Chemical Industry and Process Design

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΧΗΜΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΩΝ ΚΑΙ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

http://medlab.cc.uoi.gr/lessons/Process_Design/

Διδασκαλία έτους 2025 - 2026

Εαρινό Εξάμηνο

1. Περιεχόμενο μαθήματος

Ο Σχεδιασμός Χημικών Βιομηχανιών και Διεργασιών αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα μαθήματα κορμού σε Τμήματα Χημικών Μηχανικών σε όλο τον κόσμο. Σχεδιασμός είναι το προϊόν σύνθεσης βασικών γνώσεων της Χημικής Μηχανικής, που οδηγεί τελικά σε λύσεις που είναι ολοκληρωμένες και οι οποίες είναι τεχνικά και οικονομικά αποδεκτές. Στο δικό μας τμήμα το μάθημα έχει προσαρμοστεί στις γνώσεις και ανάγκες του Μηχανικού Επιστήμης των Υλικών και περιλαμβάνει τις αρχές, φάσεις και διαδικασίες σχεδιασμού με παραδείγματα και συγκεκριμένες λύσεις. Περιλαμβάνονται θέματα τα οποία αφορούν διαγράμματα ροής, μαθηματικά πρότυπα και μοντέλα, τεχνική και οικονομική βελτιστοποίηση και οικονομοτεχνικές προσεγγίσεις. Ο φοιτητής θα μπορεί ολοκληρώνοντας αυτό το μάθημα να μεταφράζει τα όσα μαθαίνει στο εργαστήριο σε αποδοτικές τεχνικά και οικονομικά λύσεις που μεταφράζονται τελικά σε βιομηχανική παραγωγή.

Το μάθημα περιλαμβάνει τις ακόλουθες ενότητες:

• Γενικές αρχές σχεδιασμού

• Επιλογή συστημάτων και ρύθμιση παραμέτρων

• Αρχές ολοκλήρωσης

• Ασφάλεια εγκατάστασης

• Υπολογισμός κρίσιμων παραμέτρων (απόδοση, κόστος)

• Ανάπτυξη ολοκληρωμένων λύσεων

• Οικονομοτεχνικές προσεγγίσεις

Η διδασκαλία γίνεται με παρουσίαση θεωρητικών ενοτήτων και παρουσίαση προβλημάτων στην πράξη.

2. Διδασκαλία Μαθήματος

Η διδασκαλία του μαθήματος διαρκεί 13 εβδομάδες από 9ης Φεβρουαρίου 2026 έως και 22ας Μαίου 2026. Για κάθε εβδομάδα διδασκαλίας σχεδιάζονται τέσσερις ώρες θεωρία ή δύο ώρες θεωρία και δύο ώρες φροντιστήριο/εργαστήριο ως εξής:

Θεωρία - Φροντιστήριο

Τρίτη: 9:00 – 11:00, Μεταβατικό Κτίριο, Μ2

Τετάρτη: 14:00 – 16:00, Μεταβατικό Κτίριο, Μ2

Ώρες Γραφείου Διδάσκοντα

Τετάρτη 12:00 – 14:00, Κτίριο ΤΜΕΥ, 1ος Όροφος (τηλ. 2651-00-9006) – fotiadis@uoi.gr

Ώρες Γραφείου Βοηθών: Δάφνη Κατσαρού, Κώστας Μαυροκοτάς, Γρηγόρης Κωτούλας

Τετάρτη, 12:00 – 14:00, Μεταβατικό Κτίριο, Γραφείο (τηλ. 2651-00-7298) daphnekatsarou94@gmail.com, Εργαστήριο Ιατρικής, Γραφείο (τηλ. 2651-00-7701) kostaskoma93@gmail.com, grigorisgk98@gmail.com .

Κατά την διάρκεια του εξαμήνου θα λειτουργήσει και εργαστήριο (υποχρεωτικό). Οι ώρες και οι ομάδες θα ανακοινωθούν μετά τις δηλώσεις μαθημάτων.

3. Εγχειρίδιο Μαθήματος

Το βιβλίο το οποίο θα χρησιμοποιηθεί από τους φοιτητές για τη διδασκαλία του μαθήματος είναι:

Ι. Κ. Κούκος, Εισαγωγή στον Σχεδιασμό Χημικών Εργοστασίων, 2η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2024.

