DSC do 1600 C

AKTUÁLNÍ INFORMACE Z CHEMICKÉHO PRŮMYSLU A LABORATORNÍ PRAXE – WWW.CHEMAGAZIN.CZ

1

ROČNÍK XXV (2015)

TÉMA VYDÁNÍ: TEPELNÉ PROCESY

Analýza plynů pomocí infračervené spektroskopie – nový multi-rozsahový spektrometr Nicolet iS50

Ohřevné skříně Využití klimatických komor při stabilitních testech

Studium suchého reformování metanu – gravimetrický výzkum koksování

Letování a pájení ve vysokém vakuu v kapotovaných pecích TPR/TPO analýzy na denox katalyzátorech

LABSYS evo Pro termické analýzy TG-DTA/DSC do 1600 °C

www.specion.biz - [email protected]

Fpage_1-2015.indd 1

A trademark of KEP Technologies group

3.2.2015 10:47:38

VII. ROČNÍK VELETRHU ANALYTICKÉ, MĚŘICÍ A LABORATORNÍ TECHNIKY

23.– 24. 9. 2015 KONGRESOVÉ CENTRUM PRAHA Každá doba má své mouchy, pojďte s námi vychytat ty dnešní

WWW.LABOREXPO.CZ

ORGANIZÁTOR:

ch1-2015.indd 1

MÍSTO KONÁNÍ

PARTNEŘI DOPROVODNÉHO PROGRAMU:

3.2.2015 10:50:13

AlfaLaval.indd 3

3.2.2015 10:51:48

Prodej a servis teplotní techniky MEMMERT

www.merci.cz

Navštivte nás na veletrhu ACHEMA, hala 4.1, stánek A22

Pece do 3000 °C Pokud hledáte kompletní řadu pecí a sušáren pro tepelné úpravy, nehledejte dále než ke CARBOLITE-GERO. n Pece pro teploty až 3000 °C Pro vakuum a jiné modifikované atmosféry n Vakuum až 1x10-6 mbar n Částečná tlaková operace, reaktivní a ochranné plyny

www.carbolite-gero.com 4 Carbolite-Gero-Advert-sk-210x148.5-150107.indd

Merci_Verder.indd 4

1

17:06:31 CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník07.01.2015 XXV (2015)

3.2.2015 10:52:24

OBSAH

Analýza plynů pomocí infračervené spektroskopie: nový multi-rozsahový spektrometr Nicolet iS50 . . . . . . . . . . . . . . . 8 ŠEC K.

Číslo 1, ročník XXV (2015) Vol. XXV (2015), 1 ISSN 1210 – 7409 Registrováno MK ČR E 11499 © CHEMAGAZÍN s.r.o., 1991–2015 Dvouměsíčník přinášející informace o chemických výrobních zařízeních a technologiích, výsledcích výzkumu a vývoje, laboratorních přístrojích a vybavení laboratoří. Zasílaný ZDARMA v ČR a SR. Zařazený do Seznamu recenzovaných neimpaktovaných periodik vydávaných v ČR, Chemical Abstract a dalších rešeršních databází. Vydavatel: CHEMAGAZÍN s.r.o. Gorkého 2573, 530 02 Pardubice Tel.: 603 211 803, Fax: 466 414 161 E-mail: [email protected] www.chemagazin.cz Šéfredaktor: Dr. Ing. Petr Antoš Ph.D. T: 725 500 826 E-mail: [email protected] Redakce, výroba, inzerce: Tomáš Rotrekl T: 603 211 803 E-mail: [email protected] Odborná redakční rada: Cakl J., Čmelík J., Kalendová A., Kuráň P., Lederer J., Rotrekl M., Rovnaníková P., Šimánek V. Tisk: Tiskárna Rentis s.r.o., Pardubice. Dáno do tisku 3. 2. 2015 Distributor časopisu pro SR: INTERTEC s.r.o., ČSA 6, 974 01 Banská Bystrica, SK www.laboratornepristoje.sk

V příspěvku jsou popsány příklady využití nového spektrometru s Fourierovou transformací Nicolet iS50 pro analýzu plynných směsí.

TPR/TPO analýzy na denox katalyzátorech . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 KLIMOVIČ M.

Aplikace přístroje Thermo Scientific TPDRO 1100 pro zjištění množství a typu redukovatelných nebo oxidovatelných látek, typicky kovových katalyzátorů.

Studium suchého reformování metanu – gravimetrický výzkum koksování. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 TARASOV A., BEHRENS M.

Selektivitu katalyzátoru z hlediska vytváření koksu během DRM (Dry Reforming of Methane) lze zkoumat gravimetrickým měřením za reakčních podmínek s pomocí vah s magnetickou spojkou DynTHERM firmy Rubotherm.

Využití klimatických komor při stabilitních testech . . . . . . . . . . . 17 Představení klimatické komory ICH Memmert, které vynikají unikátní homogenitou teploty a vlhkosti v testovacím prostotu.

Sledování úniků oběhové chladicí vody a kontrola stavu chladicí věže pomocí bilančního modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 BERNADR P.

Cílem tohoto článku je ukázat možnost využití bilančního modelu k indikaci úniku chladicí oběhové vody a k posouzení stavu věží.

Letování a pájení ve vysokém vakuu v kapotovaných pecích. . . . 26 K výrobě komponentů, které musí odolávat extrémním podmínkám, je zapotřebí pece se speciálními vlastnostmi. Pec musí být zcela uzavřená a utěsněná, aby mohlo být použito tepelné zpracování ve vakuu. Všechny tyto požadavky splňují kapotované pece Gero HBO, kovové pece na bázi wolframu nebo molybdenu pro použití vakua.

Perspektivy projektového vyučování v přírodovědných předmětech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 RUSEK M.

V příspěvku jsou shrnuty nejvýznamnější výstupy z dvanáctého ročníku mezinárodní studentské konference Projektové vyučování v přírodovědných předmětech. Autor na základě prezentovaných referátů a reakcí na ně diskutuje otázky spojené s projektovou metodou.

Ekonomika a řízení podniků v chemickém průmyslu . . . . . . . . . 34 SOUČEK I., ŠPAČEK M., HYRŠLOVÁ J.

Vertikální/horizontální integrace v chemickém průmyslu

Vyhodnocování experimentálních dat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 M. Javůrek, I. Taufer

Je ukázána metoda tzv. plánování experimentu, kdy je provedena pouze část měření podle předem určeného rozpisu, tj. struktury matice experimentálních dat.

