimálního řešení výroby, při přípravě nových technologií a při tvorbě a ochraně životního prostředí.
S vazbou na výzkumný program oddělení jsme do výuky v akreditovaných oborech zařadili podrobnější výklad membránových separací. Jedná se o moderní a perspektivní separační postupy, jejichž nespornou výhodou je nízká spotřeba energie jako důsledek skutečnosti, že při separaci nedochází ke změně fází. Se základy některých membránových procesů (především tlakových) jsou studenti seznamováni již v prvním stupni magisterského studia programů „Chemie a technická chemie“ a „Hodnocení a analýza potravin“ na fakultě chemicko-technologické.
Předmět „Membránové procesy“ v rozsahu čtyř hodin týdně je určen studentům druhého stupně magisterského studia oborů „Chemické inženýrství“ a „Inženýrství životního prostředí“, mohou si ho však zapsat i studenti jiných oborů. Obsah předmětu tvoří principy, fyzikální a fyzikálně-chemické teoretické základy a matematické modely, příprava a vlastnosti membrán, popis membránových separačních prvků a celých zařízení. Pozornost je věnována rovněž aplikaci membrán v chemickém, potravinářském a farmaceutickém průmyslu, v biotechnologiích a technice tvorby a ochrany životního prostředí.
V rámci předmětu „Bioinženýrství“ se studenti obou oborů seznamují se speciálními membránovými procesy v biotechnologiích a funkcemi, návrhy a výpočty membránových bioreaktorů.
Na výuku teoretických předmětů navazují laboratoře oboru a diplomová práce, v nichž mají studenti možnost se seznámit s řadou membránových jednotek vysoké technické úrovně.
Výuku v uvedených akreditovaných studijních oborech zajišťuje kolektiv pedagogických pracovníků oddělení sestávající ze dvou profesorů, dvou docentů a čtyř odborných asistentů. Během krátké historie katedry a oddělení bylo vychováno více než 400 absolventů oborů „Chemické inženýrství“ a „Inženýrství životního prostředí.
Vědecko-výzkumná činnost oddělení
Vědecko-výzkumné zaměření katedry a v současné době oddělení se v průběhu vývoje měnilo v závislosti na jejím personálním obsazení i na způsobu řízení vědecko-výzkumné činnosti. Velká pozornost byla věnována míchání, tlakovým ztrátám při proudění tekutin, absorpci, intenzifikaci výměny tepla, směšování kapalin a toku nenewtonských kapalin. V současné době je vědecké bádání oddělení soustředěno především do dvou hlavních oblastí:
- výzkum membránových separačních procesů
- studium toku nenewtonských kapalin vrstvami částic.
Studiem membránových separačních procesů se pracoviště oddělení zabývá od roku 1983. První fáze výzkumu byla zaměřena na testování membrán pro mikro- a ultrafiltraci, reverzní osmózu a difúzní dialýzu a popis mechanizmů tlakových membránových procesů a difúzní dialýzy. Ve spolupráci se Slovenskou technickou univerzitou v Bratislavě a univerzitami v Toruni a ve Wroclawi (Polsko) získalo pracovistě tehdejší katedry v akademickém roce 1992/1993 na dobu tří let finanční prostředky od Evropského společenství určené pro rozvoj membránových procesů v zemích střední a východní Evropy. Tohoto projektu se zůčastnilo i dalších šest univerzit ze zemí Evropského společenství. Udělením grantu z programu TEMPUS, dalších čtyř grantů Grantové agentury ČR a zapojením katedry do výzkumného záměru Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice „Nové perspektivní chemické materiály a technologické procesy“ byla zhodnocena více jak desetiletá práce kolektivu katedry, který v současnosti representuje jeden z nejucelenějších týmů zabývajících se problematikou membránových procesů v České republice.
Začátkem roku 2003 byla na základě dohody mezi MEGA, a.s., Stráž pod Ralskem a Univerzitou Pardubice ustavena Společná laboratoř membránových procesů MEGA, a.s. a Univerzity Pardubice. Jejím cílem je zajistit lepší dostupnost a využitelnost unikátních přístrojů a zařízení a zlepšit vazby na průmyslovou a podnikovou sféru. Lze předpokládat, že tímto krokem tak byly vytvořeny lepší podmínky pro další rozvoj membránových procesů u nás.
Současný program experimentálního studia toku nenewtonských kapalin vrstvami částic navazuje na problematiku řešenou v této (pro katedru a již tradiční) oblasti v minulém období. Cílem studia, které se nyní uskutečňuje v rámci projektu GA ČR a projektu Barrande, je stanovení vlivu vlastností systému (především reologických vlastností kapaliny) na základní inženýrské charakteristiky toku kapaliny vrstvami částic. Výsledky jsou využívány pro ověření teoretických modelů proudění a pro formulaci predikativních rovnic charakteristik proudění jako jsou např. tlaková ztráta, prahová rychlost fluidace, expanze fluidní vrstvy, pádová rychlost částice a rychlost usazování souboru částic. Vybavení oddělení dynamickým rotačním reometrem umožňuje i užitečnou spolupráci v oblasti reometrie nátěrových hmot s ústavem SYNPO Pardubice a v oblasti reometrie asfaltů s Paramo Pardubice.
V souvislosti s vědecko-výzkumnou činností oddělení je třeba se zmínit i o spolupráci s výzkumnými a výrobními podniky, např. BIOTECH, a.s., Praha, EiIDOS, s. r. o., Zlín, EKOL, s. r. o., Ledeč nad Sázavou, GREEN-TECH, a.s., Valašské Meziříčí, MEGA, a.s., Stráž pod Ralskem, MIKROPUR, a.s., Hradec Králové, OSTAKOLOR, a.s., Pardubice, PARAMO, a.s., Pardubice, SYNPO, a.s., Pardubice, VÚOS, a.s., Pardubice-Rybitví, W.P.E., a.s., Praha, SYNTHESIA, a.s., Pardubice. Tato spolupráce umožňuje nejen lepší poznání problematiky průmyslové praxe, ale i získání potřebných finančních prostředků.
Možnosti uplatnění absolventů
Absolventi chemického inženýrství a inženýrství životního prostředí mají široké možnosti uplatnění, protože jsou připraveni pro řešení aparaturních a procesních problémů nejrůznějších technologií, a to jak při vývoji a navrhování nových celků, tak i při optimalizaci stávajících zařízení a procesů. Znalosti získané studiem inženýrských disciplin v kombinaci s chemickým a matematickým základem mohou být i dobrým výchozím bodem pro práci v managementu předních firem. Řada absolventů pracuje též v projekčních a obchodních organizacích. Absolventi mezioborového studia inženýrství životního prostředí získávají navíc uplatnění při ekologizaci chemických procesů a výrob.
