VM csoport

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Vegyipari Műveletek Csoport

Csoportvezető:  Dr. Mizsey Péter

Címe: Budapest, Budafoki u. 8. F. ép. II. 11.

 Telefonszám:           (36-1) 463-3196
Faxszáma:                (36-1) 463-3197

 

Publikációk
Munkatársak

A mai Vegyipari Műveletek Tanszék elődjét 1952-ben hozta létre az akkori Oktatásügyi Minisztérium "Vegyipari Műveletek és Gépek" néven. 1966-ban megalakult a Vegyipari Géptan Tanszék, amely átvette a szállítószerkezetek (szivattyúk, kompresszorok), hűtő-, és hőerőgépek oktatását, ennek megfelelően az addigi Vegyipari Műveletek és Gépek Tanszék neve 1966-tól "Vegyipari Műveletek Tanszék"-re változott.

A szervezeti egységek összevonásának keretében a Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Tanácsának döntése alapján a Vegyipari Géptan Tanszék 2000-től "Géptan Csoport" néven, a Vegyészmérnöki Fejlesztő Laboratórium pedig 2001-től "Környezettechnológiai Laboratórium" néven a Vegyipari Műveletek Tanszék részévé vált.
 



Vegyipari Műveletek Csoport
 

1.1 A Vegyipari Műveletek Tanszék (Törzstanszék) kialakulásának és fejlődésének rövid áttekintése
1.2. Oktatás
1.2.1. A Törzstanszék tantárgyai a Vegyészmérnöki és Biomérnöki Szakon
1.2.2. Tantárgyak a Műszaki Menedzser Szakon
1.2.3. Tantárgyak a Környezetmérnök Szakon
1.2.4. Fontosabb tankönyvek és legújabb jegyzetek
1.2.5. Laboratóriumi gyakorlatok
1.3. Tudományos kutatás
1.3.1. Műszaki Kémiai Kutatócsoport létrehozása
1.3.2. Környezetkímélő folyamatok kutatása
1.3.3. Folyamattervezés, folyamatirányítás, vegyipari energetika
1.3.3.1. Erősen nemideális rendszerek folyamatos desztillációja, tartományok, hibrid szétválasztó rendszerek
1.3.3.2. Energiatakarékos desztilláló rendszerek
1.3.3.3. A folyamatszintézis globális megközelítése és integrált folyamatok tervezése
1.3.3.4. MINLP modellek a folyamattervezésben
1.3.3.5. Vegyipari folyamatok irányíthatóságának becslése a folyamattervezés során
1.3.4. Elválasztási műveletek
1.3.4.1. Fázisegyensúlyok, rektifikáló oszlopok tervezése, új töltetek, desztilláló és abszorpciós eljárások kifejlesztése
1.3.4.2. Fázisegyensúlyok termodinamikája
1.3.4.3. Szakaszos és félfolyamatos szétválasztó rendszerek
1.3.4.4. Műveletek szuperkritikus oldószerekkel
1.3.5. Folyadékok keverése
1.3.6. Kémiai reaktorok
1.3.7. Ipari statisztika


Oktatás

Az alább felsorolt tárgyak az alapképzéshez tartoznak, ezek töltik ki a kötött idejű oktatási tevékenység túlnyomó részét. Ezen kívül azonban kis terjedelmű tárgyakat oktatunk a doktori képzésben, nagymértékű oktató tevékenységet végzünk az itt fel nem sorolt témalabor és a diplomatervek irányításában, valamint a doktori (PhD) hallgatók kutatómunkájának vezetésében. A tanszék által oktatott tárgyak jelentős részét az idegen nyelvű képzés keretében angol nyelven is előadjuk.
 

A Törztanszéktantárgyai a Vegyészmérnöki és Biomérnöki Szakon:


 

Kód Tantárgy (ea+gy+lab) Modul Tanár
VEVM1051 Vegyipari műveletek I. (3+2+0) 1. Fonyó Zsolt *
VEVM1052 Vegyipari műveletek II. (2+1+3) 1. Fonyó Zsolt *
VEVM1056 Folyamatirányítás (3+0+0) 1. Mizsey Péter
VEVM1057 Folyamatirányítás labor (0+0+3) 1. Mizsey Péter *
VEVM1065 Folyamatirányítás B (2+0+1) 1. Mizsey Péter
VEVM2053 Vegyipari műveletek III.A (3+1+3) 2. Sawinsky János *
VEVM3054 Vegyipari műveletek III.B (3+1+0) 2a. Sawinsky J., Simándi B.
VEVM7504 Vegyipari műveletek szigorlat 2a. Sawinsky János
VEVM3125 Kísérletek tervezése és értékelése (2+1+0) 2a./2b./4b. Kemény S., Deák A.
VEVM2086 Biometria (2+2+0) 2. Kemény S., Deák A.
VEVM5617 Biometria II. (2+0+0) 2b. Kemény Sándor
VEVM3126 Optimalizálás (2+1+0) 2a./2b. Mizsey P., Lelkes Z.
VEVM3127 Folyamattervezés és modellezés I. (2+1+1) 2a. Rév Endre
VEVM3128 Folyamattervezés és modellezés II. (2+1+2) 2a. Rév Endre
VEVM3660 Minőségmenedzsment (2+0+0) 3a. Kemény Sándor, Topár József, Kövesi János**
VEVM3131 Számítógépes folyamatirányítás I. (2+1+0) 4a./4b. Mizsey Péter
VEVM4132 Számítógépes folyamatirányítás II. (2+1+0) 4a./4b. Mizsey Péter
VEVM4055 Vegyipari műveletek IV.B (2+0+0) 4b. Sawinsky János
Deák A., Simándi B.
VEVM4186 Vegyipari műveletek V. (2+0+0) 4b. Sawinsky János
Deák A., Simándi B.
VEVM4236 Korszerű elválasztó műveletek (2+0+0) 4b. Sawinsky János
Deák A., Simándi B.
VEVM4305 Vegyipari műveletek IV.A (2+1+3) 4b. Sawinsky János, Deák András
VEVM5373 Kísérletek tervezése és értékelése II. (2+0+0) 5. Kemény Sándor

* A gyakorlatokat a Tanszék oktatói tartják ** Gazdaság- és Társadalomtudományi Karral közös tárgy

Tantárgyak a Műszaki Menedzser Szakon:


 

Kód
 
Tantárgy (ea+gy+lab) Tanár
VEVM1610 Vegyipari és biomérnöki műveletek I.* (2+1+0) Manczinger József, Havas Géza
VEVM1611 Vegyipari és biomérnöki műveletek II.* (2+1+0) Manczinger Jószef, Havas Géza
VEVM3681
 
Minőségjavító kísérlettervezés (2+0+0) Kemény Sándor, Deák András
VEVM2704
 
Kísérletek tervezése és értékelése (2+0+0) Kemény Sándor, Deák András

* A Mezőgazdasági és Kémiai Technológia Tanszékkel közös tárgy

Tantárgyak a Környezetmérnök Szakon:


 

Kód
 
Tantárgy (ea+gy+lab) Tanár
VEVM1693 Környezeti eljárástan (2+1+3) Fonyó Zsolt
VEVM1710 Transzportfolyamatok I* (2+0+0) Fonyó Zsolt, Sawinsky János
VEVM3720 Környezetbarát vegyipari folyamatok (2+0+0) Fonyó Zsolt

* A Gépészmérnöki Karral közös tantárgy

Fontosabb tankönyvek és legújabb jegyzetek:

  • Földes Péter - Fonyó Zsolt: Rektifikálás. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1978.
  • Fonyó Zsolt - Fábry György: Vegyipari művelettani alapismeretek. Nemzeti Tankönyvkiadó Rt. , Budapest. 1998.
  • Sawinsky János - Deák András -Simándi Béla: Vegyipari műveletek III. Kémiai reaktorok. Műegyetemi Kiadó, 2001.
  • Manczinger József (szerk.): Vegyipari műveleti számítások I. Hidrodinamika, hőtan. Műegyetemi Kiadó, 1998.
  • Manczinger József (szerk.): Vegyipari műveleti számítások II. Bepárlás, szárítás, extrakció. Műegyetemi Kiadó, 1998.
  • Sawinsky János (szerk.): Vegyipari műveleti számítások III. Reaktorok. Műegyetemi Kiadó, 1998.
  • Manczinger József - Sawinsky János (szerk.):Vegyipari műveletek I. Ábrafüzet. Műegyetemi Kiadó, 1999.
  • Fonyó Zsolt és a Tanszéki Munkaközösség: Vegyipari félüzemi praktikum. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2000.
  • Hajdú Hajnalka - Borus Andor: Vegyipari szabályozástechnikai számítások. Műegyetemi Kiadó, Budapest,2000.
  • Kemény Sándor - Deák András: Kísérletek tervezése és értékelése. Műszaki Könyvkiadó, 2000.
  • Kemény Sándor, Papp László, Deák András: Statisztikai minőség-(megfelelőség-) szabályozás, Műszaki Könyvkiadó-Magyar Minőség Társaság, Budapest, 1998

Laboratóriumi gyakorlatok

Hidrodinamikai műveletek

  • Szűrési gyakorlat keretes szűrőpréssel
  • Keverők teljesítményszükségletének mérése
  • Fluidizáció
  • Nyomásesés mérése Raschig-gyűrűkkel töltött oszlopban

Anyagátadási mérések
 

  • Anyagátadási tényező meghatározása oldódásnál
  • Anyagátadási sebesség mérése ioncserélő műgyantával

Hőtani és elválasztási műveletek

  • Bepárlás vizsgálata
  • Lengőlapátos filmbepárló vizsgálata
  • Hőátadás vizsgálata keverős készülékben
  • Abszorpció
  • Ellenáramú keverő-ülepítő extraktor
  • Drogextrakció modellezése
  • Folyamatos egyensúlyi desztilláció
  • Folyamatos rektifikálás vizsgálata félüzemi méretű rektifikáló oszlopon
  • Töltött rektifikáló oszlopok vizsgálata
  • Szakaszos rektifikálás üveg harangtányéros kolonnán
  • Szűrési gyakorlat laboratóriumi membránszűrőberendezésen I.
  • Szűrési gyakorlat laboratóriumi membránszűrőberendezésen II.
  • Ultraszűrés
  • Fordított ozmózis
  • Szuperkritikus extrakció mérése
  • Előrecsatoló szabályozás
  • Szabályozókörök kölcsönhatása

Folyattervezés és -modellezés számítógéplaboratóriumigyakorlatok

  • ChemCAD és HySys programokkal pára-folyadék, folyadék-folyadék és pára-folyadék-folyadék egyensúlyok számítása, egyensúlyi adatokhoz paraméterillesztés, többfokozatú ellenáramú műveletek (desztillálás,extrakció, abszorpció) részletes modellezése és számítása, azeotrop elegyek szétválasztásának tervezése.