INZERTNÍ SEZNAM

Náklad: 3 400 výtisků Uzávěrky dalších vydání: 2/2015 – Kapaliny (uzávěrka: 6. 3. 2015) 3/2015 – Plyny (uzávěrka: 7. 5. 2015) CHEMAGAZÍN – organizátor veletrhu LABOREXPO a Konference pigmenty a pojiva.

SPECION – Termická analýza ................ 1 CHEMAGAZÍN – Veletrh LABOREXPO .2 ALFA LAVAL – Repase výměníků ......... 3 MERCI – Teplotní technika..................... 4 VERDER – Pece ..................................... 4 NICOLET CZ – Spektrometr................. 10 TRIGON PLUS – Monitorovací systémy . ............................................................... 13 PRAGOLAB – Cirkulační lázeň ........... 15 TRIGON PLUS – Inkubátory a sušárny .. ............................................................... 16 P-LAB – Laboratorní chemikálie .......... 17

CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

Obsah_1-2015.indd 5

ECOMED – Pipety ................................ 20 SPECION – Klimatické komory ............ 21 UNI-EXPORT INSTRUMENTS – Termogravimetrické analyzátory ....... 22 CHROMSPEC – Suché vývěvy ............ 22 INTERTEC – Laboratorní přístroje ....... 22 HUTIRA – Ohřevné skříně.................... 27 POKORNÝ – Těsnění ........................... 29 CEMC – TVIP 2015 .............................. 50 ČSPCH – ICCT 2015 ............................ 50 VELETRHY BRNO – MSV 2015 .......... 51 MERCK MILLIPORE – Chemikálie a rozpouštědla.......................................... 52

5

3.2.2015 10:52:57

EDITORSKÝ SLOUPEK

MÍLNÍKY Dr. Antoš, šéfredaktor CHEMAGAZÍNu, mne oslovil, abych u příležitosti 25. výročí založení časopisu přispěl opět svým krátkým sdělením. Rád tak předávám jeho poděkování čtenářům za veškerou přízeň během loňského roku a stejně tak i účastníkům listopadové Konference pigmenty a pojiva za jejich podíl na úspěšném comebacku této odborné akce, která se nyní koná pod záštitou časopisu a jejího šéfredaktora. Dovoluji si tedy škrtnout opět jednu položku v diáři svého života, a sice tu, že jsem se dožil XXV. ročníku CHEMAGAZÍNu. Dělám si totiž takové mety, protože jak člověk neví dne ani hodiny, tak si staví milníky. Chtěl jsem ve zdraví přežít vojnu, reálný socialismus, dožít se padesátky, pak milénia. To už byl docela úspěch. Byl jsem totiž zvědav, jestli se bude slavit na počátku roku nebo na konci. Chtěl jsem se dožít prvního veletrhu LABOREXPO. Pak jsem se dožil 11. září a přežil dvakrát prezidenta Klause. Teď bych rád přežil svého pejska a tento rok. Podle toho co si čtu na netu, mám někdy pocit, že bych si ani neměl pouštět dlouhohrající desky. Když jsem ještě psával editorské sloupky, stávalo se mi, že mi byla můza nezřídka nakloněna a nestačil jsem svými dvěma

prsty vyťukávat tok svých myšlenek. Dopsal jsem, odsunul klávesnici a připadal si jako Jack London. On denně tisíc slov, já tisíc znaků (Bílého tesáka teda nedám, ale stejně…). Dokud byl CHEMAGAZÍN ještě mladý, dost jsem si pamatoval a byl jsem i docela odvážný. Však jsem se, věřte mi nebo ne, nedávno nad jedním svým sloupkem (byl o penězích) docela srdečně zasmál. Jak dorostl syn Tomáš do manažerského věku, musel jsem mu své výtvory dávat k cenzuře, protože měl pocit, že to po sobě asi málo čtu. Od té doby jsem slyšel plácání andělských křídel jen zřídka a v poznané nutnosti jsem se snažil být svobodný. Ostatně, podle toho co čtu nebo slyším, má nejspíš hodně novinářů hypotéky… Odborné časopisy mají tu výhodu, že mohou, či spíše by měly psát pravdu již od přirození. Každý autor, který si chce zde nechat otisknout svou práci, cítí odpovědnost za své výsledky bádání, profesní hrdost a obchodnický cit. CHEMAGAZÍN, ačkoliv to na počátku nebylo tak přesvědčivé, nastavil svou laťku tak, aby nemělo smysl ji podlézat a byla překonatelná pro každého zdatného chemika. Dnes mám velmi příjemný pocit, že mě můj odhad nezklamal. Pokaždé, když zalistuji v novém nebo starším čísle, zaujímají mě velmi dobré technické články, vynikající technologické popisy, vkusná

úprava a názornost. Kdysi jsem si to tak nějak představoval, ale skutečnost tyto představy předčila. Mám dobrý pocit, že je mezi námi ještě stále mnoho těch, kteří se neostýchali nebo neopovrhli tuzemským odborným časopisem a přispěli tu technickým článkem, tu badatelskou prací nebo inzercí a podíleli se tak na tvorbě časopisu. Ten radostný pocit mám i proto, že jsem se zprvu obával obyčejného českého malomocenství. Vím, že se nemá říkat hop, než se to čtvrtstoletí vydavatelství přeskočí, ale dovolte mi, abych už nyní připil na zdar časopisu CHEMAGAZÍN a držel mu palce. Předal jsem štafetu a těší mne, že se podařilo udržet nastavenou laťku a dále rozvinout potenciál redakce v podobě Konference pigmenty a pojiva. Přeji proto zdar jejímu letošnímu VIII. ročníku stejně tak, jako VII. ročníku veletrhu LABOREXPO, který se uskuteční letos v září. A vřele bych přál všem stávajícím i budoucím autorům, inzerentům a recenzentům zdravý rozum, vlastní uvažování, bystrou mysl a ostré pero. Vám čtenářům pak mnoho zajímavých a podnětných informací, které vás obohatí a pomohou ve vaší práci. Miloslav ROTREKL, CHEMAGAZÍN [email protected]

TECHNICKÉ NOVINKY

MIKROVLNNÁ SYNTÉZA PRO REAKCE AŽ DO GRAMOVÉ ŠKÁLY Revoluční technologie mikrovlnného systému pro syntézu Monowave 300N je zařízením vhodným nejen pro vývoj a optimalizaci metod, ale i pro standardní postupy. Jeho revoluční technologie poskytuje vynikající spolehlivost a výjimečný pracovní rozsah.

akční vialky. Určení barevné změny, počátek srážení nebo změny viskozity mohou sloužit ke zkrácení optimalizačního procesu. Obr. – Mikrovlnný systém pro syntézu Monowave 300N

Koncepce použití IČ teplotního čidla a tlakového čidla integrovaného v krytu komůrky je zárukou permanentního monitoringu všech důležitých reakčních parametrů po celou dobu reakce. Simultánní měření teploty doplněné ponorným rubínovým teploměrem zajišťuje nejvyšší přesnost řízení reakce.

