5ο Εξάμηνο ΧΜ

Σκοπός του μαθήματος είναι να δώσει στους φοιτητές της Σχολής Χημικών Μηχανικών μια περιληπτική, σύντομη αλλά ακριβή και εις βάθος παρουσίαση των βασικών εννοιών της βιολογίας του κυττάρου, που περιλαμβάνει όμως και μια γεύση των πιο πρόσφατων σχετικών επιστημονικών ευρημάτων ώστε να κεντρίζεται η περιέργεια και το ενδιαφέρον των φοιτητών. Το βιβλίο παρέχει τις βάσεις για την κατανόηση στο μοριακό επίπεδο, πώς λειτουργεί το κύτταρο, πώς χρησιμοποιεί και παράγει ενέργεια, πώς διατηρεί τη δομή του, πώς αναγνωρίζει και επεξεργάζεται μηνύματα, πώς αναπτύσσεται και μεγαλώνει. Οι βασικές αυτές γνώσεις αποτελούν θεμέλιο για την ανάπτυξη και κατανόηση της σύγχρονης Βιοτεχνολογίας. Περιλαμβάνονται οι ενότητες: Δομικοί λίθοι του κυττάρου. Νουκλεϊνικά οξέα, Πρωτεΐνες, Πολυσακχαρίτες, Λιπίδια.ενέργεια, Κατάλυση και Βιοσύνθεση. DNA και Χρωμοσώματα. Αντιγραφή, Επιδιόρθωση και Ανασυνδυασμός του DNA. Δομή των Μεμβρανών. Η λιπιδική διπλοστοιβάδα. Μεμβρανικές πρωτεΐνες. Μεμβρανική μεταφορά. Τα κύτταρα αποκτούν ενέργεια από τις τροφές.

Το μάθημα από την άποψη της Επιστήμης των Υλικών, αναπτύσσει τις θεμελιώδεις σχέσεις μεταξύ δομής, ιδιοτήτων και τεχνικών κατεργασιών των υλικών, ως ενδογενών παραμέτρων που χαρακτηρίζουν τα υλικά, καθώς και τα φαινόμενα και τους μηχανισμούς επίδρασης των εξωγενών παραμέτρων (περιβαλλοντικοί παράγοντες φθοράς) στα θεμελιώδη χαρακτηριστικά των υλικών σε επίπεδο μικρο- και μακρο-δομής. Στο μάθημα από την άποψη της Τεχνικής των Υλικών, αναπτύσσονται μέθοδοι σχεδιασμού, κατεργασιών και συμπεριφοράς (δομή και ιδιότητες) συγκεκριμένων υλικών, όπως μεταλλικά, πολυμερή, κεραμικά, σύνθετα, προηγμένα, υγροκρυσταλλικά υλικά, κ.ά. Στο εργαστήριο οι φοιτητές εξοικειώνονται με μεθόδους ελέγχου και προστασίας των υλικών, με εφαρμογές, σε ενόργανες και μη καταστρεπτικές τεχνικές ελέγχου της ποιότητας των υλικών/εγκαταστάσεων/έργων και αποτίμησης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε αυτά (συνημμένη αναλυτική διδακτέα ύλη του μαθήματος).

Σκοπός του μαθήματος είναι η γνωριμία και η εξοικείωση των φοιτητών με τον μηχανολογικό και ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό (σωληνώσεις, αντλίες, συμπιεστές, κυκλώματα, αισθητήρες, μετασχηματιστές, ηλεκτρικές μηχανές, μικρο-ελεγκτές) που χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία. Διδάσκονται βασικές αρχές λειτουργίας ώστε να είναι δυνατή η υλοποίηση της διαδικασίας επιλογής, εγκατάστασης και τη λειτουργίας του εξοπλισμού αυτού.

Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στην ανάλυση και το σχεδιασμό βασικών φυσικών διεργασιών χημικής μηχανικής, η εξοικείωση με τις χρησιμοποιούμενες μεθόδους και τα απαιτούμενα υπολογιστικά εργαλεία, η εκπόνηση μελετών και αναφορών, η κατανόηση μεγάλου αριθμού φυσικών διεργασιών, και η εξοικείωση με τη λειτουργία τους σε ημιβιομηχανικό επίπεδο (pilot plant). Περιεχόμενο • Ανάλυση και σχεδιασμός διεργασιών: Εισαγωγή, βασικές αρχές, διάγραμμα ροής, μαθηματικά μοντέλα, οικονομική ανάλυση, επίλυση συστημάτων, αριστοποίηση, προσομοίωση, σχεδιασμός με τη βοήθεια του Excel. • Ανάλυση και σχεδιασμός πειραμάτων: Βασικές αρχές, σχεδιασμός πειραμάτων, πειραματική επαλήθευση μοντέλων, ακρίβεια μετρήσεων, συγγραφή εκθέσεων. • Ροή ρευστών: Ροή σε σωλήνες, ροή σε σταθερές και ρευστοποιημένες κλίνες σωματιδίων, ανάμιξη ρευστών, αντλίες, αεροσυμπιεστές. • Τεχνική σωματιδίων: Κοσκίνιση, διήθηση, φυγοκέντριση, κατακάθιση, κυκλώνες, φίλτρα, κρυστάλλωση, θραύση, συσσωμάτωση. • Θερμικές Διεργασίες: Εναλλαγή θερμότητας, εξάτμιση, ψύξη και κατάψυξη, αντλίες θερμότητας. • Θερμικές διεργασίες με ταυτόχρονη μεταφορά μάζας: Ύγρανση, αφύγρανση, ξήρανση.

Σκοπός του μαθήματος είναι η παρουσίαση των νόμων που διέπουν διεργασίες μεταφοράς θερμότητας και μάζας, καθώς και των μεθόδων υπολογισμού θεμελιωδών μεγεθών μεταφοράς. Προσφέρει τις βασικές γνώσεις στις οποίες θα στηριχθούν, στα επόμενα εξάμηνα, τα μαθήματα σχεδιασμού Φυσικών και Χημικών Διεργασιών. Περιεχόμενο Εισαγωγή. Μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας. Θερμοδυναμική. Μακροσκοπικά ισοζύγια. Μεταφορά με Aγωγή. Θερμική Aγωγιμότητα (στερεά, υγρά, αέρια). Νόμος Fourier. Εξίσωση θερμότητας. Μονοδιάστατη Αγωγή σε Μόνιμη Κατάσταση. Η έννοια της Θερμικής Αντίστασης. Ολοκληρωτική μορφή Εξίσωσης Θερμότητας. Σύνθετα Τοιχώματα (επίπεδα - κυλινδρικά - σφαιρικά ). Μεταφορά Θερμότητας από εκτεινόμενες επιφάνειες. Πτερύγια. Απόδοση (Αποτελεσματικότητα (effectiveness) - Αποδοτικότητα (efficiency). Δι-διάστατη αγωγή σε μόνιμη κατάσταση. Μεταφορά με συναγωγή - Οριακό στρώμα ταχύτητας – Θερμότητας - Μάζας Μεταφορά Μάζας. Μίγματα, ορισμοί. Νόμος Διάχυσης Fick. Μεταφορά σε μακροσκοπικά κινούμενα και ακίνητα ρευστά (Διάχυση - Μεταγωγή (advection)). Εξίσωση Διάχυσης. Διάχυση με Ομογενή, Ετερογενή Αντίδραση

