Ipari technológiák, című tananyag

Átírás

1 Ipari technológiák, című tananyag Interdiszciplináris és komplex megközelítésű digitális tananyag a természettudományi képzési terület mesterszakjaihoz Javasolt szak neve: Környezettudományi MSc; Javasolt szakirány: Környezetfizika szakirány A fejezetek címei 1. Nyersanyagok bányászata, környezeti hatásaik. 2. Energiahordozók hagyományos bányászata, környezeti hatásaik. 3. Energiahordozók nem hagyományos bányászata (palaolaj, homokolaj, palagáz) 4. Kőolaj feldolgozó technológiák, frakcionálás, krakkolás, környezeti hatásaik 5. Fémek előállításának fizikai, kémiai alapjai 6. Alapvető kohászati technológiák és környezeti hatásaik. 7. Alapvető fémmegmunkáló technikák 8. Műanyag előállítási technológiák. 9. Elektromos energia előállító technológiák és környezeti hatásaik. 10. Az épített környezet anyagainak gyártása 11. Az elektronikai alapanyagok előállítása, félvezető eszközök gyártástechnológiái. 12. Modern anyag megmunkálási módszerek: a mikro- és nanotechnológia. 13. Nukleáris hasadóanyag előállító és radioaktív hulladékkezelési technológiák. 14. Élelmiszeripari technológiák. 1. Nyersanyagok bányászata, környezeti hatásaik. (15. old. 20 ábra) 1.1. Az ásványi nyersanyagok bányászatának a föld felszínéhez való viszonya Külszíni fejtés Mélyművelés Fúrólyukakkal történő kitermelés Külszíni fejtés gépei Szállító járművek külszíni fejtéseken 1.2. Vasérc bányászat 1.3. Bauxitbányászat 1.4. További ércek bányászata Külszíni ércbányák. Rézérc bányászata Mély tengeri bányászat 1.5. Gyémánt bányászat 1.6. Mészkő, homok, kavics, építő és díszítőkő bányászat Uránérc bányászat Az urán szerepe és az előfordulása a Földön Uránérc bányászat Magyarországon ( ) Hazai uránbányászat értékelése 1.8. Kérdések 2. Energiahordozók hagyományos bányászata, környezeti hatásaik. (26.o. 42. rajz) 2.1. Szénbányászat 2.2. Kőolaj kitermelés A kőolaj eredete A kitermelés különböző kőzettani rétegekből és annak különböző fázisai Kőolaj bányászata szárazföldön Szállítás Kőolajbányászat mélytengeri területeken 1

2 Kőolaj kitermelés Magyarországon 2.3. Földgáz kitermelés 2.4. Termálvíz, ásványvíz kitermelés 2.5. Geotermikus energia hasznosítása. (mélyfúrás, hidraulikus kőzetrepesztés) 2.6. Kérdések 3. Energiahordozók nem hagyományos bányászata (olajpala, olajhomok, palagáz) (15.o. 24. rajz) 3.1. Olajpala és olajhomok bányászata, palaolaj és homokolaj előállítása Olajpala, olajhomok fogalma, lelőhelyei Palaolaj, homokolaj kinyerése a felszín felett kitermelt olajpala, olajhomok esetében Kőolaj kinyerése a felszín alatt található olajpala, olajhomok esetében 3.2. Palagáz és homokgáz bányászata Palagáz előfordulás a Földön, USA-ban, Európában Palagáz és homokgáz bányászatával kapcsolatos kérdések A palagáz kinyerésének módszere, technológiája 3.3. Mesterséges kőolaj előállítás A Fischer Tropsch-eljárás A katalitikus krakkolás (bontás, hidrogénezés) 3.4. Kérdések 4. Kőolaj feldolgozó technológiák, frakcionálás, krakkolás, környezeti hatásaik (11. o. 13. rajz) 4.1. Kőolaj finomítás és termékei A kőolaj desztillációja Kőolajfinomítás a világban Kőolajfinomítás Magyarországon: MOL Zrt Katalitikus krakkolás és főbb termékek Fluidágyas katalitikus krakkolás Az etilén gáz felhasználási területei 4.3. Kérdések 5. Fémek előállításának fizikai, kémiai alapjai (12. o. 13. rajz) 5.1. A fémek feldolgozásának fizikai alapjai, fémtan, tüzeléstan Fémtan Tüzeléstan 5.2. A fémek feldolgozásának energiaigénye és környezeti hatásuk A feldolgozó technológiák energiaigénye A feldolgozó technológiák környezeti hatása 5.3. A fémek feldolgozásának kémiai alapjai 5.4. Kérdések 6. Alapvető kohászati technológiák és környezeti hatásaik. (17.o. 17. rajz) 6.1. Vaskohászat: Nyersvasgyártás, acélgyártás. Vasötvözetek előállítása Nyersvasgyártás (Öntöttvasak hőkezelése. Ötvözött öntöttvasak) Acélgyártás (Acélok mechanikai tulajdonságai, HSLA, Dual, Trip, Twip acélok, Saválló acélok.) Vas ötvözetek előállítása (Fe-C és Fe-Me kétalkotós rendszerek; Fe-C-Me háromalkotós rendszerek.) 6.2. Könnyűfém-kohászat: alumínium, magnézium, titán. Alumíniumötvözetek előállítása Alumíniumgyártás Timföldgyártás 2