Jeden magnetron o výkonu 850 W generuje nejvyšší dostupnou intenzitu pole, zatím co pracovní podmínky do 300 °C a 30 bar přinášíejí možnost testování zcela nových reakčních postupů. Působivé rychlosti ohřevu, dokonce i v případě maximálních objemů, řadí pracné re-optimalizační kroky do kategorie zcela zastaralých metod a současně jsou zárukou zvyšování efektivity syntetických metod v mikrovlnném poli.

Intuitivní dotykový displej poskytuje rychlé a jednoduché programování metody, změnu aktuálních parametrů a vytvoření protokolu experimentu in-situ. USB nebo ethernetová rozhraní přinášejí komfort rychlého okamžitého tisku protokolů a výsledků na lokální nebo síťové tiskárny.

K dispozici jsou tři typy reakčních vialek pro počáteční měřítko s výhodou 40-ti násobného objemového nárůstu z 0,5 ml na 20 ml v jednotlivých vialkách. Unikátní 10ml silikon karbidovou vialku je možné použít pro efektivní reakce s médii transparentními vůči mikrovlnnému záření, speciální chemické transformace a zkoumání mikrovlnných efektů. Volitelně integrovatelná kamera nabízí možnost on-line sledování a vizuálního záznamu reakčních procesů a jejich vývoje uvnitř re-

6

Edit-Servis.indd 6

vý automaticky řízený režim mikrovlnné syntézy. Zásobník autosampleru pojme až 24 vialek všech nabízených rozměrů ve třech různých typech karuselů. Pomocí nového softwaru V. 3.0 je možné autosampler používat v režimu otevřeného přístupu nebo se softwarově řízenou strategií plnění. Jelikož se autosampler MAS 24 umísťuje přímo na Monowave 300, nevyžaduje toto rozšíření další, velmi často vzácný, prostor v laboratoři.

Monowave 300 lze jednoduše rozšířit do automatického módu pomocí autosampleru MAS 24. Toto příslušenství poskytuje spolehli-

Celá sestava se zcela signifikantním rozšířením běžného pracovního rozsahu otevírá nové možnosti dříve neprobádaným cestám reakcí v akademickém i průmyslovém výzkumu, což z Monowave 300 a jeho příslušenství činí cenný nástroj investigativní a inovativní moderní vědy. »»www.anton-paar.cz


3.2.2015 10:54:27

TECHNICKÉ NOVINKY

CHROMATOGRAFICKÉ CHLADNIČKY PRO SPECIÁLNÍ POUŽITÍ S ÄKTA SYSTÉMEM Tritec®-Chromatografické chladničky firmy Tritec® Gesellschaft für Labortechnik und Umweltsimulation m.b.H., Hannover, SRN jsou charakterizovány vysokým standardem a přesným dodržováním teploty. Nízkoúdržbové chladicí jednotky jsou standardně vybaveny plně elektronickým systémem „Made in Germany“. Ten zajišťuje konstantní teplotu v maximálním pracovním rozsahu od –5°Cdo 20°C, i když dochází k uvolňování tepla HPLC systémem. Protože je použita izolace o síle 75 mm a vnitřní osvětlení LED diodami, je spotřeba elektrické energie redukována o cca 25 %, pokud nebereme v úvahu účinnost kompresoru. To garantuje dlouhou životnost zařízení, jakož i excelentní dodržování teploty. Tritec® chromatografická chladnička má v závislosti na modelu cirkulaci chladícího vzduchu, dveře z třívrstvého skla, zásuvku chráněná proti vlhkosti instalovanou v chladničce (230 V, 50 Hz), signalizaci zapnutí na podsvíceném kontrolním panelu a krytý kabelový port např. pro případné připojení obsluhy. Vnitřními doplňky jsou regály, zásuvky a vybavení pro Äkta Systém. Kapacita chladniček je 400 až 2 300 litrů (ostatní velikosti na požádání). Vysoce kvalitní elektronický regulátor teploty s rozhraním RS 485 umožňuje digitální zobrazení vybraných a aktuálních hodnot. Chladnička má volný konektor pro připojení externího alarmu, přičemž mohou být vybrané hodnoty a alarmy zajištěny proti manipulaci. Zvuková a optická signalizace reaguje, pokud je vybraná hodnota překročena nebo je nedostatečná (volitelně nastavitelné). Systém má výstrahu poruchy teplotního čidla, signalizaci otevřených dveří (volitelně nastavitelné) nebo poruchy rozmražování (volitelně nastavitelné), popř. signalizaci poruchy napájení. Na web stránkách společnosti lze nalézt další informace o širokém spektru produktů, jako jsou skříňové a pultové ledničky (až do –86 °C), laboratorní ledničky a krevní banky, interně zajištěné proti výbuchu, klimatizační boxy, chladíií inkubátory, sterilizátory atd. »»www.tritec-klima.com

MIKROVLNNÉ MUFLOVÉ PECE PHÖNIX ™ ZKRÁTÍ DOBU ANALÝZY Z HODIN NA MINUTY Muflové pece Phönix, umožňují firmám působícím v různých průmyslových odvětvích zlepšit řízení procesů, což jim usnadňuje rychleji reagovat při zvyšování kvality výroby. Tyto systémy mohou pracovat při vysokých teplotách a jsou až o 97% rychlejší než tradiční muflové pece. Pece Phönix jsou robustní, mají snadnou obsluhu a jsou navrženy tak, aby byly spolehlivé. Ověření teploty a kalibrace teploty podle postupů ISO a GLP se provádí volitelným příslušenstvím snadno a rychle, včetně NIST dvojitého termočlánku a kalibrace zdrojových nástrojů.