Optimalizálás - számítógéplaboratóriumi gyakorlatok

  • Műveletek optimálása, MINLP problémák megoldása GAMS szofverrel, szuperstruktúra-MINLP-GAMS technikákkal folyamattervezés (hőcserélő hálózatok, vízhálózatok, short-cut MINLP tervezés).

A BME Vegyipari Műveletek Tanszék külföldi partnerei
 

  • Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Görögország
  • Delft University of Technology, Laboratoryof Applied Thermodynamics and Phase Equilibria, Delft, Hollandia
  • Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs en ArtsChimiques et Technologiques, (ENSIACET), Laboratoire de Génie Chimique, Toulouse, France
  • Eidgenössische Technische Hochschule, ETH-Zürich, Svájc
  • Imperial College of Science, Centre forProcess Systems Engineering, London, UK
  • Joanneum Research ForschungsgesellschaftmbH, Frohnleiten, Ausztria
  • Lappeenranta University of Technology, Department of Chemical Technology, Lappeenranta, Finland
  • NATEX Prozesstechnologie GmbH, Ternitz,Ausztria
  • National Institute of Materials and ChemicalResearch, Tsukuba, Japan
  • NSA LYON LAEPSI, Lyon, France
  • Paul Scherrer Institut, Villigen,Svájc
  • Slovak Technical University, Department ofControl, Bratislava, Szlovákia
  • Technical University of Denmark, Departmentof Chemical Engineering, Lyngby, Denmark
  • Technische Universitat Hamburg- Harburg, Verfahrenstechnik, Németország
  • Tokyo Institute of Technology, Departmentof Systems Engineering, Yokohama, Japán
  • Universitat Politecnica de Catalunya, Departmento de Ingeneria Quimica, Barcelona, Spanyolország
  • Université de Liege, Laboratoire d’Analyseet Synthese Chimiques, Liege, Belgium
  • University of Cape Town, Dep. of ChemicalEngineering, Rondebosch, South Africa
  • University of Limerick, Department ofMathematics, Plassey, Technology Park, Limerick, Irország
  • University of Manchester Institute of Scienceand Technology, Department of Process Integration, Manchester, UK
  • University of Maribor, Department ofChemical Engineering, Maribor, Slovenia
  • University of South Florida, Dep. ofChemical Engineering, Tampa, USA

A Vegyipari Műveletek Tanszék ipari kapcsolatai

  • AGRO-CHEMIE, Budapest
  • AKZO-TVK Rt., Tiszaújváros
  • BorsodChem Rt., Kazincbarcika
  • Chinoin Gyógyszer és Vegyészeti Termékek GyáraRt., Budapest
  • EGIS Gyógyszergyár Rt., Budapest
  • Egyesült Vegyiművek, Budapest
  • ÉMV Észak-Magyarországi Vegyiművek Kft., Sajóbábony
  • Gradiens Vegyitermékfejelesztő, Budapest
  • Győri Szeszgyár és Finomító Rt., Győr
  • Kőbányai Gyógyszergyár, Budapest,Dorog
  • Mol Rt., Budapest, Százhalombatta,Tiszaújváros
  • Növényvédőszer Gyártó Értékesítő és ForgalmazóKft., Budapest
  • OLAJTERV, Budapest
  • Péti Nitrogénművek, Várpalota
  • P+M Polimer Kémia Kft, Debrecen,Budapest
  • Tiszai Vegyi Kombinát, Tiszaújváros
  • Vegyépszer, Budapest
  • Vegyterv, Budapest
  • Zoltek Vegyipari Részvénytársaság (VISCOSA), Nyergesújfalú
  • Zwack UNICUM és Liköripari és Kereskedelmi Rt., Budapest

Néhány fontosabb ipari munkánk az elmúlt 10 évből, a teljesség igénye nélkül és a titoktartásra való tekintettel:
 

  • Ipari desztillációs elválasztási problémák megoldása
  • Gyógyszeripari technológiák felülvizsgálata, javítása
  • Finomitó vízforgalmának környezetvédelmi felülvizsgálata
  • Oldószerek regenerálása és abszolutizálása
  • Ipari szennyvizek újrahasznosításának környezetvédelmi célú felülvizsgálata
  • Szénhidrogén és metán elválasztása vizet tartalmazó elegyből
  • Szuperkritikus elválasztások és tisztítások
  • Oldószernyomok eltávolítása szuperkritikus extrakcióval
  • Extrakció intenzifikálása
  • Vegyiüzem energiamegtakarítási lehetőségeinek felmérése és hatékonyságának növelése
  • Petrokémiai üzem rekonstrukciójához kapcsolódó kapacitást bővítő, termék minőségét javítóprogram
  • Szerveskémiai alapfolyamatok elő- és utótisztítási lépései
  • Szennyvizek keverése
  • Peroxid stabilizálása

A közelmúlt jellemző hallgatói munkái és sikerei:

Jellemző PhD értekezések:

  • Thury Éva: Állapotegyenlet erősen nemideális rendszerek fázisegyensúlyának leírására, 1992
  • Miklós Dorottya: Termodinamikai adatok ellenőrzése,1998
  • Farkas István: Fázisegyensúlyok modellezése állapotegyenletekkel, 2001
  • Lelkes Zoltán: Étude de la distillation homoazéotrpique et extractive discontinue, 1998
  • Omar Annakou: Rigorous comparative study of energyintegrated distillation schemes, (1996)
  • Kalmár István: Desztilláció szabályozási struktúráinak modellezése, 1997
  • Gao, Yanxiang (Kína): Extraction of Oleoresins from Fennel Seeds and Dried Onion with Supercritical CO2, 1995.
  • Rat, Viorel (Románia): Applications ofSupercritical Fluids in Organic Chemistry, 1997.
  • Oszagyán Marianna: A gyógynövények szuperkritikus extrakciója, 1999.
  • Keszei Sándor: Optikailag aktív vegyületek előállítása szuperkritikus extrakcióval, 2000.
  • Csordásné Rónyai Erika: Növényi hatóanyagok kinyerése szuperkritikus extakcióval, 2002.

Jelenleg futó PhD munkák és témák:

  • András Csaba: Gyógy- és fűszernövények szuperkritikus extrakciója
  • Kmetz Ildikó: Racém vegyületek reszolválása szuperkritikus extrakció alkalmazásával
  • Székely Edit: Optikailag aktív vegyületek előállítása szuperkritikus extrakcióval
  • Szitkai Zsolt: Anyagcserélő hálózatok tervezése MINLP módszerekkel
  • Vági Erika: Kozmetikai és élelmiszeripari célra alkalmas növényi anyagok kinyerése szuperkritikus extrakcióval
  • Mansour Emtir: Economic optimization and control of energy integrated distillation schemes
  • Komka Kinga: Minőségügyi statisztika a kémiában és a vegyiparban
  • Szanyi Ágnes: Nemideális elegyek környezetvédelmi célú elválasztása

Emlékezetes diplomamunkák:

  • Kósa Marietta Supercritical fluid extraction of yarrow, 1999
  • Terdy Péter: Supercritical fluid extraction of Taraxacum officinale, Magyar Kémikusok Egyesülete 1999
  • Székely Edit: Optikailag aktív vegyületek előállítása szuperkritikus extrakcióval, Magyar Szabadalmi Hivatal 2000, PestMegyei Mérnök Kamara 2000, Ipar a Környezetért Alapítvány I. díj 2000
  • Kmecz Ildikó: Optikailag aktív6-fluor-2-metil-1,2,3,4-tetrahidrokinolin előállítása szuperkritikus extrakcióval Magyar Szabadalmi Hivatal 2001, Pest Megyei Mérnök Kamara2001
  • Drégelyi-Kiss Ágota: Gyógyszeripari validáláselemzése varianciaanalízissel, 2000.
  • Vági Erika: Fűszerkivonatok előállítása szuperkritikus extrakcióval Magyar Szabadalmi Hivatal 2001
  • Varga Zoltán: Ipari jelentőségű reaktív desztillálás laboratóriumi kísérletei és számítógépes szimulációja, 1998
  • Espen Foss Johanssen: Simulation of the separation of the ternary mixturei-Pentane,n-Pentane andn-Hexane by distillation, 1999
  • Tóth Bence: Etanol abszolutizálás szimulációs vizsgálata, 2000
  • Gulyás Zsolt: Hőcserélő rendszerek tervezése genetikus algoritmussal, 2000
  • Várhegyi Barna: Fázismegoszlás kísérleti vizsgálata és háromfázisú rektifikálás újtípusú modellezése, 2001
  • Domonkos Dávid: Alkohol - víz elegyek elválasztása pervaporációval. 2000.
  • Komka Kinga: Gyógyszeripari eljárások statisztikai elemzése. 2000.
  • Országh Judit: Gyógyszerkészítmények hatóanyagtartalmának vizsgálata: validálás, optimalizálás, stabilitásvizsgálat. 2001.
  • Vágó Emese Katalin: Minőségügyi statisztika alkalmazása az iparban. 2002.
  • Andreas Raab: Separation of a highly nonideal mixture for solvent recovery, 2001.
  • Nguyen The Hau: Energiaintegrált desztilláló rendszerek dinamikus szabályozhatósági vizsgálata (1997)
  • Stéger Csaba: Középső tartályos desztilláló oszlopmérő-adatgyűjtő vezérlő rendszerének kiépítése, 2002
  • Dusa Péter: Fázisegyensúlyok számítása intervallum-módszerekkel, 2002

Emlékezetes TDK dolgozatok:

  • Varga Viktória: Minimális forráspontú azeotrop elegyek szakaszos elválasztása közbenső forráspontú oldószerrel, BME, kiemelt I.díj., Richter G., 2001
  • Farkas Tivadar: Szuperstrukturák optimális MINLP reprezentációi, BME kiemelt I. díj., Innovációs, 2001
  • Máté Zsuzsanna: Gyártási folyamat elemzése minőségügyi statisztikával, I. díj, 2001
  • Szentmiklósi László: Kísérleti tervek eredményeinek számítógépes szimulációja, III. díj,2001
  • Rónyai Erika: Orvosi zsálya (Salvia officinalis L.) és kerti kakukkfű (Thymus vulgaris L.) szuperkritikus extrakciója, 1994, BME: 2. Helyezés, OTDK oklevél.
  • Rózsa Adrienn: Kerti kakukkfű (Thymus vulgaris L.) hatóanyagainak kinyerése szuperkritikus extrakcióval, 1996, BME: 2.helyezés.
  • Prechl Anita és Varga Viktória: Optikailag aktív vegyületek előállítása szuperkritikus extrakcióval, 1997, BME: 1. helyezés, OTDK: 2. helyezés.
  • Egyházi Anita: Cellulózbontó enzimek vizsgálata. Enzimfermentáció és szuperkritikus sejtfeltárás, 1998, BME: 2. helyezés.
  • Székely Edit: Optikailag aktív tetramizol előállítása szuperkritikus extrakcióval, 1999, BME: 1. helyezés (INNOTECH különdíj), OTDK: 1. helyezés (a környezetvédelmi miniszter különdíja).
  • Balázsné Borbély Erzsébet: A sáfrányos szeklicevirág szuperkritikus extrakciója, 2000, BME: 2. helyezés, OTDK: oklevél.
  • Kmecz Ildikó: Optikailag aktív6-fluor-2-metil-1,2,3,4-tetrahidrokinolin előállítása szuperkritikus extrakcióval, 2000, BME: 1. helyezés (INNOTECH különdíj), OTDK: 3. helyezés.
  • Vági Erika Mária: Fűszerek hatóanyagainak kinyerése különböző vegyipari műveletekkel és a termékek minőségének vizsgálata, 2000, BME: 3. helyezés.

Tudományos kutatás

A tanszék kutatási témáit, azok metodikáját és célkitűzéseit elsősorban történeti és helyi adottságok determinálták. A tanszéknek a hallgatói laboratóriumi oktatás mellett, azzal egyidőben, a félüzemi laboratórium megépítése mellett kellett saját tudományos kutatási területét kialakítania. E körülményből adódott az a szükségszerűség, hogy a választott témák, ha a vegyipari műveleteknek nem is egészére, de minden olyan fejezetére terjedjenek ki, amelyek metodikában és elágazásukban az egész tudományágat jól reprezentálják. A kutatási témák ilyen megválasztása egyúttal azzal az előnnyel is járt, hogy az oktatási célokat szolgáló félüzemi gyakorlatok az oktatók élményszerű tudományos kutatásának "melléktermékeiként" jöttek létre. Így a tanszék tudományos kutatása összefonódott a hallgatók gyakorlati oktatásával.

Az utóbbi két évtizedben a Tanszék kutatási témái a "chemical engineering" legújabb elméleti és gyakorlati fejezeteivel bővültek. Ilyen témakörök például a nemideális elegyek elválasztása hibrid eljárásokkal, a szuperkritikus extrakciók és reakciók, a membrán-szeparációk, a vegyipari folyamatszintézis, a környezetkímélő folyamattervezés, továbbá a folyamatirányítási és működőképességi kutatások.

A Tanszék jelenlegi kutatási témakörei:

  • Desztilláció, abszorpció, extrakció
  • Extraktív, azeotrop és reaktív desztillálás
  • Szuperkritikus extrakció
  • Membrán szeparációs műveletek
  • Folyadékok keverés
  • Vegyipari reaktorok
  • Folyamattervezés és energiaintegráció
  • Vegyipari folyamatirányítás
  • Optimalizálás
  • Ipari statisztika
  • Környezetbarát folyamatok

Műszaki Kémiai Kutatócsoport létrehozása

Tanszékünkön a következő évtől alakítunk meg egy új Műszaki Kémiai Kutatócsoportot, melynek tervezett kutatási témakörei és koncepciója a hazai környezetközpontú interdiszciplináris műszaki kémiai alapkutatások első megvalósítási lépcsőjét jelentik a BME Vegyipari Műveletek Tanszékén jelenleg meglévő erőforrások felhasználásával. A négy év során elvégzendő munkák fő célja az ipari elválasztó műveletek nemzetközi szintű kutatása elméleti és kísérleti módszerekkel. Az elválasztási módszerek ugyanis nem csak a keletkezett hulladékok kezelésének, hanem a hulladékkeletkezés csökkentésének is kulcsfontosságú eszközei.

E koncepciónak megfelelően pályázatunkban a különböző elválasztási műveletek alapkutatás szintű tanulmányozását és a meglévő módszerek továbbfejlesztését tervezzük az elválasztások hatékonysága és a termelékenység javítása érdekében. Ennek eredményeképpen javítjuk a nem termékjellegű anyagok visszaforgatási hányadát, csökkentjük a káros anyagok kibocsátását.

Kutatási koncepciónk főbb elemei pontokban:
 

  • a jelenleg már ismert szakaszos, félfolyamatos és folyamatos hibrid elválasztó eljárások elemző összehasonlítása, a még nem vizsgált, új típusú eljárások megvalósíthatósági elemzése és kísérleti vizsgálata
  • az anyagátadási műveletek és leíró modelljeik kísérleti verifikálása és rendszermodellbe történő illesztése
  • hibrid elválasztási műveletek statikus és dinamikus viselkedésének vizsgálata, a kísérletek on-line nyomon követése, általánosítható elvek megállapítása nemideális többkomponensű elegyek elválasztására és a műveletek irányítástechnikai célú identifikálása
  • irányítástechnikai struktúrák kísérleti ellenőrzése, továbbfejlesztése, korszerű és robusztus számítógépes folyamatirányítás megvalósítása
  • újtípusú hibrid eljárások, pl. membrán egységek, anyagcsere hálózatbaillesztésének vizsgálata a matamatikai programozás módszereivel.
  • E fő tématerületekhez szervesen kapcsolódnak terveink szerint:
  • A BME Kémiai Informatika Tanszékével tervezett közös kutatásaink, melyek azanyagátadási jelenségek elméleti és kísérleti vizsgálatával, a folyadékok és lágy membránok határfelületi struktúrájának leírásával, valamint a határfelületeken keresztül lejátszódó anyagátadás számítógépes szimulációjával foglalkoznak
  • valamint a Vegyipari Műveletek Tanszék hagyományos kutatási témakörei: a.) környezetbarát szuperkritikus oldószerek alkalmazhatóságának vizsgálata, speciális, környezetkímélő szuperkritikus elválasztások kutatása, b.) szemcsés anyagokon végzett hő és anyagátadási műveletek tanulmányozása, valamint a c.) szerves szennyező komponensek biológiai úton történő ártalmatlanítása.

Környezetkímélő folyamatok kutatása:

(Fonyó Zsolt, Mizsey Péter, Rév Endre, Borus Andor, Lelkes Zoltán)

Környezetszennyező hulladék gázok tisztítása gázabszorpcióval. Üzemek környezetvédelmi felülvizsgálata, oldószervisszanyerés, szennyvízkibocsátás csökkentése. Szennyvizek szervesanyag-mentesítése. Anyagcserélő és hőcserélő rendszerek módszeres tervezése. Hibrid elválasztási műveletek környezetközpontú kutatása. Hulladékszegény eljárások tervezésének stratégiája a folyamatintegráció módszerével.

Hulladékcsökkentés a vegyiparban

Környezetkímélő eljárások tervezése a fenntartható fejlődés elengedhetetlen feltétele. A tervezés során törekednunk kell arra, hogy lehetőleg megújuló anyag és energiaforrásokat használjunk fel a termelés során, illetve minimalizáljuk a nem-megújuló források felhasználásat valamint a termeléssel együttjáró anyag és energiahulladékok emisszióját. Ennek megoldása a folyamattervezés során számos fontos feladatot jelent, így minimalizálni kell az energiafelhasználást és a nyersanyagfelhasználást is. Ehhez kellően meg kell tervezni az anyag- és energia-visszanyerő hálózatokat. Míg az energia-visszanyerő hálózatok tervezése ma már rutinszerűen megoldható feladat, addig az anyag-visszanyerő hálózatok tervezés a kutatás fontos iranyvonalát képviselik. Ilyen feladatok megoldására egy kétszintű (üzemi és vállalati szintek) szisztematikus eljárást dolgoztunk ki, mely segístéget nyújt a tervezési feladat megoldásához.

Az anyag-visszanyerés témakörében részleteiben vizsgáltuk az oldószerelegyek visszanyerését. Ezek az oldószerelegyek többnyire nem-ideális elegyek, és ezért speciális elválasztási technikákat dolgoztunk ki.

Vizsgáltuk a környezetkímélő gépjármű erőforrásokat és azok működtethetőségét megújuló energiaforrásokkal.

  • Mizsey, P., A. Szanyi, A. Raab, J. Manczinger, Z.Fonyo, Intensification of a solvent recovery network through the use of a hybridequipment, , pp. 121-126, in Computer Aided Chemical Engineering, vol 10, Elsevier, 2002.
  • Peter Mizsey and Esmond Newson, Study andc omparison of different power trains, Journal of Power Sources, 102, pp. 205-209 (2001)
  • Peter Mizsey, Esmond Newson, Than-binh Truong andPeter Hottinger, The kinetics of methanol decomposition: a part of autothermal partial oxidation to produce hydrogen for fuel cells, Applied Catalysis A-General. 213, 233-237 (2001)
  • Mizsey, P., A. Cuellar, E. Newson, P. Hottinger,T. B. Truong and F. von Roth, Fixed bed reactor modelling and experimental datafor catalytic dehydrogenation in seasonal energy storage applications, Comp.Chem Engng, 23, S 371 (1999).
  • Mizsey, P., Fonyo, Z.: "Waste reduction strategies in the chemical industry", Cleaner Technologies and Cleaner Products for Sustainable Development, ATO ASI Series, Partnership Sub-Series2. Environment,Vol. 2, ed. by H. M. Freemanet al, Springer Verlag,1995.
  • Mizsey, P.: "Waste reduction in the chemicalindustry - a two level problem", Journal of Hazardous Materials, 37,1-13 (1994)
  • Fonyo, Z., Kürüm, S., Rippin, D.W.T.:"Process development for waste minimisation: the retrofitting problem", Comp.Chem. Eng., 18,(Suppl.), S591-595 (1994)
  • Mizsey P., Fonyó Zs.: Hulladékcsökkentési stratégiák a vegyiparban, "Magyar Kémikusok Lapja, 457-465,(1997)

Folyamattervezés, folyamatirányítás, vegyipari energetika

(Fonyó Zsolt, Mizsey Péter, Hajdú Hajnalka, RévEndre, Borus Andor, Lelkes Zoltán, Kalmár István)

Vegyipari, kőolajipari és petrokémiai folyamatok integrált szemléletű tervezése hierarchikus és algoritmikus módszerekkel. Vegyipari berendezések szabályozó rendszerének tervezése. Folyamatirányítás kutatása és működőképességi vizsgálatok. Vegyipari üzemek energetikai felülvizsgálata és működésének javítása. Energiatakarékos és hulladékszegény eljárások kidolgozása.

