Ugrás a tartalomhoz

Ipari technológiák

Dr. Német Béla (2013)

Pécsi Tudományegyetem

Előszó

Előszó

A jelen digitális tananyag a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0025 számú, "Interdiszciplináris és komplex megközelítésű digitális tananyagfejlesztés a természettudományi képzési terület mesterszakjaihoz" című projekt részeként készült el.

A projekt általános célja a XXI. század igényeinek megfelelő természettudományos felsőoktatás alapjainak a megteremtése. A projekt konkrét célja a természettudományi mesterképzés kompetenciaalapú és módszertani megújítása, mely folyamatosan képes kezelni a társadalmi-gazdasági változásokat, a legújabb tudományos eredményeket, és az info-kommunikációs technológia (IKT) eszköztárát használja.

TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1;

Interdiszciplináris és komplex megközelítésű digitális tananyagfejlesztés a természettudományi képzési terület mesterszakjaihoz

Ipari technológiák

Szerző: dr. Német Béla

Bevezetés

A termelés során nyersanyagokat, energiahordozókat felhasználó gépekkel termékeket állítunk elő. Az ezekhez használt erőgépek elsősorban fosszilis forrásokból, és nukleáris forrásokból származó hőt és elektromos energiát használnak fel. Eközben a természetben, a kőzetekben elosztottan előforduló anyagokat „bekoncentráljuk”. Mindezzel ugyan a magunk, az emberek, emberiség életét igyekszünk megkönnyíteni, azonban kezdetben oda nem figyeléssel, most már „lendületből” nagyon jelentős környezetterhelő, környezetromboló tevékenységet követünk el. A fosszilis és a nukleáris energiaforrások, energiahordozók bányászatával, feldolgozásával, erőművekben történő felhasználásával hatalmas mennyiségű szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú környezetkárosító, környezetszennyező „mellékterméket állítunk elő”. Ezekre a veszélyekre, az elmúlt 20-25 évig alig figyeltünk oda, és a világ jelentős részén még mindig „természetesnek”, sőt gazdaságosnak tekintik az eddigi technológiákat.

A tananyag, annak megfelelően, hogy környezettudományi szakos hallgatóknak készült, a technológiák száraz műszaki ismertetésén kívül utal a folyamatok során bekövetkező környezetterhelő tevékenységekre, „melléktermékekre” is. Ezen ismeretek lehetőséget biztosítanak arra, hogy a jövőben a tevékenységek során csökkentsük a károkat, vagy olyan technológiákat alakítsunk ki, amelyek már rögtön felhasználják a melléktermékeket is (valami hasznos termék előállítására, vagy „csak” energetikailag). A tananyag 14 fejezete a pályázat szervezésének időszakában lett meghatározva. A véges fejezetszám nem tette lehetővé, hogy néhány jelentős területről is szó essen. Ilyen a járműipar, a ruházati ipar, stb. A fejezetek megválasztásával a szerző igyekezett a legfontosabbnak tartott területeket bemutatni (bányászat, energiatermelés, fémek előállítása, mikroelektronika, élelmezés,..).

Nagy kihívás volt az Ipari technológiákról olyan összefoglalást készíteni, amely majd az elkövetkező 5 évben, sőt tíz évben megállja a helyét. Ezért választotta azt a módszert a szerző, hogy az internet folyamatos használatával, a legújabb, nem túl részletezett, de szakmailag helyes ismereteket gyűjtötte össze, jelentős számú kép és minden esetben internetes hivatkozás beszerkesztésével. Ezek az éppen legaktuálisabb, legelfogadottabb referenciával bíró helyek. Az interneten megtalálható információ kikeresése azzal a szándékkal történt, hogy a jelzett gépek, technikák, technológiák jelezzék azt, hogy ezek most hogyan „működnek”, de azt is, hogy várhatóan hogyan fognak „működni” 10-15 éve múlva. (Ilyen területek a bányászat külszíni és mélyművelésű formái, a mélytengeri bányászat és a köolaj-földgáz kitermelés, a kontinenseken történő csővezetékes szállítás, a kontinensek közötti nyersanyag és energiahordozó szállítás óriás tankerekkel). Az ábrákat és az őket „összekötő” szakmai szövegeket egyébként a jövőre nézve egy ajánlásnak lehet tekinteni, amit az éppen aktuális oktató, mint gondolati láncot, vagy legelső hivatkozást használhat, és hozzá keresheti, keresteti a hallgatóval az éppen legaktuálisabb technikákat.

Alapvetően fontos kérdés, fogalom a „fejlődés” fogalma. A MEGA technikák azt mutatják (nem is kell nagyon belemélyedni) hogy a „fejlődés” elsősorban a gyártóknak, a pénztőkének fontos. Speciális, érdekes példa a félvezető elektronika „fejlődése” (lásd: Moore törvény – exponenciális növekedés). Már közel ötven év óta tapasztalható a félvezető elektronika terén a Moore törvény szerinti mennyiségi változás. A világgazdaságban erről az a vélemény alakult ki, hogy ez a „törvény” egy önmagát beteljesítő jóslat, amit az adott területen versenyző világcégek iszonyatos energia befektetéssel igyekeznek, a profit érdekében „teljesíteni”. A hatása rányomta bélyegét a vele együtt kialakuló infokommunikációs technikákra, internetes világhálóra, mindez pedig ma már 10 évenként egy-egy újabb fiatal generáció gondolkodásmódját, sajátos világképét határozza meg.