Pece Phönix splňují požadavky na zařízení pro „elektricky vytápěné pece“ u následujících metod: ASTM, USP (281 - ROI a 733 - LOI), AOAC, FDA, ISO a DIN. Pece Phönix rovněž splňují požadavky pro pece s mikrovlnným ohřevem podle norem ASTM D5630-94 a ASTM D1506-94b. Obr. – Pec Phönix

Veškeré již instalované přístroje NETZSCH STA 449 F1 / F3 Jupiter® lze upgradovat na nový systém FTIR Perseus. »»www.netzsch-thermal-analysis.com

POCHŮZNÝ PROTIPOŽÁRNÍ SKLAD

Vlastnosti pecí: – programovatelná regulace teploty, – řídicí automatický software, – vestavěný odsávací systém, – zadání a uložení až 20 pracovních postupů, – vestavěný kalibrační software, – jištění překročení teploty a selhání termočlánku, – vestavěný diagnostický systém, – možnost použít jakýkoliv typ kelímku, který se běžně používá v konvenční muflové peci, včetně platiny. »»www.cem.de

REVOLUČNÍ KOMBINACE SIMULTÁNNÍ TERMICKÉ ANALÝZY A IR SPEKTROSKOPIE Analýza uvolněných plynů (Evolved Gas Analysis EGA) je ideálním nástrojem pro charakterizaci detailů tepelného chování organických i anorganických pevných látek a kapalin, případně objasnění mechanismu příslušných reakcí.

Pro skladování hořlavých kapalin nabízí firma DENIOS kompletní řešení z jedné ruky: pochůzný protipožární sklad typu BMC. BMC zajistí, aby byly provozní požadavky splněny přesně a dle předpisů – bez ohledu na to, o jaký případ použití se jedná. V testu prokázaly požárně odolné kontejnery DENIOS, dle typu, až 120 minutovou požární odolnost. Tím splňují DENIOS protipožární systémy od pochůzných po paletové sklady požadavek na evropskou normu EN 13501-2. Robustní ocelový protipožární kontejner překvapí svým praktickým základním vybavením: velká záchytná vana včetně mřížového roštu zaručí dodržení Zákona o vodách, samouzavírací 1 nebo 2 křídlové dveře se postarají o okamžitou ochranu v případě požáru. Další příslušenství může být přidáno dle požadavků, např. osvětlení, elektromagnetická aretace dveří, topení a chlazení v provedení EX, regály, vložné vany z PE nebo hasicí systémy. K dispozici je i technické větrání, vyžadované normou ČSN 650201, které disponuje požárním uzávěrem, a které zaručí předepsanou výměnu vzduchu. Obr. – Ocelový protipožární kontejner

Nový Perseus STA 449 F1 / F3 je bezkonkurenčním spojením dvou úspěšných přístrojů: NETZSCH STA 449 F1 / F3 Jupiter® a ALPHA FT-IR spektrometru Bruker Optics. Jeho design je jedinečný a nastavuje tak laťku pro takové spojovací systémy. Obr. – Perseus STA 449 F1 / F3

Díky své kompaktnosti jsou protipožární kontejnery DENIOS velmi flexibilní a snadno přemístitelné. Jsou vhodné k umístění uvnitř budov i ve volném prostranství.

Díky své robustnosti, vysokému výkonu, kompaktnosti a atraktivní ceně má tato kombinace velice dobrý potenciál, aby si našla svou do libovolné laboratoře – ať už na univerzitách nebo v průmyslu, v celém spektru analýzy od anorganických látek až po polymery. Výhody přístroje Perseus STA 449 F1 / F3: – cenově výhodná analýza plynů, – nepotřebuje chlazení kapalným dusíkem,


Edit-Servis.indd 7

– přímé propojení, – prostorově úsporný design, Aplikační oblasti: – rozkladné procesy, – reakce pevná látka – plyn, – analýzy složení, – odpařování, odplynění.

Pro zajištění ochrany pracovníků i v případě požáru, je automatické zavírací zařízení dveří kontejneru opatřeno Anti-panik komponenty. Tak se dostanou uživatelé v nouzové situaci do bezpečí. DENIOS je již 25 let na trhu vedoucím specialistou ve skladování nebezpečných látek, v ochraně životního prostředí a v bezpečnosti na pracovišti. Záchytné vany pro skladování nebezpečných látek jsou pouze částí její nabídky z více jak 10 tisíc produktů. »»www.denios.cz

7

3.2.2015 10:54:28

FT-IR SPEKTROSKOPIE

ANALÝZA PLYNŮ POMOCÍ INFRAČERVENÉ SPEKTROSKOPIE: NOVÝ MULTI-ROZSAHOVÝ SPEKTROMETR NICOLET iS50 ŠEC K. Nicolet CZ, s.r.o., [email protected], www.nicoletcz.cz Spektroskopie s Fourierovou transformací byla měřicí technikou původně vyvinutou pro výzkum v oblasti molekulární fyziky, a to jako cenný nástroj k získání infračervených spekter směsí plynů s velmi vysokým rozlišením. Spektrometry tohoto typu byly konstruovány nejen pro analýzu chemikálií v atmosféře, ale i k dálkovému měření infračervených emisí ve vesmíru. Postupem času se tato technika začala intenzivně používat i ve fyzikální a environmentální chemii k rutinním analýzám charakterizace plynných směsí, nejen pro zjištění složení směsi, ale i pro velmi přesnou kvantitativní analýzu jednotlivých složek (meze detekce bývají u této techniky běžně v jednotkách ppb). S nástupem moderních spektrometrů a výpočetní techniky se spektroskopie s Fourierovou transformací začala rutinně používat i pro průmyslové aplikace, a to zejména v tzv. střední infračervené oblasti (FT-IR spektroskopie). Velkou výhodou infračervené spektroskopie je její „slepota“ vůči dusíku a kyslíku. Tyto dva plyny se v infračerveném spektru neprojevují a umožňují tak detekci všech ostatních složek s často velmi nízkými limity detekce. Voda a oxid uhličitý ovšem infračervené spektrum poskytují a zejména v případě analýzy plynů vzniklých spalovacím procesem můžou jejich spektrální vibrace zakrývat ostatní složky. V takových případech se tzv. spektrální rozlišení spektrometru stává hlavním posuzujícím parametrem pro úspěšnou analýzu. V tomto informativním příspěvku budou dále popsány příklady využití nového spektrometru s Fourierovou transformací Nicolet iS50 právě pro analýzu plynných směsí. Obr. 1 – Infračervený spektrometr Nicolet iS50 s 10-ti metrovou plynovou kyvetou ve vzorkovém prostoru