Επιπλέον συνίστανται τα ακόλουθα συγγράμματα:

Δ. Μαρίνος-Κουρής, Ζ.Μαρούλης, Σχεδιασμός Χημικών Βιομηχανιών, Παπασωτηρίου 1993.

M.S. Peters, K.D. Timmerhaus, R.E. West, Σχεδιασμός και Οικονομική Μελέτη Εγκαταστάσεων για Μηχανικούς, μετάφραση Δ. Μαρίνος-Κουρής, Ζ. Μαρούλης, Μ. Κροκίδα, Εκδόσεις Τζιόλα, 2006.

G. Towler, R. K. Sinnott, Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, Butterworth-Heinemann; 6th edition, 2020. (οι διαφάνειες κατά τη διδασκαλία ακολουθούν το βιβλίο αυτό).

R.Turton, R.Bailie, W.B. Whiting and J. Shaeiwitz, Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes, 4th Edition, Prentice Hall International Series 2012.

J. Douglas, Conceptual Design of Chemical Processes, McGraw-Hill, 1988.

R. Smith, Chemical Process Design and Integration, Wiley, 2005.

L.T. Biegler, I. Grossman, A. Westerberg, Systematic Methods of Chemical Process Design, Prentice Hall, 2004.

W.D. Seider, J.D. Seader, J.D.,D.R. Lewin, S. Widagdo, Product and Process Design Principles, Wiley, 2010.

4. Προαπαιτούμενα μαθήματος

Δεν υπάρχει κάποια ειδική απαίτηση.

5. Φροντιστήριο – Εργαστήριο

Περιλαμβάνει τα ακόλουθα και είναι υποχρεωτικό:

1. Εισαγωγή στον προσομοιωτή χημικών διεργασιών Dwsim

2. Παράδειγμα μονάδας ελέγχου για επίτευξη προδιαγραφών σχεδιασμού

3. α) Αλλαγή σε υφιστάμενο διάγραμμα ροής
   β) Εκτέλεση προσομοίωσης γ)Εξαγωγή αποτελεσμάτων - ανάλυση

4. α. Παράδειγμα διεργασίας-Αντιδραστήρας παραγωγής CH3OH 
   β. Ανάλυση ευαισθησίας
   γ. Εξαγωγή διαγραμμάτων 
   δ. Ανάλυση

5. α. Διεργασία παραγωγής αιθυλοχλωριδίου 
   β. Μελέτη επίδρασης ρεύματος απόρριψης W σε ροή προϊόντος P

6. α. Υπολογισμός εκπομπών CO2 από διεργασίες
   β. Παράδειγμα διεργασίας σύνθεσης αμμωνίας
   γ. Διάγραμμα ροής της διεργασίας σύνθεσης αμμωνίας

6. Ασκήσεις

Θα δοθούν ασκήσεις που θα είναι σε δύο ομάδες. Οι ασκήσεις έχουν βαρύτητα 30 % επί του συνολικού βαθμού.

7. Εξετάσεις

Τελική εξέταση

Είναι γραπτή διάρκειας μίας ώρας και περιλαμβάνει τρία θέματα στα οποία οι φοιτητές θα πρέπει να απαντήσουν

Επαναληπτική εξέταση

Οι φοιτητές που δεν επιτυγχάνουν στις εξετάσεις του Ιουνίου είναι υποχρεωμένοι να προσέλθουν στις εξετάσεις του Σεπτεμβρίου. Το επαναληπτικό διαγώνισμα έχει θέση τελικού διαγωνίσματος και γίνεται με παρόμοιο τρόπο. Αν ο φοιτητής αποτύχει πάλι είναι υποχρεωμένος να επανέλθει την επόμενη ακαδημαϊκή περίοδο.

8. Βαθμολογία μαθήματος

Στηρίζεται στην όλη παρουσία του φοιτητή και σε ποσοστά προκύπτει ως εξής:

Μικρές ασκήσεις 30 %

Γραπτό Διαγώνισμα 70 %

2. Πρόγραμμα διδασκαλίας και περιεχόμενο μαθήματος

*** Τα μαθήματα θα αρχίσουν την Τρίτη 17/2/2026.