Energetsko, procesno in okoljsko inženirstvo (EPO) – Procesno inženirstvo

Opis predmeta: Gonilniki tekočin

Gonilniki tekočin (črpalke za kapljevine in kompresorji in ventilatorji za pline) predstavljajo osnovo tehnike in vseh sistemov, ki se gibljejo ali se v njih giblje kakršenkoli medij. Povsod torej kjer je potrebno mazanje, hlajenje, gretje ali ventilacija, ali tehnološki proces pri katerem se medij giblje. Da bi znali izdelati kakšnega od gonilnikov tekočin ali ga vzdrževati moramo poznati njegov princip delovanja in zgradbo, moramo poznati tudi njegove performanse in jih po potrebi znati tudi izmeriti. V okviru tega predmeta študent pridobi potrebne teoretične osnove, se seznani s principi delovanja, s potrebno merilno opremo, s potrebnimi predpisi, s postopkom vzdrževanja in izbire novega gonilnika tekočin ali sistema. V okviru vaj pa se tudi v praksi usposobi preverjati teoretične razlage podane v okviru predavanj in si ustvariti predstavo o pomenu gonilnikov tekočin za delovanje sistemov ali procesa.

Opis predmeta: Procesna tehnika

Uvod: predstavitev področja dela in medsebojna prepletenost termične-, mehanske-, bio-, kemijske- in okoljske- procesne tehnike. Termodinamične osnove ločevalnih procesov: zmesi in raztopine, binarni sistemi, parno-kapljevito ravnotežje, Raultov zakon idealnih raztopin, Henrijev zakon, baze podatkov o termodinamičnih lastnostih čistih snovi in zmesi. Uparjanje: vrenje, vrelna krivulja, nekontinuirano in kontinuirano uparjanje,vrste uparjalnikov in njihova uporaba. Destilacija in rektifikacija: McCabe – Thielov diagram, vračilni tok, odgonska in pojačevalna kolona, binarni entalpijski diagram, ločevanje azeotropnih zmesi. Absorpcija, adsorpcija, kristalizacija, ekstrakcija: fizikalne osnove, proces, vplivni parametri in kriteriji izbire postopka in naprave, uporaba McCabe – Thielovega diagrama in binarnega entalpijskega diagrama. Sušenje: vlažen zrak, h-x diagram in eksergijski diagram vlažnega zraka, večstopenjsko sušenje, vrste sušilnikov, izbira sušilnega procesa v odvisnosti od vrste blaga v farmacevtski, prehrambeni in procesni industriji, liofilizacija. Bioprocesno inženirstvo: mikrobiološki in biokemijski procesi, biorektorji in kinetika bioprocesov. Kemijsko reakcijsko inženirstvo: reaktorji in reakcijski sistemi, kataliza. Vodenje in nadzor procesov: saržni in kontinuirani procesi, procesni modeli, obratovanje in varnost procesnih sistemov. Procesni inženiring: Ekonomski, okoljski in socialni vidik procesnih tehnologij in trajnostnega razvoja, standardi in priporočila (metode dobrih praks, GRI, IPCC, ISO 14000 …), inženirski kodeks. Predstavitev rezultatov projektnega dela v obliki timskega kreativnega dela na reševanju konkretnih industrijskih inženirskih problemov s področja procesne tehnike.

Opis predmeta: Načrtovanje preizkusov in validacija procesnih sistemov

V učni vsebini je predvidena predstavitev uveljavljenih statističnih metod in pristopov načrtovanja preizkusov, ki so značilni za validacijo in prevzem procesnih naprav in sistemov v realnem okolju. Poseben poudarek bo na metodologiji prevzemnih preizkusov, obdelavi izmerkov, izbiri ustrezne merilne opreme, uporabi programske opreme in računalnika ter komentarju in uporabi veljavnih evropskih in mednarodnih standardov ter priporočil, ki obravnavajo prevzemne preizkuse.