Fonyó Zsolt: Integrált vegyipari rendszerek folyamatszintézise. in: Székfoglalók, 1995-1998. Magyar Tudományos Akadémia, Budapest, 2000.

Erősen nemideális rendszerek folyamatos desztillációja, tartományok, hibrid szétválasztó rendszerek

A desztilláció hatékonyságát nagymértékben növelhetjük, ha valamilyen más, kevésbé energiaigényes művelettel kombináljuk. A legismertebb ilyen eljárástípus a folyadék-folyadék fázis-szétválasztás alkalmazása (azeotrop desztillálás), azonban bármely más széválasztó folyamat kombinálható a pára-folyadék megoszláson alapuló művelettel. Az azeotrop, extraktív, reaktív, sós (elektrolitos) desztillálás, a desztilláció kombinálása membránművelettel, abszorpcióval, kristályosítással, stb. mind a hibrid szétválasztó folyamatok válfajai. A kutatás fő kérdése, hogy miként lehet e kombinációkat értelmesen kiválasztani, fejleszteni, optimális energiafelhasználást kialakítani.

Bár a desztillációs tartományok és tartomány-határok elémélete az elmúlt időszakban nagyot fejlődött, további nyitott kérdések válaszra várnak. Egyes esetekben az egyensúlyi desztillációs tartomány-határok átléphetőnek bizonyulnak folyamatos desztilláláskor. Hogymikor és hogyan tehető ez meg egy betáplálásos oszlopban, az egyelőre kutatási kérdés. Nyitott kérdés, hogyan léphetők át a határok többtápú rendszerrel, elsősorban extraktív desztillációval. Hogyan befolyásolják ezek a részletek azazeotrop és extraktív desztillálás kinyerőszerének megválasztását? Külön probléma, hogy a szeparatrixok, tartományhatárok és tartományok a jelenlegi eszközökkel elsősorban síkban (terner elegyeknél) vizsgálhatók, es legföljebb térben (kvaterner elegyek esetében) ábrázolhatók. Többkomponensű elegyek esetében nyitott matematikai probléma a szeparatrixok felderítése.
 

  • Lelkes Z., Z. Szitkai, E. Rev and Z. Fonyo"Rigorous MINLP model for Ethanol Dehydration System"Comp. Chem. Eng.24, 1331-1336 (2000).
  • Szitkai Z., Z. Lelkes, E. Rev and Z. Fonyo"Optimisation of Distillation and Pervaporation System for Ethanol Dehydration"Computer-Aided Chemical Engineering, 8, Elsevier, 643-648 (2000).
  • Rév, E. és Fonyó, Z.: "Nemideális elegyek szétválasztásának tervezése I.: desztillációs görbék és tartományok, II.:maradékgörbe-térképek és homogén azeotrop desztilláció, III.: hibrid desztillációs eljárások "Magyar Kémikusok Lapja,51,309., 364,419 1996.
  • Rév E., Mizsey, P., Fonyó, Z.: "Framework for Designing Feasible Schemes of Multicomponent Azeotropic Distillation",Comp.Chem. Eng.,18(Suppl.)43-47., (1994)
  • Rév E., Mizsey, P., Fonyó, Z.: "Framework for Designing Feasible Schemes in Quaternary Azeotropic Distillation", Hung. J.Ind. Chem.,20,285.-291., (1992)
  • P. Mizsey, E. Rev, Z. Fonyo.: Systematic separation System Synthesis of a Highly Nonideal Quaternary Mixture, Preprints SIPODC Conference,.AIChE p. 356-363, 1997
  • Rév, E.: "Exploration of residue curve map topologies in higher dimensions",Hung. J. Ind. Chem.,22,41.-46., (1994)
  • Rév, E., Mizsey, P., Fonyó, Z.: "Framework for Designing Feasible Schemes of Multicomponent Azeotropic Distillation",Comp. Chem. Eng.,18(Suppl.)43-47., (1994)
  • Rév, E., Mizsey, P., Fonyó, Z.: "Framework for Designing Feasible Schemes in Quaternary Azeotropic Distillation",Hung.J. Ind. Chem.,20,285.-291., (1992)
  • Rév, E.: "Crossing of Valleys, Ridges, and Simple Boundaries by Distillation in Homogeneous Ternary Mixtures",Ind. Eng. Chem.Res.,31,(3), 893.-901. (1992)

Energiatakarékos desztilláló rendszerek

Különféle (párakompressziós, elpárologtatásos, külső körös, abszorpciós) hőszivattyús desztillációs strukturákat és energiaintegrációs strukturákat figyelembe vevő tervezési stratégiát fejlesztettünk ki a pinch-analízis, elsődleges energiafogyasztás, energiaköltség tényező és a beruházás becsült megtérülési idejének függvényében. A stratégia hatékonyságát ipari példákon demonstráltuk.

Megvizsgáltuk a releváns paraméterek hatását a hőszivattyús és termikusan csatolt (Petlyuk oszlop) rendszerk gazdasági hatékonysági mutatóira, és összehasonlítottuk azokat a hagyományos rendszerek megfelelő mutatóival. Az eredmények alapján a Petlyuk rendszer alkalmazása csak akkor jöhet szóba, ha az energiaintegráció valamiért nem valósítható meg.

Tanulmányoztuk a vizsgált rendszerek működtethetőségét, szabályozhatóságát is. Eredményeink szerint az energiaintegrált rendszerek minden fajtája szabályozható decentralizált szabályozókörökkel.

  • Fonyó, Z., Rév, E.: "Energy saving distillation systems I." in Hungarian, Magyar Kémikusok Lapja,42,(7-8), 298.- 308. (1987)
  • Fonyó, Z., Rév, E.: "Energy saving distillation systems II." in Hungarian, Magyar Kémikusok Lapja,42,(9), 341.-349. (1987)
  • Rév, E.: "Synthesis Problems of Sloppy SeparationSystems",Paper B7.6, CHISA'84, Praha, Sept.,1987.
  • Fonyó, Z., Rév, E.: "Desztilláló oszlopok ésegyéb termikus műveletek energiaintegrációs tervezése", Energiagazdálkodás,26,(7), 297.- 303.(1985)
  • Fonyó, Z., Mészáros, I., Rév, E., Kaszás, M.:"Pinch oriented strategy for multicomponent separation systems with energy integration",Hung. J. Ind. Chem.,13,121.-134.,(1985)
  • Mizsey P., Fonyo, Z., Zhang, L., "Energy integrated separation design enhanced by heat pumping: the retrofitting case",Proc. of the 3rd In . Workshop on Research Activities on Advanced HeatPumps, pp. 409-416, Graz, Austria (1990).
  • Mizsey P., Fonyo, Z.: "Energy integrated distillation system design enhanced by heat pumping" Distillation and Absorption 1992, IChemE, pp. B69-B76 (1992).
  • Fonyo Z., Mizsey, P.: "Economic applications of heat pumps in integrated distillation systems",Heat Recovery Systems CHP,14,(3), 249-263 (1994)
  • Annakou, O., Mizsey, P.: "Rigorous investigation of heat pump assisted distillation", Accepted by Heat Recovery Systems CHP,1993
  • Annakou, O., Fonyo, Z., Mizsey, P.: "Economic and operability study of energy integrated ternary distillation schemes", Lecture accepted on AIChE Spring Mtg., Houston,1995.
  • Mizsey, P., Annakou, O., Fonyo, Z.:"Operability study of energy integrated ternary distillation schemes", Lecture accepted on Process Control' 95, High Tatras, Slovak Republic,1995.
  • Z.Fonyo, R.Kurrat, D.W.T.Rippin, I.Meszaros: "Comperative Analys-495, (1996)
  • Z.Fonyo, N.Benkő: "Enhancement of Process Integration by Heat Pumping",Computers Chem. Engng.20,S85-S90,(1996)
  • Annakou, O. and P. Mizsey, Rigorous comparative study of energy integrated distillation schemes,Ind., Eng. Chem.,35, pp. 1877-1885 (1996).
  • Z.Fonyo,N.Benko:"Comparison of Various heat Pump Assisted Distillation Configurations",Chemical Engineering Research and Design,76,(3), 348-360, (1998).
  • Z.Fonyó, E. Rév, N. Benko: Energy Integration of Acetic Acid Recovery, Preprints of Int. Symp.Energy and Food Industrie, Comission Internationale de l’Industrie Agricole et Alimentare,Paris, 1-9, (1998).
  • Fonyo Z, E. Rev:"Energy Saving Techniques in Distillation, Thermodynamic Efficiency and Energy Conservation",Chapter inthe book: A.Bejan and E.Mamut (eds.) "Thermodynamic Optimization of Complex Energy Systems", 279-269, Kluver Academic Publishers, Dordrecht/Boston/London,1999.
  • Fonyó Z., E. Rev, Z. Szitkai, M. Emtir, P.Mizsey:"Energy Savings of Integrated and Coupled Distillation Systems",Comp. Chem.Engng.,23,S89-92, (1999)
  • Emtir M., E. Rev, P. Mizsey and Z. Fonyo,"Comparison of integrated and coupled distillation schemes using different utility prices",Comp. Chem. Engng,23, S789-802, (1999)
  • Rév, E.; Emtir, M.; Szitkai, Z.; Mizsey, P.;Fonyó, Z.: "Comparison of integrated and coupled distillation schemes using different utility prices",Comp. Chem. Eng.,25(Special Issue)119-140 (2001)
  • Emtir, M., Rev, E., Fonyo, Z.: "Rigorous Simulation of Energy Integrated and Thermally Coupled Distillation Schemes for Ternary mixture",Applied Thermal Engineering 21(13-14)1299-1317 (2001)

A folyamatszintézis globális megközelítése és integrált folyamatok tervezése

A különféle folyamattervezési módszerek előnyeit felhasználva megvalósítható folyamatokat hatékonyan szintetizáló kombinált szemléletet fejlesztünk ki.
 