Az ipari technológiák tárgyalása során nem lehet elmenni azon kérdés mellett, hogy mi mozgatja, és milyen irányba ezek „fejlődését”. Ez a fejlődés mennyiségi mutatókban nagyon látványos eredményeket ér el: egyre mélyebbre fúrnak (már 11 km), egyre magasabbra építkeznek (már 880 méter), egyre többet bányásznak ki (milliárd tonnák), egyre nagyobb hajókat építenek (400 000 tonna felett).

A XX. század végére, a XXI. század elejére világviszonylatban (Magyarországon is) kialakult a nyersanyagforrások, a fosszilis és nukleáris energiahordozók kitermelésében, feldolgozásában és felhasználásban a hatalmas mértékű centralizáció. Ez a világméretű, multinacionális nagytőke összefogásával káprázatos anyagtudományi, gépészeti, megarendszerek vezérlését megvalósító szuper létesítmények létrehozásában valósul meg. Ehhez az emberek 99 %-nak nincs semmi köze. A gyárak, rendszerek csodált automatizálása az „emberi költségeket” gyakran 1-2 % körülire szorította le. Ilyen területek a személygépkocsi, teherjárművek, hatalmas hajók és repülőgépek gyártása, a legkülönbözőbb területű bányászat, a mikroelektronika, a nanotechnológia, az infokommunikációs eszközök gyártása és működtetése. Mindez csodálatunkat váltja ki, pedig még csak kicsit sem ismerjük, hogy ezeket hogyan valósították meg azok, akik ezeket tervezik, készítik.

Az egyes MEGA technológia megvalósításához, egy új terület kifejlesztéséhez, beállításhoz. dollár (euró) milliárdok (forint százmilliárdok) kellenek (pl. atomerőművek, egy-egy új infokommunikációs eszköz,..). Az emberek milliárdjaitól pedig a MEGA technológiák értése nagyon messze van. Az emberek túlnyomó többsége számára (a gazdagabb országokban is és a szegényebbekben még inkább) csak az marad, hogy ha tetszik, ha nem, eszi, vagy nem eszi, ez van, ezt KELL elfogadni, fogyaszd!

Ennek ellenére az egész anyag azt a szemléletet igyekszik sugallni a mostani és a jövőbeli technológiák bemutatásával, az évente történő változással, „fejlődéssel”, hogy ez követhető és akár még mi is részesei lehetünk valamilyen szinten. Felmerül a kérdés, hogy a köztudatban „élő”, a média által „reklámozott” technológiák mellett vannak-e, lehetnek-e alternatívái a centralizált rendszereknek? Melyek azok az emberközeli technológiák, amelyek a ma már elvárt komfortfokozatú napi megélhetést biztosítani tudják?

A szerző nagyon fontosnak érezte ennek a kérdésnek a felvetését és megválaszolását. Minden fejezetben megtalálhatjuk a MEGA technikák bemutatása mellett azok decentralizált módon is működő, kisebb léptékben az elvárt komfort fokozatot kielégítő technológiákat. Tudatosan megtalálhatjuk azokat az élettevékenységeket, ahol nem kellene a MEGA technikák termékeit elfogadnunk, hanem azt kis és közepes technológiákkal is elő tudjuk állítani (saját munkánkkal). Ezek elsősorban a helyi hő és akár elektromos energia ellátásra, a lakóépületekre, az élelmiszer és a ruházati ellátás biztosítására terjednek ki.

A tananyag a következő fejezetekre oszlik:

Bevezetés

1

Nyersanyagok bányászata, környezeti hatásaik.

2

Energiahordozók hagyományos bányászata, környezeti hatásaik.

3

Energiahordozók nem hagyományos bányászata, előállítása (olajpala, olajhomok, 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

Számítástechnikai és infokommunikációs eszközök technológiái

12

Modern anyagmegmunkálási és felületanalitikai módszerek: nanotechnológia.

13

Nukleáris hasadóanyag előállító, felhasználó és radioaktív hulladékkezelő technológiák.

14

Élelmiszeripari technológiák

Minden fejezet végén nagyszámú kérdés található olyan sorrendben, ahogy az anyag felépül. Ezekre a válaszokat az adott fejezetekben megtaláljuk. A kérdések a „válaszokat” vastagon szedtük.

A szerző reméli, hogy a hallgató és akár a hétköznapi olvasó számára egy érdeklődést felkeltő, az általános technológiai műveltséghez kellő anyagot és szemléletet adó munkát tudott összeállítani.

Pécs, 2013. január 23.

Dr. Német Béla