Opis predmeta: Okoljsko procesne tehnologije

Medsebojni vplivi tokokrogov elementov v naravi: ogljikov, kisikov, vodikov, dušikov, žveplov in fosforjev tokokrog, mineralizacija in biosinteza, amonifikacija, nitrifikacija in denitrifikacija, snovi, ki škodljivo delujejo na ozonski plašč, faktor segrevanja ozračja. Membranske okoljske tehnologije: membrane, mikro, ultra in nanofiltracija, obtočni in natočni način, reverzna osmoza, ionska izmenjava, elektrodializa, pervaporacija, določitev obratovalnih parametrov pri natočni in obtočni mikrofiltraciji. Bioreaktor. Tehnologije čiščenja tehnoloških in komunalnih odpadnih voda. Analizne metode in fizikalno-kemijske lastnosti odpadnih voda. Čistilne naprave in tehnologije za čiščenje odpadnih plinov: Naprave za izločanje plinastih nečistoč, naprave za izločanje delcev iz odpadnih plinov. Osnove upravljanja in vodenja čistilnih naprav: organizacijska struktura, vzdrževanje, kontrola. Procesne spremenljivke in dinamično obratovanje procesov. Prikaz računalniško podprtega sistema vodenja čistilne naprave v realnem okolju. Nadzor: izvori industrijskih emisij in njihov nadzor pri izvoru, presoja skladnosti in okoljsko poročanje o industrijskih emisijah, mejne vrednosti emisij in resnost posledic vpliva na okolje; neposredna merjenja in nadomestni parametri, masne bilance, izračuni, emisijski faktorji; oblikovanja baz podatkov – merjenje fizikalnih parametrov, vzorčenje, skladiščenje, prevoz in hranjenje vzorca, priprava in analiza vzorca, obdelava podatkov in poročanje o rezultatih; zahteve monitoringa – vir onesnaževanja, mesto in čas vzorčenja in merjenja, izvedljivosti mej ob razpoložljivih merilnih metodah, izvedbeni pogoji, postopki presoje skladnosti, poročanje ter zagotavljanje kakovosti in kontrole.

Opis predmeta: Praktično usposabljanje

Študent opravlja samostojno delo v obliki obveznega enomesečnega praktičnega dela na dogovorjenem delovnem mestu v industrijskem ali raziskovalnem okolju. Delo, ki je glede na izbrano smer/usmeritev praviloma iz ožjega področja strojništva, je individualno spremljano in strokovno vodeno s strani mentorja na fakulteti ter mentorja v industriji in se zaključi z realiziranim projektnim delom. Projektno delo s prilogami, ki dokumentirajo njegovo opravljeno delo študent predstavi in zagovarja pri mentorju na fakulteti. Zaželeno je, da praktično usposabljanje predstavlja podlago oz. izhodišče za diplomsko delo.

Opis predmeta: Diplomsko delo

Študent v diplomskem delu razdela praviloma projektno aplikativno usmerjeno temo, ki jo realizira v spregi z industrijskim okoljem. Z njeno realizacijo potrdi med študijem usvojene kompetence ter izkaže razumevanje delovanja in snovanja tehniških sistemov ter lastne sposobnosti pripevati k tehniškemu razvoju. Zaželeno je, da diplomsko delo nadgrajuje s praktičnim usposabljanjem usvojena praktična spoznanja.