  • Hierarchikus módszereket alkalmazunk folyamatstruktúra előzetes kiválasztásához, short-cut modellek és egyszerűsített költségbecsléssel szimpla energiaintegrációs szempontjából értékeljük őket.
  • A korlátok, a komplex energiaintegráció és a koncepcionális tervezés során nyert további implicit ismeretek alapján, melyek a feladat megfogalmazásakor még ismeretlenek voltak, a felhasználó által vezérelt interaktív szintézist valósítunk meg. Az egyes folyamatsémák szabályozhatóságát állandósult állapotú többváltozós mértékekkel jellemzzük.
  • Teljesítmény-célokra épülő korlátozó stratégiát fejlesztettünk ki a keresési tér csökkentésére.
  • Algoritmusokat fejlesztünk ki a végleges optimális hangolásra, az előző lépésben kialakított szuperstruktúra optimálására, és a megmaradó hőcserélő-hálózat szintézishez. A végső tervezéshez szigorú modelleket alkalmazunk.
  • Mizsey P., Fonyo, Z.: "A predictor based bounding strategy for synthesizing energy integrated total flowsheet",Comp.Chem. Eng.14,(11), 1303-1310 (1990)
  • Mizsey P., Fonyo, Z.: "Toward a more realistic process synthesis - the combined approach", Comp. Chem. Eng.14,(11), 1213-1236 (1990)
  • Fonyo Z., Mizsey, P.: "A global approach tothe synthesis and preliminary design of integrated total flowsheets", AIChEAnnual Meeting, paper 26g, Chicago November1990.
  • Mizsey P., Fonyo, Z.: "Design of integrated total flowsheet: a combined approach",Computer Applications in Chemical Engineering, Elsevier, p.87-92, (1990).
  • Mizsey P.: A global approach to synthesis of entire chemical processes. PhD. Thesis No. 9563, Swiss Federal Instituteof Technology, ETH Zürich, 1991.
  • Mizsey P., Z.Fonyo, L. Puigjaner, A. Espuna,"Szakaszos folyamatok tervezésének és ütemezésének alapjai I ", Magyar Kémikusok Lapja,54, 117-127, (1999)
  • Mizsey P., Z. Fonyo, L. Puigjaner, A. Espuna,"Szakaszos folyamatok tervezésének és ütemezésének alapjai II ",Magyar Kémikusok Lapja,54, 161-168 (1999)

MINLP modellek a folyamattervezésben

Célunk olyan MINLP modellek kifejlesztése, melyek alkalmasak arra, hogy a folyamattervezés egyes lépéseit automatikusan hajtsuk végre. Ez lehet short-cut tervezés, határoló értékek megkeresése, nemideális elegyek jellemző pontjainak és vonalainak felderítése, optimális struktúra ésközel optimális struktúrák hatékony keresése.
 

  • Rév, E.; Lelkes, Z.; Farkas, T.: "Structural multiplicity and redundancy in chemical process synthesis with MINLP",SIMO 2002 (Systčme d’Information Modélisation, Optimisation Commande en Génie des Procédé)s24-25 Octobre2002- Toulouse (France)
  • Lelkes, Z.; Farkas, T.; Rév, E.: "Optimization of Batch Extractive Distillation using MINLP", Proc. of MKN ‘02, Veszprém,2002. április 16-18., Műszaki Kémiai Napok 02, p. 112-117, KEMÜKKI,2002 (ISBN 963 7172 95 5)
  • Szitkai, Z., Lelkes, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Handling Removable Discontinuities on MINLP Models for Process Synthesis Problems. Formulations of the Kremser equation", accepted, Comp. Chem.Eng.,2002.
  • Szitkai, Z., Lelkes, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Optimisation of Hybrid Ethanol Dehydration System. ",Chem. Eng.Commun.,41(7) 631-646 (2002)
  • Lelkes, Z.; Rév, E.; Farkas, T.: "Szuperstruktúrák optimális MINLP reprezentációi", Műszaki Kémiai Napok, Veszprém,2001.Április 25.
  • Szitkai, Z., Lelkes, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Optimisation of an industrial scale ethanol dehydration plant. A case study.",Proc. of ESCAPE-11(27-30 May, 2001, Kolding, Denmark) (Eds.:Gani, R.;Jorgensen, S.B.), p. 553-558, Elsevier2001
  • Szitkai, Z.; Lelkes, Z.; Rev, E.; Fonyo, Z.:"Solution of MEN synthesis problems using MINLP: Formulations of the Kremser equation",Proc. of ESCAPE-11(27-30 May,2001, Kolding, Denmark)(Eds.:Gani, R.; Jorgensen, S.B.), p. 1109-1114 , Elsevier2001
  • Lelkes, Z., Szitkai, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Rigorous MINLP Model for Ethanol Dehydration System",Comp. Chem. Eng.24, 1331-1336 (2000)
  • Szitkai, Z., Lelkes, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Optimisation of Distillation and Pervaporation System for Ethanol Dehydration",presented at at CHISA2000, Praha
  • Szitkai, Z., Lelkes, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Optimisation of Distillation and Pervaporation System for Ethanol Dehydration",Proc. of ESCAPE-10, the 10th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Florence, Italy, May 7-10, p. 643-648, ed: Pierucci, S.,Elsevier, Amsterdam,2000.
  • Lelkes, Z., Szitkai, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Rigorous MINLP Model for Ethanol Dehydration System", paper No. 34s, presentedat 7th International Symposium on Process Systems Engineering, July 16-21,2000, Keystone, Colorado, USA
  • Benkő N., E. Rev., Z. Szitkai, Z. Fonyo: "Optimal Water Use and Treatment Allocation",Comp. Chem. Engng,23,S157-S160 (1999)
  • Szitkai, Z., Lelkes, Z., Rév E., Fonyó, Z.:"Optimisation of Hybrid Ethanol Dehydration System. ",Chem. Eng. Proc.,41(7) 631-646 (2002)

Vegyipari folyamatok irányíthatóságának becslése a folyamattervezés során

A folyamatok, eljárások irányíthatóságának becslése a folyamattervezés során az egyik fontos feladata, melyet a gazdaságossági és egyéb (pl. környezetvédelmi) vizsgálatokkal együtt, szimultán kell elvégezni. Erre egy szisztematikus tervezői módszert dolgoztunk ki, melynek első lépése a szabályozási feladat megfogalmazása. Ezt követően megvizsgáljuk a folyamat lehetséges szabadsági fokait, megállapítjuk a szabályozott jellemzket és megkeressük a lehetséges módosított jellemzőket. A jellemzők kiválasztása során arra kell törekedni, hogy azokkal a szabályozasi feladat optimálisan teljesíthető legyen. Ehhez szükseges lehet a folyamat, eljárás esetleges módosítása és/vagy egy szükséges túltervezes a terhelhetőségben. A folyamattervezés modellezesi feladatainak megoldásakor először stacionárius irányíthatósági jellemzőket vizsgálunk mint pl. relativ erősítesi tényezők, Niederlinski index, kondíciós szám, Morari féle belső szabályozhatósági index. A stacionárius jellemzők segítségével elvégezzük a szabályozott és módosított jellemzők párosítását vagyis kialakítjuk a szabályozási strukturát. A kedvezőnek bizonyuló strukturákat dinamikusan is vizsgáljuk és minősítjük. Az irányíthatósági vizsgálat során tanulmányozzuk a tervezett rendszer rugalmasságát is vagyis, hogy mennyire képes a szabályozási struktúra és a folyamat különböző munkapontokban (eltérő betáplálás és termékek) üzemelni, mennyire képes a folyamatot ért zavarások hatását kiküszöbölni. Számos példa igazolta, hogy a stacionárius és/vagy dinamikus irányíthatósági mutatók, vizsgálata szerves része kell, hogy legyen a folyamattervezésnek, és jelentős tervezési döntések alapjául szolgál.
 

  • Emtir, M., P. Mizsey, E. Rev and Z. Fonyo, Economic optimisation and control of energy integrated distillation schemes, ECOS, EU Meeting, University of Berlin(2002)
  • Mizsey, P., N. Hau, N. Benko, I. Kalmar, Z. Fonyo, Process control for energy integrated distillation schemes, Comp. Chem.Engng,22, pp. S427-434 (1998).
  • Mizsey, P. and I. Kalmár, Effects of recycle on control of chemical processes, Comp. Chem Engng,20, pp. S883-S888(1996).
  • Annakou, O., A. Meszaros, Zs. Fonyo and P. Mizsey, Operability investigation of energy integrated distillation schemes, HJIC, 24, pp. 155-160 (1996).
  • Mizsey P. and Z. Fonyo, Distillation control for packed and trayed columns, HJIC, 22, pp. 139-145 (1994).
  • Fonyo, Z.: "Design modifications and proper plantwide control",Comp. Chem. Eng.,18,(Suppl.), S483-492(1994)
  • Fonyo, Z., Mizsey, P: "Consideration of operability during process design", AIChE Spring National Meeting,NewOrleans,1992.
  • Fonyo, Z., Mizsey, P.: "Process design under consideration of plant operability",1992 IChemE Research Event, UMIST, Manchester, 9-12 January(1992).
  • Mizsey, P., Fonyo, Z.: "Assessing plant operability during process design", In: Computer-Oriented Process Engineering,Elsevier, pp. 411-416 (1991).
  • P.Mizsey, Z. Fonyó: Process Control for Energy Integrated Distillation Schemes,Comp.Chem, Engng, 22, S427-434(1998).
  • Mészáros, A., J. Mikles, P. Dostál and P. Mizsey, Control of nonlinear chemical processes using linear model based algorithms, HJIC, 21. pp. 81-86 (1993).
  • Mizsey P. and Z. Fonyo, Assessing plantoperability during process design. Computer-Oriented Process Engineering, Elsevier, pp. 411-416 (1991).
  • Mizsey P. and Z. Fonyo, Distillation control forpacked and trayed columns,HJIC,22, pp. 139-145 (1994).

Elválasztási műveletek

(Fonyó Zsolt, Manczinger József, Sawinsky János, Kemény Sándor, Mizsey Péter, Simándi Béla, Rév Endre, Deák András, Havas Géza, Borus Andor, Rezessy Gábor, Lelkes Zoltán)

Főbb kutatásaink: Abszorberek működésének vizsgálata. Optimális abszorber-konstrukció kialakítása. Gőz-folyadék fázisegyensúlyi adatok kimérése, az adatok termodinamikai ellenőrzése, a hiányzó adatok becslése. Fázisegyensúlyi modellek fejlesztése. Komplex szénhidrogénelegyek jellemzése és modellezése.