používá kombinace FT-IR spektroskopie plynů s termogravimetrií (FT-IR TGA, např. analýza polymerů) a s plynovou chromatografií (FT-IR GC, např. identifikace drog). Infračervená spektra plynů (tedy molekul látek v plynné fázi) jsou velmi často složitou „směsí“ spektrálních pásů korespondujících nejen s vibracemi jednotlivých molekul, ale i s rotačními přechody molekul. Tyto pásy (jejich pozice a intenzita absorbance) poskytují neocenitelnou informaci o chemických vazbách, struktuře molekul a koncentraci složek. Tato unikátní kombinace vibračních a rotačních přechodů také poskytuje spektrálně specifický výstup umožňující tzv. multikomponentní spektrální analýzu. Tento přístup umožňuje rychlou identifikaci všech složek plynné směsi. Všechna dále diskutovaná spektra byla naměřena na spektrometru Nicolet iS50 vybaveném plynovými celami (kyvetami) s optickou drahou 5 cm až 10 metrů (pro různé typy analýz lze ovšem využít kyvety od 1 cm až po stovky metrů). Spektrální rozlišení bylo vždy optimalizováno pro různé popisované aplikace, přístroj byl osazen několika automaticky se měnícími děliči paprsků (KBr, Solid Substrate a křemík) a detektory (pro VIS oblast, střední IR a vzdálenou IR) pro pokrytí velmi širokého spektrálního rozsahu 25 000–100 cm-1. Kvalitu rozlišení spektrometru (jako hlavního parametru spektrometrů pro analýzu plynů) lze jednoduše demonstrovat (popř. i validovat) například pomocí spektrálních vibrací oxidu uhelnatého. Obrázek 2 popisuje spektrum oxidu uhelnatého získaného s využitím kyvety s optickou drahou 5 cm. Pološířka této vibrace je dokonce mnohem nižší než 0,1 cm-1 (0,075 cm-1).

Nový spektrometr Nicolet iS50 (obrázek 1) v podstatě ruší dosavadní uzanční členění spektrometrů na jednotlivé oblasti měření spekter (střední infračervená oblast, blízká infračervená oblast a vzdálená infračervená oblast). Nicolet iS50 má možný rozsah měření spekter kapalin, pevných látek a plynů v rozmezí 27 000–20 cm-1, tedy od vzdálené infračervené spektroskopie až po VIS spektroskopii. To vše s deklarovaným velmi vysokým rozlišením 0,09 cm-1. Navíc lze u spektrometru Nicolet iS50 ještě využít mikroskopický FT-Raman modul pro měření spekter Ramanových. Jedna z největších výhod spektrometru Nicolet iS50 je tedy jeho flexibilita pro různé typy vzorků a měřicích příslušenství dle dané aplikace. V případě analýzy plynných směsí se nejčastěji využívá tzv. střední infračervená oblast (FT-IR; pokrývající přibližně rozsah 4 000–350 cm-1), která většinou poskytuje všechny potřebné spektrální informace a navíc je plně podpořena komerčními databázemi FT-IR spekter plynů, popř. i kvantitativními metodami. Nejčastější aplikace zahrnují následující obory: fyzikální chemie, molekulární charakterizace, analýza kvality (QA/QC) a kontaminantů, výzkum spalovacích procesů, emise motorů, environmentální výzkum a rutinní analýza emisí/imisí atd. Pro mnoho typů analýz se velmi často

8

Nicolet_Ft.indd 8

Dalším demonstrativním příkladem unikátních vlastností spektrometru Nicolet iS50 může být klasický laboratorní experiment z oblasti fyzikální chemie: naměření spekter par jódu ve viditelné oblasti (VIS). Jód je za normálních podmínek pevná látka, nicméně velmi jednoduše sublimuje a pomocí spektrometru iS50 lze získat excelentní vysoce rozlišené spektrum jeho par. Jód nemá žádné povolené módy vibrace, má ovšem několik tzv. zakázaných („spin-forbidden“) přechodů mezi vibračními úrovněmi ve výchozím stavu a v excitovaném triplet stavu. Výsledek měření těchto přechodů jódu v kyvetě s optickou drahou 5 cm s velmi vysokým rozlišením je na obrázku 3. Druhým příkladem z oblasti fyzikální chemie je infračervené spektrum amoniaku ve střední oblasti IR. Toto spektrum (na obr. 4) bylo opět získáno v 10 cm plynové kyvetě, v tomto případě s použitým rozlišením 0,125 cm-1. Pomocí takto naměřeného infračerveného spektra lze detailně studovat nejen rotační vibrace amoniaku, ale např. zdvojení tzv. Q-větve způsobené jevem zvaným „inversion doubling“, který poskytují trigonální pyramidické molekuly (jakou je právě amoniak). Samozřejmostí je pak také jednoznačná identifikace amoniaku v plynných směsích a jeho kvantitativní analýza pomocí těchto specifických vibračních projevů. CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

3.2.2015 10:55:07

FT-IR SPEKTROSKOPIE

Obr. 2 – Detail infračerveného spektra oxidu uhelnatého

Obr. 4 – Spektrum amoniaku se spektrálním rozlišením 0,125 cm-1

Obr. 3 – Spektrum plynného jódu v oblasti 20 000–17 000 cm-1 Obr. 5 – Spektrum vodní páry v tzv. vzdálené infračervené oblasti

K charakterizaci molekul v plynné fázi je také často využívána vzdálená infračervená oblast (far FT-IR). Tato oblast je ovšem běžnými FT-IR spektrometry nedostupná, Nicolet iS50 s automatizovanou výměnou detektoru a děliče paprsků poskytuje následující spektrum na obrázku 5. Infračervené spektrum vody v plynném stavu získané v oblasti 200–120 cm-1 bylo opět naměřeno s velmi vysokým rozlišením, pološířka vibrací vodní páry se pohybuje okolo 0,1 cm-1. Zajímavou, nicméně velmi důležitou, aplikací FT-IR spektroskopie plynů je výstupní QA/QC kontrola plynu používaného jako dýchací „směs“ pro piloty bojových letadel (Aviator’s Breathing Oxygen: ABO). Jelikož kyslík nemá infračervené spektrum, musí být v ideálním případě získané spektrum plynu bez jakýchkoliv viditelných vibrací. Používaný model stanovuje určité (velmi nízké) přípustné limity jednotlivých složek – tabulka níže popisuje obvyklé nastavení kvantitativně/kvalitativního modelu, jehož výstupem je obsah dvaceti v plynné směsi předpokládaných složek. K analýze se využívá 10ti metrová plynová kyveta (dle normy U. S. Air Force military standard 1564A). Obrázek 6 zobrazuje spektrum validačního standardu obsahujícího všech 20 složek, pro které je model stanovení konstruován. Velmi častou aplikací FT-IR spektroskopie plynů je environmentální monitoring, a to měření emisí a imisí. Hlavními sledovanými složkami jsou nejčastěji tzv. těkavé organické látky, oxidy dusíku, uhlíku a oxid siřičitý. Hlavní překážkou těchto měření je zejména infračervené spektrum vodní páry (obr. 7), které může blokovat vibrace ostatních složek. Pro podobné analýzy je naprostou nutností rozlišení použitého spektrometru alespoň 0,5 cm-1, jinak je eliminace vibrací vody z celkového spektra směsi velmi problematická. Díky vysokému rozlišení lze pak jednoduše hledat „spektrální okna“, ve kterých se neprojevuje vodní pára, ale ostatní pro daný výzkum zajímavé látky. Spektrometr Nicolet iS50 umožňuje rozlišení 0,09 cm-1. Celkový obsah těkavých organických látek je rozsáhlý a problematický pojem, který je často vztahován k „spalovacím“ FID CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