3 Fémalumínium előállítás Alumínium ötvözetek Magnéziumgyártás A magnézium érc előkészítése Magnézium előállítása elektrolízissel Magnézium előállítása szilikotermikus módszerrel Titánkohászat Titán-dioxid előállítása Titán-tetraklorid előállítása Fém titán előállítása 6.3. Színesfémkohászat: arany- és ezüstkohászat Kérdések 7. Alapvető fémmegmunkáló technikák (16.o. 22. rajz) 7.1. Öntés, képlékenyalakítás, préselés, mélyhúzás Öntés Olvasztó berendezések Képlékenyalakítás, Préselés Mélyhúzás Kovácsolás, forgácsolás Kovácsolás, Forgácsolás Kérdések 8. Műanyag előállítási technológiák. (17.o. 32. rajz) 8.1. A műanyag fogalma, története 8.2. A műanyagok csoportosítása Eredet szerinti besorolás Természetes alapú műanyagok, Mesterséges úton előállított műanyagok Hővel szembeni viselkedés szerinti besorolás Hőre keményedő műanyagok Hőre lágyuló műanyagok Szerkezet szerinti besorolás Fonalas szerkezet Térhálós szerkezet 8.3. Műanyag termékek előállításának technológiái Alapanyag készítés Sajtolás Fröccssajtolás (folyatás) Fröccsöntés Extrudálás Kalanderezés Vákuumformázás Túlnyomásos (vagy préslég-) formázás A leggyakoribb műanyagok és felhasználásuk, jelölésük A kereskedelemben, háztartásban előforduló műanyagok általános leírása A háztartásban gyakran előforduló műanyagok Adalékanyagok élettani hatásáról A műanyagok hulladékok szelektív gyűjtése, újrafeldolgozása, hasznosítása 8.6. Kérdések 3

4 9. előadás: Elektromos energia előállító technológiák és környezeti hatásaik. (28.o. 50. rajz) 9.1. Elektromos energia nagyteljesítményű előállításának alapvető fizikai ismeretei 9.2. Széntüzelésű hőerőművek. Zéró emissziójú erőművek 9.3. Gázturbinás kogenerációs erőművek. Kombinált ciklusú gázturbinás erőművek 9.4. Atomerőművek Vízerőművek 9.6. Szélerőművek 9.7. Naperőművek 9.8. Napelemes erőművek 9.9. ORC erőművek Stirling motoros erőmű Elemek, Akkumulátorok Energia cella (üzemanyagcella) Kérdések 10. Az épített környezet anyagainak gyártása (17.o. 26. rajz) Építőanyagok osztályozása Természetben fellelhető anyagok Mesterséges építőanyagok Az építőanyagok fő tulajdonságai Kötőanyagok. Mész, gipsz Mészkő bányászata, szállítása Mészkő feldolgozása: cementgyárak Az égetett mész előállítása A kalcium-oxid (CaO) A kalcium-hidroxid (oltott mész) Építési gipsz Cementek előállítása és tulajdonságai, klinkerásványok, felhasználás A cement története, elterjedésének oka A cementgyártás Klinker ásványok részletesebb jellemzése Hidratációs alakváltozások Cementekhez adható kiegészítő anyagok Cement mész csomagolása Cement, beton szállítása vasúton, közúton Vas, acél A nyersvas, acél fizikai, kémiai tulajdonságai, gyártásuk Híres acél szerkezetű épületek: Beton, vasbeton A beton és története A vasbeton Vasbeton szerkezetű épületek Kérdések 11. Az elektronikai alapanyagok előállítása, félvezető eszközök gyártástechnológiái. (23.o. 26. rajz) Félvezetők. Félvezetők csoportosítása, típusai Félvezető elektronika történelme Elemi számolásokat végző eszközök a félvezetőket megelőző időkben Félvezető elektronikai elemek, összetett áramkörök és eszközök részletes ismertetése 4