Desztillációs technológiák modellezése, tervezése. Elválasztási műveletek membránok alkalmazásával (mikroszűrés, ultraszűrés, reverz ozmózis, pervaporáció). Hibrid elválasztási eljárások, extraktív és azeotrop desztilláció, reaktív desztilláció, multifunkciós elválasztó berendezések. Folyadék-folyadék, szilárd-folyadék és szuperkritikus extrakciós technológiák kidolgozása. Extraháló berendezések tervezése. Ezeken belül érdemesnek tartjuk kiemelni az alábbi részterületeket:

Fázisegyesúlyok, rektifikáló oszlopok tervezése, új töltetek, desztilláló és abszorpciós eljárások kifejlesztése.

A desztillációs és abszorpciós eljárások fejlesztéséhez megbízható adatokra, és termodinamikai modellekre, elsősorban egyensúlyi (pára-folyadék) és anyagátadási adatokra és modellekre van szükség. Ezért foglalkozunk tiszta anyagok gőznyomásának és folyadékelegyek egyensúlyi adatainak empirikus meghatározásával és az adatok termodinamikai konzisztenciájának statisztikai ellenőrzésével. A fejlesztő tevékenység természetes alkotói a az azeotrop és extraktív desztilláció alkalmas kinyerőszerének kiválasztása, ilyen rendszerek laboratóriumi kísérleti működtetése, kimérése, és számítógépi részletes modellezése. Ugyancsak idetartozó és elmaradhatatlan tevékenység a rendezetlen és rendezett töltetek anyagátadási tulajdonságainak és hidrodinamikai viselkedésének kísérleti és elméleti tanulmányozása, a technológiai méretezés, méretnövelés, és a fő műveleti paraméterek optimális meghatározása. A kutatócsoport különlegesen előnyös helyzetét a hosszú ipari tapasztalatra épülő, megbízható anyag- és tárgyismerete, széleskörű tájékozottsága és kapcsolatrendszere biztosítja.

  • Fábry, G., Manczinger, J.: "A new regular Packing for Distillation and Absorption", ACHEMA'88 , Frankfurt,1988.
  • Fábry, G., Manczinger, J.: "Hydrodinamics and mass-transfer on a new highly efficient low pressure drop regular towerpacking",CHISA'87, Praha,1987.
  • Kemény, S. et al: "Reduction of Thermodynamic Data by Means of Multiresponse Maximum Likelihood Principle",AICHE Journal,28, 20., (1982)
  • Kemény, S., Manczinger, J.: "Treatment of binary Vapour-Liquid Equilibrium Data",Chem. Eng. Sci.,33, 71.,(1978)
  • Manczinger, J., Kortüm, G.: "Thermodynamische Mischungseffekte im System Wasser (1) N-Methylacetamid (2)",Z. Phys.Chem.,95, 177.-186. (1975)
  • Manczinger, J. et al: "Vapor-Liquid Equilibrium ofthe Ethanol-Dioxan System. A novel Apparatus for Measuring Vapour-Liquid Equilibria under Pressurre", Periodica Polytechnica Ser. Chem.,13, 189 (1969)
  • Manczinger, J., Tettamanti, K: "Phase equilibria of the system caprolactam/water (A novel Apparatus for the study ofvapour-liquid equilibria)",Periodica Polytechnica Chem. Eng.,10,183-195 (1966)
  • S.Kürüm, Z.Fonyo: "Design Stategy for Acetic Acid Recovery",Chem. Eng. Comm.,136,161-176, (1995)
  • Z.Fonyo, S.Kürüm, N.Benko: Process Improvements for Acetic Acid Recovery, Preprints SIPODC Conference,. AIChE p. 295-309,1997
  • P.Mizsey, E.Rev, Z.Fonyo.: Systematic separation System Synthesis of a Highly Nonideal Quaternary Mixture, Preprints SIPODC Conference,.AIChE p. 356-363, 1997

Fázisegyensúlyok termodinamikája

A következő területeken vannak kutatási eredményeink
 

  • Nagy nyomású fázisegyensúlyok leírására alkalmas állapotegyenletek fejlesztése (csoportjárulék modell statisztikus termodinamikai alapokon)
  • Az "Állapotegyenletek fázisegyensúlyok számítására" című, közel 240 oldalas monográfiában részletesen ismertettük a modellek statisztikus termodinamikai alapjait, rendszerbe foglaltuk a szakirodalomban ismert állapotegyenleteket.
  • Paraméterbecslési módszerek
  • Nagynyomású szilárd-folyadék egyensúlyok
  • A termodinamikai adatok konzisztenciájának vizsgálatára továbbfejlesztettük VanNess közepes nyomású gőz-folyadék egyensúlyi adatok ellenőrzésére javasolt módszerét. Az általunk kifejlesztett módszer terner és biner elegyek nagynyomású gőz-folyadék és folyadék-folyadék egyensúlyi adatainak tesztelésére alkalmas.
  • Adatbázisok termodinamikai adatainak konzisztenciáját vizsgáltuk a termodinamika egzakt differenciálegyenletei segítségével. Jelenlegi állapotában a módszer egy-, vagy két differenciálegyenlet, mint korlátozó feltétel alkalmazásával tiszta komponensek adatainak vizsgálatára (tenzió, párolgáshő, ill. PVT és kalorikus adatok, pl. fajhő), és kétkomponensű elegyek gőz-folyadék egyensúlyi adatainak ellenőrzésre alkalmas.
  • Kemény, E. Thury, A. Deák: Állapotegyenletek fázisegyensúlyok számítására (Equations of state for calculation of phaseequilibria, in Hungarian, book, 245 pages), Budapesti Műszaki Egyetem,1991.
  • Deák A., Kemény S.: Role of weighting in parameterestimation from solid-fluid supercritical equilibrium data Fluid Phase Equilibria 1994. pp. 171-190.
  • Deák A., A. I. Victorov, Th. W. de Loos: High pressure VLE in alkanol +alkane mixtures. Experimental results forn-butane+etanol, +1-propanol, +1-butanol systems and calculations with three EOS methods Fluid Phase Equilibria 107 (1995) 277-301
  • Miklós D., Kemény S., Almásy G., Kollár-Hunek K.:Thermodynamic consistency of data banksFluid Phase Equilibria 110 (1995)89-113
  • Deák A., S. Kemény, I. Farkas: Data driven temperature dependence of EOS parameters. Fluid Phase Equil.14097-105(1997)
  • Kemény S., I. Farkas, A. Deák:EOS mixingrules and the quadratic concentration dependence of the second virialcoefficient. Fluid Phase Equil.128131-135 (1997)

Szakaszos és félfolyamatos szétválasztó rendszerek

Elsősorban az extraktív desztilláció és a reaktív desztilláció szakaszos megvalósításának kutatása folyik intenzíven. Az ilyen komponens-szétválasztó műveletek elmélete nincs még kielégítően kidolgozva, illetve a nyilvánosságra hozott eredmények nem fedik le a felmerülő kérdéseket és a lehetséges folyamat-változatok összességét. Az egyes változatok esetében eltérő módon lehet meghatározni a folyamat határfeltételeit. Kutatási célunk,hogy eljárásokat dolgozzunk ki e határfeltételek meghatározására és kísérletileg igazoljuk azokat.

Nemrég fejeztük be egy nagylabor méretű, többfunkciós szakaszos desztillációs berendezés, ún. "middle vessel" kolonna építését. Segítségével a már kidolgozott illetve a közeljövőben kidolgozandó modellek és megvalósíthatósági elméletek kísérletileg igazolhatók, valamint a műveletek dinamikája vizsgálható. Ilyen jellegű hazai berendezésről nincs tudomásunk és Európában is csak két hasonló készülékről tudunk.

Kutató munkánk során az elméleti eredményeket kísérleti ellenőrzésnek vetjük alá. Terveink szerint eredményeinket valós ipari elválasztási feladatokhoz kapcsolódó rendszereken is igazoljuk, és a kidolgozott modelleket felhasználjuk környezetbarát vegyipari folyamatokszintéziséhez.

  • Rév, E.; Lelkes, Z.; Varga, V.; Stéger, Cs.;Horváth, L.; Fonyó, Z.: " Feasibility of batch extractive distillation with middle-boiling entrainer in rectifier",Distillation&AbsorptionConference, Baden-Baden, Germany, Sept 30-Oct2,2002.
  • Lelkes, Z.; Rév, E.; Stéger, Cs.; Varga, V.;Fonyó, Z.; Horváth, L.: "Batch extractive distillation with intermediate boiling entrainer",SIMO 200224-25 Oct2002- Toulouse (France)
  • Rév, E.; Lelkes, Z.; Varga, V.: "Szakaszos extraktív desztilláció közbenső oldószerrel", Műszaki Kémiai Napok, Veszprém,2001. Április 25.,
  • Lang P., Modla G., B. Kotai, Z. Lelkes and P. Moszkowicz "Homoazeotropic Distillation of Maximum Azeotropes in a Batch Rectifier with Continuous Entrainer Feeding II. Rigorous Simulation Results"Comp. Chem. Eng.,24, 1429-1435 (2000).
  • Lang P., Modla G., B. Benadda and Z. Lelkes"Homoazeotropic Distillation of Maximum Azeotropes in a Batch Rectifier with Continuous Entrainer Feeding I. Feasibility Studies"Comp. Chem. Eng.,24, 1665-1671 (2000).
  • Lang P., Z. Lelkes, M. Otterbein, B. Benadda andG. Modla "Feasability Studies for Batch Extractive Distillation with a Light Entrainer"Comp. Chem. Eng.,S93-96 (1999).
  • Lelkes Z., P. Lang and M. Otterbein, "Feasabilityand Sequencing Studies for Homoazeotropic Distillation in a Batch Rectifier with Continous Entrainer Feeding"Comp. Chem. Eng.,22, S653-656(1998).
  • Lelkes Z., P. Lang, B. Benadda and P. Moszkowicz,"Feasibility of Extractive Distillation in a Batch Rectifier"AIChEJournal,44, 810-822 (1998).
  • Lelkes Z., P. Lang, P. Moszkowicz, B. Benadda, and M. Otterbein, "Batch Extractive Distillation: the Process and the Operational Policies"Chemical Eng. Sci.,53, 1331-1348 (1998).
  • Lang P., Z. Lelkes, P. Moszkowicz, M. Otterbein, and H. Yatim, "Different Operational Policies for the Batch Extractive Dist illation"Computers and Chem. Eng.,19, S645-650(1995).
  • Rév, E.: "Reactive Distillation and Kinetic Azeotropy",Ind. Eng. Chem. Research,33, (9), 2174.-2179.(1994)

Műveletek szuperkritikus oldószerekkel

A kutatócsoport 1986-tól foglalkozik a szuperkritikus extrakció felhasználási lehetőségeinek vizsgálatával. A szuperkritikus szén-dioxid (p>73 bar, T>31 °C) közel szobahőmérsékleten is jól oldja az apoláris vegyületeket, illetve segédoldószerek alkalmazásával apolárisabb karakterűeket is. A feloldott anyagok egyszerű nyomáscsökkentéssel elválaszthatóak az oldószertől, így szerves oldószertől mentes terméket kapunk. A szuperkritikus oldószerek lehetővé teszik, hogy a hagyományos műveletek helyettesítésével tiszta technológiát fejlesszünk ki és új, kiemelkedő minőségű termékeket állításunk elő az ipar számos területén.