Nicolet_Ft.indd 9

Tab. – Spektrum validačního standardu pro analýzu čistoty kyslíku (ABO metoda) Měřená komponenta

Rozsah kalibrace [ppm]

Acetylén

0,5–10

Oxid uhličitý

1–20

Oxid uhelnatý

0,1–10

CFC 11

0,5–10

CFC 113

0,5–10

CFC 12

0,5–10

CFC 13

0,5–10

CFC 141b

0,5–10

CFC 22

0,5–10

CFC 225

0,5–10

Etan

0,5–10

Etylén

0,5–20

Metan

0,5–50

Oxid dusný

0,5–10

Propan

0,5–10

Propylén

0,5–10

Hexafluorid síry

0,5–10

1,1,1-Trichloroetane

0,5–10

Trichlóretylén

0,5–10

Voda

5–100 Dokončení na další straně

9

3.2.2015 10:55:08

FT-IR SPEKTROSKOPIE

Obr. 6 – spektrum validačního standardu pro analýzu čistoty kyslíku (ABO metoda)

Obr. 7 – Spektrum vodní páry, střední infračervená oblast

detektorům, nicméně FT-IR spektrometrie neměří organické látky jako celek, ale individuálně. Výsledkem měření je obsah všech přítomných organických látek projevujících se ve spektru, ze kterého lze parametr celkový obsah organických látek vypočítat a on-line zobrazovat.

dem je nejen závislost koncentrace složek na teplotě dle stavové rovnice plynů, ohřev kyvety totiž také zabraňuje kondenzaci měřených plynů. Kondenzací by došlo nejen k nepřesné analýze, ale může dojít i k poškození vnitřní části plynové kyvety (nejčastěji zlatá zrcadla).

Pro mnoho aplikací je FT-IR spektroskopie plynů využívána jako kontinuální (non-stop) metoda přímým přívodem měřené směsi do plynové kyvety, často se také využívá extraktivní vzorkování pomocí speciálních kanystrů či vzorkovacích pytlů z Tedlaru. Plynové cely se často pro různé aplikace teplotně temperují. Důvo-

Plynové kyvety jsou uživatelsky velmi snadno vyměnitelné a obsluhovatelné, běžně se dodávají s automatizovanou kontrolou teploty a tlaku v cele (s výstupem do řídicího počítače). Samozřejmostí je také možnost kyvet antikorozivních, kyvet s UV lampou (pro analýzu sulfanu), skleněných kyvet a dalších typů, popř. i speciálních kyvet s velmi nízkým objemem k analýze velmi rychlých jevů.

FT-IR, FT-FAR, FT-NIR, FT-Raman Spektrometr Nicolet iS50 • Vyspělý software, inteligentní měřicí příslušenství • Vestavěné diamantové ATR mimo tradiční vzorkový prostor, do FAR-IR bez profukování či vakua • FT-Raman mikroskopie • Automatizace výměny děličů paprsků

Nikdy dříve zde nebyl infračervený spektrometr, který by poskytoval tolik informací o vzorku za tak krátký časový interval a s takovou jednoduchostí ovládání.

FT-IR analyzátory plynů Nicolet iS50 a iS50R • Spektrální rozlišení: lepší než 0,09 cm-1 • Rychlost měření: až 95 spekter/s • Široký výběr plynových cel, analýza od ppb k procentům • Analýza produktů termického rozkladu materiálů

Více na www.nicoletcz.cz 10

Nicolet_Ft.indd 10


3.2.2015 10:55:08

INSTRUMENTACE

TPR/TPO ANALÝZY NA DENOX KATALYZÁTORECH Tepelně programovaná redukce (TPR) a oxidace (TPO) jsou velmi užitečnými technikami pro zjištění množství a typu redukovatelných nebo oxidovatelných látek, typicky kovových katalyzátorů.

Postup

Analýza spočívá v toku nosného plynu nad předem upraveným katalyzátorem. Nosný plyn je směsí reaktivního a inertního plynu. Pro teplotně programovanou redukci TPR se jedná nejčastěji o směs 5 % vodíku v dusíku či argonu, pro teplotně programovanou oxidaci TPO o směs 5 % nebo 10 % kyslíku v heliu. Zatímco směs plynu teče nad vzorkem, je pec ohřívána konstantní rychlostí. Množství reagujícího plynu (vodíku nebo kyslíku) je měřeno pomocí TCD detektoru jako rozdíl tepelné vodivosti nosného plynu před a za reaktorem. Teplota vzorku musí být sledována k detekci exotermických nebo endotermických reakcí. Voda a jiné páry, které se uvolňují během reakce, se musí odstranit pomocí pasti nebo vhodných adsorbentů. Teplotní čidlo, které je umístěno uvnitř reaktoru, musí být chráněno křemíkovým pouzdrem, aby se zabránilo interakci mezi termočlánkem a reaktivním plynem.

3. TPR s 5 % H2 v N2, tok 30 cc/min, ohřev z 40 °C na 1100 °C s rychlostí 15 °C/min, adsorbent pro CaO + NaOH.

Tyto redukční/oxidační procesy jsou tzv. bulkové jevy a stupeň redukce/oxidace (jako funkce času nebo teploty a tlaku vodíku/ kyslíku) jsou interpretovány z hlediska mechanismu, při kterém dochází k redukci.

Denox katalyzátory Katalyzátory typu DENOX jsou typicky kovy na porézním podkladu. Úkolem denox reakcí (snížení emisí) je přeměna NOx, který se tvoří v průběhu spalovacího procesu nebo při chemických reakcích, na jiné sloučeniny, které již nejsou nebezpečné a škodlivé: voda a dusík. Tento typ reakce, a tedy denox katalyzátory jsou v moderním průmyslu pro ochranu životního prostředí extrémně důležité.