5 Szilárdtest elektronika, infokommunikációs eszközök és technológiák történelme Az infokommunikációs eszközök és technológiák részletesebb bemutatása Perifériák az alapvető eszközök és technológiák szolgálatában Internetes keresők, közösségi portálok A félvezető ipar fejlődése napjainkig Moore törvénye Nanotechnológia a chipek gyártása terén: 45 nanométer Nanotechnológia a chipek gyártása terén: 22 nanométer Új anyagok: chipgyártás "vaskorszaka" Kérdések 12. Modern anyag megmunkálási módszerek: a mikro- és nanotechnológia Áttekintés a nanotechnológia eredményeiről különböző ipari területeken (13.o. 21. rajz) A nanotechnológia történeti kialakulásának meghatározó eseményei Nanotechnológia a nagyméretű tárgyak felületeinek kialakításában Nanotechnológia a chipgyártás területén A lézeres fotolitográfia eszközei, optikai módszerei A chippek elkészítésének technológiai lépései Nanolitográfiai technikák Mikro-megmunkálás lézerekkel A lézeres megmunkálás (vágás, gravírozás) alapjai Felületi megmunkálásnál alkalmazható lézerek Lézeres megmunkálás eredményei Mikro-megmunkálás protonnyalábbal Pásztázó alagútáram-mikroszkóp Kérdések 13. Nukleáris hasadóanyag előállító és radioaktív hulladékkezelési technológiák. (21.o. 20. rajz) A nukleáris energetika komplex rendszere Hasadóanyag tartalmú ércek feldolgozása Kémiai eljárás a bányászatot követően ISR uránbányászati technológia Izotópdúsítás, atomerőműi fűtőelem előállítása Gázdiffúziós eljárás Gáz-ultracentrifugálásos módszer Lézeres izotópdúsítás Fűtőelemgyártás Atomerőműi technológiák Második generációs atomerőművek, üzemidő hosszabbítás Harmadik generációs atomerőművek Negyedik generációs atomerőművek Kiégett fűtőanyagok kezelése. Radioaktív hulladékok és tárolásuk Atomerőműi hulladékok A Radioaktív Hulladék Feldolgozó és Tároló Az atomerőműi kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladékok kezelése Kiégett fűtőanyagok felhasználása, atomerőművek bezárása, mentesítése A dúsítási maradék és a kiégett üzemanyag felhalmozódása Kiégett üzemanyag reprocesszálása Transzmutáció Kérdések 5

6 14. előadás: Élelmiszeripari technológiák. (30.o. 24. rajz) Malomipar. Gabonafélék élelmiszer irányú feldolgozása Malomipar létrejötte. Hengerszék. Fehér liszt. Teljes kiőrlésű liszt A gabonaipar alapanyagai A gabonafeldolgozó-ipar termékei: Sütő- és tésztaipar Száraztészták Sütőipari termékek Cukoripar. Cukorrépa feldolgozása A cukor felhasználás története A cukorgyártás alapanyagai, fizikai, kémiai alapjai A cukor előállítása répából A cukoripar késztermékei, melléktermékei Édesipar. Édességek Finomcukrok előállítása Csokoládé előállítása Növényolajipar. Repceolaj, napraforgóolaj, egyéb olajok Étolajok Margarinok: Húsipar. Vágóhidak, hús feldolgozása, tartósítása Vágóhidak Nagyüzemileg alkalmazott tartósítási eljárások vágott hús esetében Húskészítmények Húskonzervek Tejipar. Tejfeldolgozás, tejtermékek A tej Tejkészítmények, tejtermékek, melléktermékeik Konzervipar. Zöldségfélék és gyümölcsök konzerválása A zöldségfélék és tartósításuk termékei. Zöldségkonzervek A gyümölcsök és tartósításuk termékei. Gyümölcskonzervek Üdítőitalok Hűtőipar. Hűtött, fagyasztott áruk Szeszes italok, borok, sörök előállítása Szeszipar Boripar Söripar Fűszerek és koffeintartalmú élvezeti szerek Fűszerek Kávé, tea Cigaretta Kérdések Pécs, december 30. Dr. Német Béla PTE, Fizikai Intézet, Környezetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék Tel: ; Belső: 24489; Mob: drnemetbela@gmail.com; bnemet@fizika.ttk.pte.hu 6