Főbb kutatási területek:

Növényi hatóanyagok extrakciója: gyógynövény-hatóanyagok extrakciója, fűszernövények íz- és illatanyagainak elválasztása, illóolajok kinyerése (növényi magvak, virág-, levél- ésgyökér-drogok), zsírok, olajok kinyerése (növényi és állati eredetűnyersanyagokból), illóolajok és zsíros olajok elválasztása, nem illó hatóanyagok (terpenoidok, szteroidok) kivonása; enantiomerek előállítása racém elegyekből: szerves savak reszolválása, szerves bázisok reszolválása, alkoholok reszolválása; enantioszelektív enzimreakciók; sejtfeltárás; oldószermaradványok eltávolítása szintetikus termékekből; szerves anyagok kinyerése híg vizes oldatokból.

A rendelkezésre álló készülékek:

Először a Magyar Szénhidrogénipari Kutató-Fejlesztő Intézet (SZKFI) nagynyomású készülékek gyártásában nagy tapasztalatokkal rendelkező szakembereivel együttműködve megterveztünk és üzembe helyeztünk egy nagynyomású extraktort. Az első, 1dm 3 térfogatú extraktor üzemeltetésével szerzett tapasztalatok alapján egy másik, 5 dm3 térfogatú extraktor edényt is készítettünk, amely az alapkészülékhez csatlakoztatható. Az így kialakított (1 dm3 ill. 5 dm3 térfogatú) extraktor szilárd anyag vagy folyadék szakaszos extrakciójára alkalmas. A készüléket egy 46 mm átmérőjű, 3600 mm magas folyamatos üzemű ellenáramú fluid-folyadék extraktorral bővítettük. Az extraktorhoz két sorba köthető szeparátor csatlakozik, amelyek lehetőséget adnak frakcionálási kísérletekre is. Eddig több, mint 50 különböző növényi drogextrakcióját végeztük ebben a rendszerben és kiterjedt vizsgálatokat folytattunk az extrakció optimalizálására, a termék kémiai összetételére és biológiai hatására nézve, amit összevetettünk az azonos drogból vízgőz-desztillációval, ill. hexános és alkoholos Soxhlet extrakcióval nyert kivonatok tulajdonságaival.

A félüzemi készülék mellett van egy teljesen különálló laboratóriumi méretű extraktorunk is. Ez 25 cm3 térfogatú,max. 250 bar-ig üzemeltethető, a reszolválási kísérletekhez használjuk. Avilágon elsőként a BME Szerves Kémiai Technológia Tanszékkel együttműködve kidolgoztunk egy részleges diasztereomer só képzésen alapuló új eljárást. Az el nem reagált enantiomer felesleget oldjuk ki a szuperkritikus szén-dioxiddal. Ezzel a módszerrel királis szerves savak, bázisok és alkoholok enantiomerjeinek elválasztása is megvalósítható. Az eddig vizsgált 52 racém vegyület -reszolválószer pár kétharmada esetében tapasztaltunk királis megkülönböztetést, egyharmaduknál pedig ez jelentős volt. Az eljárás befolyásoló paraméterek meghatározását és optimalizálását 10 pár esetében elvégeztük, és több esetben sikerült 2-3 lépésben a tiszta enantiomerek előállítása.

2000-ben egy 5 cm3 térfogatú, keringetett reaktort is üzembe helyeztünk az enantioszelektív enzimatikusreakciók vizsgálatához.

Nemzetközi együttműködés:

Amellett, hogy a kutatómunka során számos magyar tanszékkel, intézettel és céggel dolgozunkegyütt, a nemzetközi - elsősorban európai - tudományos kapcsolatok is nagyonfontosak.

A 2000. évtől csatlakoztunk az Európai Unió általtámogatott DASFAF hálózathoz (Developments and Applications in SupercriticalFluids in Agriculture and Fisheries), amelynek fő célja, hogy kapcsolatot teremtsen az európai, szuperkritikus technológiával foglalkozó kutatóhelyek és vállalatok között, elősegítse a tudás áramlását és hosszabb távú közös munkák megvalósítását. A hálózat négy fő területtel foglalkozik: a szuperkritikus állapot általános alapjai, a szuperkritikus oldószerek extrakciós alkalmazásai, nem extrakciós alkalmazások, az ipari megvalósítás szempontjai.

2002-től tagjai vagyunk az AWARANET együttműködésnek (Agro-food wastes minimisation and reduction network). A program 14 európai ország részvételével azt tűzte ki végső céljául, hogy a mezőgazdasági és élelmiszeripari hulladékok feldolgozása és minimalizálása érdekében európai kutatás-fejlesztési stratégiára dolgozzon ki egy átfogójavaslatot. Az öt fő tématerület (húsipar, halfeldolgozás, tejipar, borgyártásés növényfeldolgozás) mindegyikén belül technológiai és menedzsment kérdések megfontolására is sor kerül. Mi a növényfeldolgozás során keletkező hulladékoktechnológiai szempontjainak kidolgozásával foglalkozunk.
 

  • Simándi B., Keszei S., Fogassy E., Sawinsky J.: Supercritical fluid extraction, a novel method for production of enantiomers, J.Org. Chem.,62(13), 4390-4394 (1997).
  • Simándi B., Keszei S., Fogassy E., Kemény S.,Sawinsky J.: Separation of enantiomers by supercritical fluid extraction, J.Supercrit. Fluids 13, 331-336 (1998).
  • Rónyai E., Simándi B., Tömösközi S., Deák A., VíghL., Weinbrenner Zs.: Supercritical fluid extraction of corn germ with carbon-dioxide - ethyl alcohol mixture, J. Supercrit. Fluids 14, 75-81 (1998).
  • Simándi B., Deák A., Rónyai E., Gao Y., Veress T.,Lemberkovics É., Then M., Sass-Kiss Á., Vámos-Falusi Zs.: Supercritical Carbon Dioxide Extraction and Fractionation of Fennel Oil, J. Agric. Food Chem. 47,1635-1640 (1999).
  • Simándi B., Oszagyán M., Lemberkovics É., Kéry Á.,Kaszács J., Thyrion F., Mátyás T.: Supercritical Carbon Dioxide Extraction and Fractionation of Oregano Oleoresin, Food Res. Int. 31, 723-728 (1999).
  • Keszei S., Simándi B., Székely E., Fogassy E.,Sawinsky J., Kemény S.: Supercritical fluid extraction: a novel method for theresolution of tetramisole, Tetrahedron: Asymmetry 10, 1275-1281 (1999).
  • Kmecz I., Simándi B., Bálint J., Székely E.,Fogassy E., Kemény S.: Optical resolution of6-fluoro-2-methyl-1,2,3,4-tetrahydroquinoline by supercritical fluid extraction,Chirality, 13, 568-570 (2001).
  • Simándi B., Kristo T. Sz., Kéry Á., Selmeczi L.K., Kmecz I., Kemény S.: Supercritical fluid extraction of dandelion leaves, J.Supercrit. Fluids, 23, 135-142 (2002).
  • Vági E., Simándi B., Daood H. G., Deák A.,Sawinsky J.: Recovery pigments from Origanum majorana L. by extraction with supercritical carbon dioxide, J. Agric. Food Chem. 50, 2297-2301 (2002).
  • de Haan A. B., Simándi B.: Extraction technologyfor the separation of optical isomers, In: Ion Exchange and Solvent Extraction,Vol. 15 (Eds.: Marcus Y., SenGupta A. K., Marinsky J. A.), Marcel Dekker, Inc.,New York, 255-294, 2002.

Folyadékok keverése

(Havas Géza, Sawinsky János, DeákAndrás)

Keverők teljesítményfelvétele

Vizsgált keverőtípusok: lapátos, centrifugál, öntött propeller, lemezlapátos propeller, valamint hatlapátos tárcsás turbina keverő lamináris, átmeneti és turbulens tartományban newtoni folyadékokkal. Eredmények: a vizsgált keverők Euler-Reynolds diagramjai, valamint az a megállapítás, hogy a Froude szám hatása a keverők teljesítményfelvételére elhanyagolható. Vizsgált keverőtípusok: horgony, szalag, csiga és csigás-szalag keverő továbbá kalodás éstöbbszintes lapátos keverő lamináris és átmeneti tartományban nagy viszkozitású newtoni és pszeudoplasztikus folyadékokban. Eredmények: általános egyenlet a fenti keverők teljesítmény felvételének számítására. Az egyenlet a csiga keverő centrikus elhelyezésén kívül az excentrikus és a vezetőcsőben elhelyezett esetére is érvényes.

Keverők homogenizálási hatékonysága.

Vizsgált keverő típusok: horgony, szalag, csiga és csigás-szalag keverő továbbá kalodás és többszintes lapátos keverő lamináris tartományban, öntött és lemez propeller turbulens tartományban. Eredmények: a vizsgált keverők homogenizálási hatékonyság szerinti rangsorolása

Hőátadás keverős tartályban.

Vizsgált berendezés: keverős tartályba helyezett csőkígyós ill. függőleges csőköteges hőcserélő, hatlapátos tárcsás turbina, öntött ill. lemez propeller keverővel. Eredmények: a vizsgált hőcserélők hőátadási tényezőjének számítására alkalmas Nusselt típusú összefüggések, melyekben a hőcserélő csöveinek átmérőjére vonatkozó módosított Reynolds szám szerepel.
 