1. Odplynění vzorku v proudu inertního plynu při 200 °C po dobu 2 hodin. 2. Oxidace nebo redukce při 200 °C po dobu jedné hodiny (čisté plyny).

4. TPO s 5 % O2 v He, tok 30 cc/min, ohřev z 40 °C na 1 100 °C s rychlostí 15 °C/min, adsorbent pro CaO + NaOH. Ve výše uvedeném příkladu bylo detekováno několik píků indikujících přítomnost různých aktivních center na povrchu. Energie zjištěných interakcí lze vyhodnotit z teplot, při kterých došlo k redukci nebo oxidaci.

jako opětovné adsorpce a preferenční směřování, a zvyšuje spolehlivost výsledků a reprodukovatelnost měření. Současně snižuje čas přípravy vzorku a samotného měření.

Závěr Z výše uvedeného vyplývá, že přístroj Thermo Scientific TPDRO 1100 nabízí všechny potřebné nástroje pro přesnou analýzu: – TPD, TPR, TPO nebo pulsní chemisorpce, – výběr 4 různých plynů, – dvě nezávislé pece pro přípravu a analýzu různých vzorků, – teplota až do 1 100 °C, – monitorování teploty v reálném čase,

Kvantitativní analýzu reaktivního plynu uvolněného při procesu lze provést z kalibrace (TPR čistého oxidu mědi).

– vysoce přesné dávkování plynu vhodné pro katalyzátory s velmi malým procentem obsahu kovu.

Citlivost TPDRO je omezena pouze váživostí vzorku

Obr. 3 – Thermo Scientific TPDRO 1100

V tomto TPR experimentu u oxidu měďnatého byla změněna hmotnost vzorku z 0,98 mg na 0,43 mg, tedy hmotnostním poměrem 0,4388. Při maximálním signálu hodnoty 225 mV u vzorku s nižší hmotností byl šum 2,5 mV. Poměr signál/šum má tedy hodnotu 90, což je excelentní hodnota. Analytické rozlišení je tak limitováno spíše hmotností vzorku než citlivostí stroje. Nižší navážka redukuje postranní efekty

Michal KLIMOVIČ, Pragolab s.r.o., [email protected]

Obr. 1 – TPR 5% vodík v dusíku

Cíle technik TPR/TPO jsou následující: 1. najít co nejúčinnější redukční podmínky, 2. identifikovat centra prekurzorů a jejich interakce s podkladem, 3. charakterizovat komplexní systémy, jako bimetalické nebo dopované katalyzátory, a určit roli různých složek a vytvořit slitiny.

Obr. 2 – TPO 5% kyslík v heliu

Analytické podmínky Vybavení Thermo Scientific TPDRO 1100 s automatickou přípravou vzorku, simultánní přípravou a analýzou, až se 4 sekvenčními přípravnými procesy, každý s volitelným plynem, rychlostí ohřevu a časem. Má speciální držák pro transfer katalyzátoru a velmi rychlé ochlazení pece po skončení analýzy. CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

Pragolab_Rubotherm.indd 11

11

3.2.2015 10:55:52

SPEKTROSKOPIE

STRUKTURNÍ ANALÝZA DROG NA BÁZI AMFETAMINU POMOCÍ STOLNÍHO FT-NMR SPEKTROMETRU S trochou nadsázky lze konstatovat, že důsledností a kvalitním technickým vybavením kriminalistů a celní správy zaznamenává černý trh s návykovými látkami expanzi v podobě nových či znovuobjevených derivátů těchto substancí. Příkladem pak může být skupina drog odvozených od amfetaminu, jejichž screeningové testování pomocí zaběhnutých technik může postrádat specifičnost. Pomohl by v takovém případě spektrometr NMR ve stolním uspořádání známý jako picoSpin?

padá použití kryokapalin a redukuje se tak hmotnost a rozměry stroje, elektrický příkon je též zanedbatelný. Rozpuštěný vzorek se zavádí do průtočné kapiláry s objemem v řádu desítek mikrolitrů, spotřeba vzorku se tedy minimalizuje. Obr. 1 – Stolní FT-NMR spektrometr picoSpin 80 MHz výrobce Thermo Fisher Scientific

Kolegové z Australské federální policie (AFP) testovali řadu sedmi derivátů amfetaminu (hydrochloridové a síranové soli, obr. 2) pomocí FT-NMR picoSpin 80 MHz. Připravili roztoky o koncentraci 250 mM v D2O (s přídavkem interní reference TMSP-d4), vzorky nadávkovali a proměřili 25 skenů (cca 6 min) od každého vzorku. Spektra s hodnotnými strukturními informacemi (viz obr. 3) není třeba komentovat, jsou impozantní. Pro více informací a kompletní aplikační list prosím kontaktujte naše pracovníky či sledujte www.pragolab.cz.

Hojně používané techniky první volby v terénu bývají infračervená spektroskopie a tenkovrstvá chromatografie. Klíčovou vypovídací hodnotu má pro strukturní analýzu spektroskopie NMR a rozšíření stolního FT instrumentu picoSpin (dnes již ve verzi 80 MHz) i do těchto oblastí se vskutku nabízí. Díky permanentnímu magnetu od-

Lukáš PLAČEK, Pragolab s.r.o., [email protected]

Obr. 2 – Chemické struktury vybraných amfetaminových derivátů vyskytujících se na černém trhu v podobě hydrochloridů či síranů

NOVÁ STANICE PRO ŘÍZENÍ BIOPROCESŮ EPPENDORF BIOFLO® 320 Přístroj BioFlo 320 představuje pro společnost Eppendorf, jako výrobce vybavení pro zpracování biologických vzorků, opravdový krok do budoucna. Nové funkce zahrnují možnost autoklávování a flexibilitu díky jednorázovým nádobám, inteligentním snímačům a možnosti síťové komunikace pro řízení několika nezávislých jednotek. To vše je nová špičková volba na trhu s přístroji pro biochemické laboratoře, kterou společnost Eppendorf představila koncem ledna. Obr. – BioFlo 320

Obr. 3 – 1H NMR spektra (82 MHz) amfetaminů, 25 skenů, 250 mM roztoky v D2O s přídavkem TMSP-d4 jako vnitřní reference

BioFlo 320 je přístroj vhodný pro mikrobiologické a buněčné kultury, větší i menší objemy, dávkové kultivační procesy (batch) a kultivační procesy s přítokem substrátu (fed-batch) i nepřetržité procesy a dokáže uspokojit stále se měnící potřeby ve všech segmentech biotechnologického a farmaceutického průmyslu. Nabízí flexibilitu, lepší ovládání a maximum funkcí a přitom zabere jen zlomek tolik cenného prostoru v laboratoři oproti podobným systémům. »»www.eppendorf.com