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση με τα μαθηματικά εργαλεία και την μεθοδολογία για Βελτίωση Ποιότητας προϊόντων, διεργασιών και υπηρεσιών. Το μάθημα αναφέρεται στη Διασφάλιση και τον Έλεγχο Ποιότητας προϊόντων (ή διεργασιών ή υπηρεσιών) με εργαλεία από τη Στατιστική. Θα γίνει εισαγωγή του κλασσικού ορισμού της ποιότητας, στους φοιτητές, που είναι η ικανοποίηση των αναγκών του πελάτη/καταναλωτή από τον παραγωγό/προμηθευτή, όταν οι ανάγκες ορίζονται από τον ίδιο τον πελάτη, o οποίος μπορεί να είναι ένα άτομο (Β2C) ή μια συλλογικότητα, π.χ., καταναλωτικό κοινό, άλλη επιχείρηση (B2B), ρυθμιστική αρχή. Οι φοιτητές θα μπορούν να αντιμετωπίζουν προβλήματα που αναφέρονται σε: (1) Βελτίωση Ποιότητας για υπάρχοντα προϊόντα και (2) Ποιότητα-στο-Σχεδιασμό νέων προϊόντων. Η Βελτίωση Ποιότητας αποτελεί αντικείμενο του μαθήματος το οποίο περιγράφεται εδώ. Διδάσκεται μεθοδολογία για Βελτίωση Ποιότητας, η οποία περιλαμβάνει τα εξής στάδια: (1) Αναγνώριση του Προβλήματος, (2) Μέτρηση, (3) Ανάλυση, (4) Βελτιστοποίηση και (5) Έλεγχος. Ο μηχανικός μεταφράζει τις ανάγκες σε μετρήσιμα μεγέθη τα οποία χαρακτηρίζουν την ποιότητα του προϊόντος και επιλέγει Κρίσιμα Χαρακτηριστικά Ποιότητας (CQA) με ανάλογες προδιαγραφές (LSL, USL). Αναγνωρίζει τους παράγοντες που επηρεάζουν τα CQA, δηλαδή, σύσταση και ιδιότητες πρώτων υλών και συνθήκες λειτουργίας, και επιλέγει Κρίσιμα Χαρακτηριστικά Υλικών (CMA) και Κρίσιμες Παραμέτρους Διεργασιών (CPP), αντίστοιχα. Σχεδιάζει πειράματα με ελεγχόμενες πρώτες ύλες και συνθήκες λειτουργίας, φροντίζει να γίνουν μετρήσεις των CQA για διαφορετικές τιμές CMA και CPP, και αναπτύσσει προσεγγιστικές σχέσεις μεταξύ CQA και CMA και CPP. Αναγνωρίζει τις τιμές των παραγόντων, CMA και CPP, οι οποίοι βελτιστοποιούν την ποιότητα, CQA, και καθορίζει όρια ελέγχου για τους παράγοντες, τα οποία διασφαλίζουν ποιότητα σύμφωνη με τις προδιαγραφές. H μεθοδολογία για τη Βελτίωση Ποιότητας, που χρησιμοποιεί εργαλεία από την Στατιστική και τις τεχνικές Σχεδιασμού Πειραμάτων (DOE) και Στατιστικού Ελέγχου Διεργασιών (SPC), διδάσκεται με διαλέξεις και ασκήσεις με χρήση του λογισμικού ΜΙΝΙΤΑΒ στο μικρό εργαστήριο ΗΥ.

Σκοπός του μαθήματος είναι η εξοικείωση των σπουδαστών (α) με ορισμένες από τις σπουδαιότερες κατηγορίες οργανικών βιομορίων (αμινοξέα, πεπτίδια, στεροειδή) και (β) με τις κυριότερες αρχές της χημείας φυσικών προϊόντων (κατηγορίες φυσικών προϊόντων, μέθοδοι απομόνωσης, μελέτη και χαρακτηρισμός δομής και εφαρμογές σε φάρμακα, καλλυντικά, τρόφιμα, χρωστικές, αντιοξειδωτικά κλπ.). Τα επιλεγμένα θέματα που θα διδαχθούν περιλαμβάνονται στο επίκεντρο της σύγχρονης έρευνας και των εφαρμογών της Οργανικής και Βιο-οργανικής Χημείας και της Χημείας Φυσικών Προϊόντων. Είναι προσαρμοσμένα στις κατευθύνσεις και τις σπουδές του Χημικού Μηχανικού και μπορούν να θέσουν τις βάσεις για την ενασχόληση του σπουδαστή με σχετικά αντικείμενα αιχμής σε μεταπτυχιακό ή διδακτορικό επίπεδο.