Opis predmeta:

Mehanika nekovinskih gradiv

Polimeri postajajo vedno bolj pomembni konstrukcijski materiali. Njihova uporaba v industriji hitro narašča zaradi prednosti, ki jih ti materiali nudijo v primerjavi z bolj tradicionalnimi materiali kot so npr. kovine. Nekaj poglavitnih prednosti je: enostavno preoblikovanje, odpornost na korozijo, ugodno razmerje med trdnostjo in težo, več-funkcijski namen uporabe… Od njih se pričakuje, da prenašajo obremenitve skozi celotno življensko dobo. To zahteva napovedovanje dolgotrajne zanesljivosti konstrukcijskih elementov, kar nadalje zahteva poznavanje lastnosti materialov. Konstruiranje s polimeri je precej zahtevno ker so, za razliko od kovin, mehanske lastnosti polimerov močno odvisne od časa. Slušatelj se bo seznanil z znanji, ki so potrebna za uspešno uporabo nekovinskih materialov v inženirski praksi.Osvoji metodologije karakterizacije nekovinskih materialov, ki izražajo časovno odvisnost, ter osvoji osnovne koncepte snovanja izdelkov iz tovrstnih materialov.

Tehnologije vzdrževanja

Vloga in pomen vzdrževanja v malih,srednjih in velikih podjetjih. Spremljanje in vrednotenje stroškov vzdrževanja v celotnem obdobju delovanja stroja ali naprave. Namen in cilji vzdrževanja. Prednosti in slabosti tehnologij vzdrževanja; vzdrževaje po nastanku poškodbe, preventivno ali vzdrževanje po času, prediktivno ali vzdrževanje po stanju, proactivno ali vnaprejšnje vzdrževanje. Osnove tehnike preventivnega in vzdrževanja po stanju; analiza vibracij, zapisovanje in procesiranje signalov, diagnostika poškodb z uporabo analize vibracij, ukrepi za zmanjšanje poškodb zarado vibracij, tehike za analizo olja in delcev v olju, ostale tehnike za prediktivno vzdrževanje. Pomen uporabe on-line in off-line tehnik za proces vzdrževanja, zanesljivost izmerjenih podatkov in stroškovna analiza uporabe naštetih tehnik. Organizacijske sheme vzdrževanja.

Opis predmeta: Toplotne črpalke

Pri predmetu Toplotne črpalke želimo študentom posredovati uporabna znanja za delo na področju ogrevanja, hlajenja in klimatizacije stavb. To bodo dobili s kriteriji za izbiro in uporabo toplotnih črpalk glede na energetsko-ekonomsko analizo. Posredovana jim bodo znanja o virih toplote: voda, zrak, zemlja, odpadne toplote, z ozirom na njihovo razpoložljivost, vplivu na energetsko učinkovitost in vpliv na okolje. Posebna pozornost bo posvečena hladivom, njihovim specifičnim zahtevam, energetski in ekološki presoji. Podane bodo značilnosti elementov toplotnih črpalk glede na njihovo vrsto in primerjalno s hladilnimi sistemi. Obravnavane bodo konstrukcijske značilnosti in omejitve ter možnosti uporabe kompresorja, uparjalnika, kondenzatorja in regulacijskih ter varnostnih sistemov. Za celovito odločitev o izbiri ali neizbiri toplotne črpalke bo podana metodologija določitve letne porabe energije in letnega delovnega ter grelnega števila ter letni strošek ogrevanja, kakor tudi vključevanje toplotnih črpalk v kombinirane ogrevalne sisteme.

Opis predmeta:

Mehanska procesna tehnika

Procesna tehnika zajema široko področje industrijske proizvodnje in predelave snovi, ki je obravnavana glede na vrsto izvedbe procesa (mehanski, termični, kemični, elektrokemični, biološki). Študent osvoji pri tem predmetu mehanske operacije, kot so: Mehanski postopki večanja površin: karakterizacija disperznih sistemov, tehnologija drobljenja, mletja in pulverzacije in tehniške izvedbe naprav. Mehanski postopki manjšanja površin: mehanizmi vezanja snovi, naprave za aglomeracijo. Mehanski postopki mešanja snovi, mešanje snovi različnih agregatnih stanj je obravnavano kot: mešanje sipkih snovi, raztapljanje, mešanje medsebojno topnih kapljevin ter delcev, suspendiranje, dispergiranje, emulgiranje. Naprave za izvedbo mešanja: rotacijsa in vibracijska mešala, statična mešala, curkovna mešala. Splošno uveljavljene korelacije: minimalna moč mešanja, čas pomešanja, prehod toplote v mešalni napravah (ogrevanje, ohlajanje), prenos snovi kLa. Mehanski postopki ločevanja snovi: definicija zrnatosti, klasiranje snovi, tehnološki postopki (sejanje, centrifugiranje, sedimentacija, flotacija, filtriranje) in naprave za izvedbo. Uskladiščenje in transport sipkega materiala (vzdrževanje suspenzij, emulzij, disperzij). V okviru varovanja okolja so podane tudi ocene minimalne specifične porabe energije za izvedbo omenjenih operacij, del vsebine je namenjen tudi mehanskemu čiščenju kapljevin in plinov ter predpisom in priporočili področja.