  • Tettamanti, K., Havas, G., Sawinsky, J.:"Froude Number and Power Consumption of Mixing", Acta Chim. Acad. Sci.Hung.60, 191 (1969);71, 445 (1972);80,469 (1974)
  • Sawinsky, J., Havas, G., Deák, A.: "Power Requirement of Anchor and Helical Ribbon Impellers for the Case of Agitating Newtonian and Pseudo-Plastic Liquids",Chem. Eng. Sci.31, 517(1976);32, 457 (1977)
  • Sawinsky, J., Havas, G., Deák, A.: "Power Consumption of Screw Agitators in Newtonian Liquids of High Viscosity",Chem.Eng. Sci.34, 1160 (1979)
  • Deák, A., Havas, G., Sawinsky, J.: "The Power Requirement for Anchor, Ribbon and Helical-Screw Agitators",Int. Chem.Eng.25, 558 (1985)
  • Havas, G., Sawinsky, J., Deák, A., Fekete, A.:"Investigation of the Homogenisation Efficiency of Various Propeller AgitatorType",Periodica Polytechnica Chem. Eng.22, 331(1978)
  • Havas, G., Sawinsky, J., Deák, A.:"Investigation of the Homogenisation Efficiency of the Screw Agitator, Helical Ribbon Agitator, Gate Type Anchor Impeller and Multi-Paddle Agitator in the Mixing of High-Viscosity Newtonian Liquids", Periodica Polytechnica Chem.Eng.22, 317 (1978)
  • Havas, G., Deák, A., Sawinsky, J.: "Heat Transfer Coefficients in an Agitated Vessel Using Vertical Tube Baffles",Chem. Eng. J.,23, 161 (1982)
  • Havas, G., Deák, A., Sawinsky, J.: "The Effect of Impeller Diameter on the Heat Transfer in Agitated Vessel Provided with Vertical Tube Baffles",Chem. Eng. J.27, 197(1983)
  • Havas, G., Deák, A., Sawinsky, J.: "Heat Transfer to Helical Coil in Agitated Vessel",Chem. Eng. J.35, 61(1987)
  • Havas, G., Deák A., Sawinsky J.: "Keverős tartályba helyezett csőkígyó hőátadási tényezője",Magyar Kémikusok Lapja 51, 142(1996)

Kémiai reaktorok

(Sawinsky János, Simándi Béla, Deák András, Hunek József, Mizsey Péter)

Homogén és heterogén (gáz-folyadék,folyadék-folyadék, szilárd-folyadék), valamint polimerizációs reakciók vizsgálata szakaszos és folyamatos kevert tartályreaktorban és kaszkádreaktorban. Tartózkodási idő-eloszlások kutatása. Az optimális reakció-körülmények meghatározása.

Tartózkodási idő eloszlás és kémiai reaktorok matematikai modellezése.

A kémiai reaktorokban elérhető konverzió és a szelektivitás számításánál fontos a készülékekben fellépő makro- és molekuláris méretű keveredés ismerete. A folyamatos reaktoroknál a makroméretű keveredésre a tartózkodási idő eloszlás jellemző. Nagynyomású gázfázisú katalitikusreakcióknál a reakció elegy nemideális viselkedésének leírására a Soave-Redlich-Kwong állapotegyenletet használtuk. A svájci Paul Scherrer Institut-tal közösen kutatásokat végeztünk heterogén katalitikus reaktorok és reakciók vizsgálatára. Csőreaktorokat modelleztünk optimalizálási céllal, és reakciókinetikát határoztunk meg laboratóriumi mérések feldoglozása alapján.

  • Balint, A.; Sawinsky, J.: "The effect of non-ideality of reacting mixture on simulating the methanol reactor",Chem.Eng. Commun.,76, 207 (1989)
  • Hunek, J.; Sawinsky, J.; Balint, A.; Podmaniczky, L.: "Computer-aided measurement and evaluation of residence-time distribution curves",Comp. Chem. Eng.,12, 159 (1988)
  • Sawinsky J.; Hunek J.; Simándi B.: Determinationof the parameters of the diffusion model by evaluating residence timedistribution curves using the method of moments,Hung. J. Ind. Chem.7,69 (1979).
  • Sawinsky J.; Simándi B.: Residence time distribution for the laminar falling film of a Prandtl-Eyring liquid, Acta Chimica Hungarica112(4), 469 (1983).
  • Sawinsky J.; Simándi B.: The residence time distribution for laminar flow of a non-Newtonian fluid in a straight circular tube,Trans. I Chem E.,60,188 (1982).
  • Sawinsky J.; Simándi B.: Zero-order reaction in Ostwald-de Waele pseudoplastic fluids flowing laminarly in an isothermal tubereactor, Chem. Biochem. Eng. Q.,9, 201 (1995).
  • Sawinsky J.; Simándi B.; Deák A.: Zero-order reaction in Prandtl-Eyring model fluids during laminar flow in an isothermaltube reactor,Trans. I Chem E.,Chem. Eng. Res.&Design,73, 863 (1995).
  • Sawinsky, J.; Balint, A.; Bende, S.: "Conversionfor laminar flow of Bingham plastic fluids in an isothermal tube reactor"Chem. Eng. Sci.,43, 1209 (1988)
  • Sawinsky, J.; Balint, A.; Bende, S: "The effect of micromixing on the conversion of the autocatalytic reaction in a continuous stirred-tank reactor with premixed feedstream", Chem. Eng. Sci.,38, 1355 (1983)
  • Simándi B.; Bálint A.; Sawinsky J.: The application of the method of attenuated moments to the evaluation of curves forthe residence time distribution, Int. Chem. Eng.28,362(1988).
  • Simándi, B.; Sawinsky, J.; Molnár, K.: "Analysis of a mixing model and its application to a multistage column reactor",Chem.Biochem. Eng. Q.,10, 129 (1996)
  • Schildhauer, T., E. Newson, P. Mizsey, A. Wokaun, Verbesserung des Wärmeübergangs in katalytischen Festbettreaktoren mittelsstrukturierter Packungen,Chemie Ingenieur Technik, 72 (9), 992(2000).
  • Mizsey, P., A. Cuellar, E. Newson, P. Hottinger,T. B. Truong and F. von Roth, Fixed bed reactor modelling and experimental datafor catalytic dehydrogenation in seasonal energy storage applications, Comp.Chem Engng,23, S 371 (1999).
  • E. Newson, P. Mizsey, T-B.Truong, P. Hottinger, F.von Roth, Th. H. Schucan, K. Geissler, T. Schildhauer, Hydrogen from Liquid Energy Carriers: The Catalytic Reforming of Methanol and Hydrocarbons,TheInternational Energy Agency’s Hydrogen Day XI. HYFORUM 2000, Proc. Vol. II,pp351-358 (2000).
  • Newson, E., P. Mizsey, T. Truong, P.Hottinger, The autothermal partial oxidation kinetics of methanol to produce hydrogen, Oral lecture on 12th International congress on catalysis, Granada, Spain(2000).
  • Newson, E., P. Mizsey, T. Truong, P. Hottinger, The kinetics of methanol decomposition and partial oxidation to produce hydrogenfor fuel cells, P/II/114, 4th European Congress on Catalysis, Rimini, Italy, Sept. 5-10. (1999).
  • Peter Mizsey, E. Newson, T. Truong and Peter Hottinger, The kinetics of methanol decomposition: a part of autothermal partial oxidation to produce hydrogen for fuel cells,Applied CatalysisA-General.213, 233-237 (2001)
  • Mizsey, P., A. Cuellar, E. Newson, P. Hottinger,T. B. Truong and F. von Roth, Fixed bed reactor modelling and experimental datafor catalytic dehydrogenation in seasonal energy storage applications, Comp.Chem Engng,23, S 371 (1999).

Ipari statisztika

(Kemény Sándor, Deák András)

Kísérletek tervezése tudományos, analitikai ésipari optimálási feladatok megoldására. Mérési adatok statisztikai feldolgozása. Minőségjavító célú kísérlettervezés (Taguchi-módszer).

Ipari statisztika, kísérletek tervezése, minőségügyi statisztika, 6sigma

Tevékenységünk az alábbi területekre terjed ki, beleértve a módszerek tanítását, alkalmazását és fejlesztését:

  • kísérleti adatok statisztikai feldolgozása, regresszióanalízis
  • varianciaanalízis (ANOVA) alkalmazása bonyolultabb problémákra (randomizációs korlát stb.), a minőség javítására
  • klasszikus,Taguchi, Shainin és más kísérlettervezési módszerek (DOE) alkalmazása a minőségjavítására és ipari fejlesztési problémák megoldására
  • ellenőrzőkártyák, folyamatképességi index és más SPC eszközök alkalmazása nem-triviális esetekben, ill. az ingadozás struktúrájának explicit figyelembe vétele. (például amikor a mérőrendszer okozta ingadozás összemérhető a vizsgált folyamatéval)
  • folyamatok validálása a vegyiparban (és rokon iparágakban) és az analitikában
  • 6sigma módszer alkalmazása

Publikációk:

  • Kemény S.; Deák A.: Mérések tervezése és eredményeik értékelése. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1990
  • Kemény Sándor, Papp László, Deák András: Statisztikai minőség-(megfelelőség-) szabályozás,Műszaki Könyvkiadó-MagyarMinőség Társaság, Budapest, 1998
  • Kemény S., Deák A.: Kísérletek tervezése és értékelése, Műszaki Könyvkiadó, Bp., 2000 (2000. évi Minőségügyiszakirodalmi díj (Magyar Minőség Társaság))
  • Romvári Zs., J. Fekete, S. Kemény, G. Pokol, I.Gebefügi, A. Kettrup: Determination of two metabolites of albendazole, albendazole-sulfoxide and albendazole-sulfone in cow`s milk using an HPLC method - A systematic approach to optimise extraction conditions. Chromatographia, 48777-784 begin_of_the_skype_highlighting              48777-784      end_of_the_skype_highlighting (1998)
  • Romvári Zs., S. Kemény, G. Pokol, J. Fekete: A new approach for development of rugged sample preparation of metabolites of albendazole in cow milk. Mikrochim. Acta130155-163 (1999)
  • Kemény S, A. Deák: Process capability in case of inherently uncertain measurements. 44th European Quality Congress, 12-16 June 2000, Budapest, Proceedings Vol. S p.136-145,
  • Drégelyi-Kiss Á., S Kemény: Obtaining quantitative information on the fluctuation of the active ingredient content indrugs - what would the customer find, Hung. J. Ind. Chem., 29123-127(2001) ill. előadás a 7th International Workshop on Chemical Engineering Mathematics, Bad Honnef, Germany, August 12-17, 2001 konferencián
2010.10.14.