Βασικό αντικείμενο του μαθήματος είναι η παρουσίαση κατασκευαστικών υλικών με συγκεκριμένες ιδιότητες. Σε αυτή τη βάση θα συζητηθεί η χημεία του τσιμέντου και του μηχανισμού ενυδάτωσης του τσιμέντου και του σκυροδέματος. Θα γίνει επίσης εμβάθυνση σε νέες καινοτόμες τεχνολογίες για την παραγωγή και εφαρμογή κεραμικών υλικών και υάλων. Θα αναπτυχθούν βιομηχανικές εφαρμογές των κατασκευαστικών υλικών. Θα εξηγηθεί ο ρόλος της ποιότητας, ο κύκλος ζωής υλικών καθώς και η αειφορία στον χώρο των κατασκευαστικών υλικών. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:  αναγνωρίζει τις κατηγορίες και χρήσεις των κατασκευαστικών υλικών: τσιμέντο – κονίες - κονιάματα – αδρανή – πρόσθετα – χάλυβας – σκυρόδεμα – μάρμαρο – άσβεστος – κεραμεικά – ύαλοι – αλουμίνιο – ξύλο – χαλκός – πολυμερή – ασφαλτικά – μονωτικά (θερμομονωτικά / ηχομονωτικά) – χρώματα – κόλλες.  εξηγεί τύπους και κατηγορίες του τσιμέντου βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 197-1 και την ανθεκτικότητα του σκυροδέματος βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.  κατανοεί τις διεργασίες παραγωγής κλίνκερ και τσιμέντου με ιδιαίτερη βαρύτητα στην χημεία ενυδάτωσης του τσιμέντου, την αξιοποίηση των βιομηχανικών παραπροϊόντων στην βιομηχανία τσιμέντου και σκυροδέματος.  συνδυάζει την χρήση των κατασκευαστικών υλικών με κριτήρια ανθεκτικότητας, πυροπροστασίας, ψύξης-θέρμανσης, γήρανσης.  αξιολογεί τις τάσεις και μοντέρνες εφαρμογές (3D Printing, ελαφροβαρή, νανοενισχυμένα, γεωπολυμερή, αισθητήρες, Τεχνητή Νοημοσύνη, Πληροφοριακό Μοντέλο Έργου- “Building Information Model”).  αξιολογεί την ανάλυση κύκλου ζωής των κατασκευαστικών υλικών, τον έλεγχο ποιότητας και το πλήρες περιβαλλοντικό αποτύπωμα τους.

Σκοπός είναι η εκπαίδευση των σπουδαστών, ώστε να μπορούν να μελετήσουν: • την τάση ενός υλικού (μέταλλο ή πορώδες υλικό) να υποστεί φθορά, σε ορισμένο περιβάλλον (επιδεκτικότητα), ή ενός συστήματος να αντισταθεί στη φθορά (ανθεκτικότητα). • την απομείωση των μηχανικών ιδιοτήτων/αντοχής του και τις επιπτώσεις της φθοράς σε αυτήν. • τις συνηθέστερες μορφές της φθοράς. • την ταχύτητα της δράσης της φθοράς. • την εξάρτηση της φθοράς από τις συνθήκες του περιβάλλοντος. • την τροποποίηση των ιδιοτήτων του υλικού και των παραμέτρων του περιβάλλοντος. • τη μελέτη του συστήματος υλικού-περιβάλλοντος για μείωση της τάσης και της ταχύτητας της φθοράς. • την προστασία των υλικών στην κλίμακα των βιομηχανικών εγκαταστάσεων και των κατασκευών.