Ogrevanje, hlajenje in klimatizacija

Predmet podaja osnove za načrtovanje strojnih inštalacij v stavbah in industriji. Namen je podati učinkovitost ogrevalnih, hladilnih in klimatskih naprav in sistemov. Raba energije in vplivi na okolje. Podani so elementi ogrevalnih sistemov, kot generatorji toplote s poudarkom na kondenzacijskih in biomasnih kurilnih napravah, ogrevala, cevovodi, varnostne naprave, armature, elementi hladilnih sistemov kot so kompresorji, hladilni stolpi, elementi klimatskih sistemov, kot so filtri, grelniki, hladilniki, sušilniki, ovlaževalniki, ventilatorji, obtočne črpalke, glušniki, kanali, končni (vtočni in odtočni) elementi. Predstavljeni so ogrevalni sistemi, kot so lokalno in centralno ogrevanje, nizkotemperaturni in visokotemperaturni sistemi, konvektivni in sevalni ter enocevni in dvocevni sistemi. Zračni sistemi. Daljinsko ogrevanje. Hladilni sistemi, hladilni procesi, uporabljana hladiva. Prezračevalni sistemi – naravno, hibridno in mehansko prezračevanje, posebni in inovativni primeri prezračevanja, lokalno prezračevanje. Klimatski sistemi in njihova delitev, zračni sistemi, enokanalni in dvokanalni, zračno vodni sistemi, indukcijske naprave, dvocevne, trocevne, štiricevne naprave. Naprave z ventilatorskimi konvektorji. Hladilne grede. Za naprave in sisteme podana njihova regulacija in krmiljenje ter varovanje sistemov. Predmet se konča s sintezo vsebine – z metodo in kriteriji načrtovanja določenega sistema glede na namembnost stavbe oz.na tehnološki proces.

Opis predmeta: Obnovljivi viri energije

Oskrba z energijo predstavlja pomemben vidik pri približevanju sonaravnemu razvoju, blaženju podnebnih sprememb ter zmanjševanju razlik v družbenem razvoju. Obnovljivi viri energije (OVE) lahko pomembno prispevajo v uresničitvi tega cilja. Pogoj je potrebno inženirsko znanje, ki ga želimo kandidatom zagotoviti pri tem predmetu. Kandidat se najprej seznani z vrstami, lastnostmi in potencialom različnih OVE. Nato spozna fizikalne, kemijske in biološke procese, ki se pojavljajo pri pretvarjanju OVE. Sledi predstavitev tehnologij. Predstavljena bo teoretična in tehnična učinkovitost naprav in sistemov ter metode za načrtovanje. Ker danes porabimo več kot tretjino vse končne energije v stavbah, bodo možnosti oskrbe stavb s toploto, hladom in električno energijo iz OVE podrobno predstavljene. Študent bo poleg potrebnega znanja za načrtovanje naprav in sistemov pridobil tudi potrebno znanje s področja presoje vplivov na okolje in ekonomike sistemov za pretvarjanje OVE. Kandidat bo zato lahko uspešno sodeloval v interdisciplinarnih delovnih skupinah s kolegi različnih strokovnih profilov.