12

Pragolab_FT.indd 12


3.2.2015 10:56:21

LABORATORNÍ TECHNIKA

EXTRAKCE ZA ZVÝŠENÉHO TLAKU A TEPLOTY – ASE Zrychlená extrakce organické látky z pevné nebo polotuhé matrice kapalným médiem (Accelerated Solvent Extraction) se stala vyhledávanou technikou pro pohodlnou přípravu vzorků k analytické koncovce. Systémy ASE dovolují využívat jak organické kapaliny při zvýšené teplotě (až 200 °C) a tlaku (až 10 MPa) pro maximalizaci účinnosti, tak i silně bazické a kyselé vodné roztoky. Obr. 1 – Automatický extraktor Dionex ASE 350 společnosti Thermo Fisher Scientific s možností volby a kombinací až tří extrakčních médií za zvýšené teploty a tlaku, až 24 extrakčních cel volitelných objemů a 26 pozic pro sběrné nádobky extraktů

Obr. 2 – Sada extrakčních cel z materiálu Dionium a nerezové oceli jsou volitelné v objemech od 1 ml do 100 ml

vého sledu událostí se docílí optimálního procesu extrakce s excelentní výtěžností a opakovatelností. Zážitek se umocňuje nejen samozřejmou automatizací a programováním sekvencí s různými metodami, ale též možností ovládat celou aparaturu z prostředí chromatografického softwaru Chromeleon, který zná a miluje většina uživatelů separačních technik.

Systémy jsou doporučovány jak pro vzorky životního prostředí tak farmacie, potravin ale i petrochemie. ASE využívají laboratoře pro extrakce polutantů, zvláště pak pesticidů, PAH, PCB, PCDD a PCDF nebo explozivních látek, organokovových sloučenin, stejně jako vitamínů, barviv či obtížně rozložitelných vzorků pro metabolomické výzkumy. V oblasti petrochemie lze tímto zařízením i rozkládat materiály typu PVC, PP, PE, PET, atd. a extrahovat antioxidanty, stabilizátory či dokonce kovy z počítačových komponent a jiných cizorodých příměsí. Široký seznam aplikací je dosažiObr. 4 – Schematické znázornění procesu extrakce za telný na webu výrobce Thermo zvýšené teploty a tlaku Fisher Scientifc – Dionex. Obr. 3 – Cela se vzorkem může být vyplněna inertním materiálem nebo absorbentem pro eliminaci interferentů a opatřena vhodným filtrem

Brožura a video k této výjimečné technice, která extrémně zkracuje dobu přípravy vzorků bez zásahu uživatele a ušetří objemy extrakčních činidel, je pro vás připravena na našich webových stránkách. Další bližší informace vám rádi poskytneme.

Vzorek se umístí do extrakční cely, jejíž objem se doplní inertním materiálem nebo vhodným absorbentem pro eliminaci interferentů, a nainstaluje se do vzorkového podavače extraktoru. Volbou složení extrakčního média, teploty, tlaku a časo-

Magdalena VOLDŘICHOVÁ, Lukáš PLAČEK, Pragolab s.r.o., [email protected]

Monitorovací systémy

...řešení pro vaši laboratoř

Také rozsáhlé nebo atypické provozy mohou mít přehledný centralizovaný monitoring

www.jri-maxant.com

servis


Pragolab_SE.indd 13

validace

akreditovaná kalibrační laboratoř

www.trigon-plus.cz

13

3.2.2015 10:56:50

GRAVIMETRIE

STUDIUM SUCHÉHO REFORMOVÁNÍ METANU – GRAVIMETRICKÝ VÝZKUM KOKSOVÁNÍ TARASOV A., BEHRENS M. Ústav Fritze Habera Společnosti Maxe Plancka, Berlín Suché reformování metanu (Dry Reforming of Methane, DRM: CH4 + CO2 → 2 CO + 2 H2) je atraktivní katalytický proces pro výrobu syntetického plynu synplyn (CO/H2) z CO2. Vytváření koksu díky doprovodným reakcím snižuje životnost katalyzátoru a může vést k nevratnému poničení reformovacího reaktoru. Selektivitu katalyzátoru z hlediska vytváření koksu během DRM lze zkoumat gravimetrickým měřením za reakčních podmínek s pomocí vah s magnetickou spojkou DynTHERM firmy Rubotherm. Přesná gravimetrická měření umožňují porozumět kinetice narůstání uhlíku na povrchu katalyzátoru a optimalizovat reakční podmínky pro minimalizování koksování při zachování vysoké aktivity z hlediska výroby plynu.

Úvod Jako odezva na zvýšenou poptávku po synplynu bylo vyvinuto mnoho reformovacích technologií včetně suchého (CO2) reformování metanu (DRM: CO2 + CH4 ↔ 2CO + 2H2), tradičnějšího parního reformování metanu (Steam Methane Reforming, SMR: CH4 + + H2O ↔ CO + 3H2) a parciální oxidace metanu (Partial Oxidation of Methane, POM: CH4 + O2 ↔ 2CO + 2H2). Ovšem investiční kalkulace ukazují, že DRM je výrazně nákladově výhodnější než SRM.

Obr. 2 – Schéma váhy s magnetickým závěsem použité jako termogravimetrická měřicí komora

Při DRM, což je vysoce endotermická reakce, jsou velmi aktivní a stabilní katalyzátory založené na ušlechtilých kovech. Aktivní obecné kovy, konkrétně katalyzátory na bázi Ni, jsou levné a mají širokou použitelnost, ale jsou náchylné na rychlou deaktivaci koksováním, oxidací a „otrávením“. Ukládání uhlíku je způsobeno hlavně endotermní dekompozicí metanu (CH4 ↔ C + 2H2) a Boudouardovou reakcí (2CO ↔ CO2 + C) a může způsobit zničení reformérů. Byl vyvinut nový katalyzátor s ušlechtilými kovy na bázi Ni a jeho vlastnosti z hlediska vytváření koksu byly zkoumány v Ústavu Fritze Habera Společnosti Maxe Plancka v Berlíně.

Experimentální uspořádání Měření byla prováděna termogravimetrickým analyzátorem DynTHERM firmy Rubotherm. Obr. 1 – Schématický obrázek uspořádání TGA přístroje DynTHERM včetně váhy s magnetickým závěsem, systému pro dávkování plynů a hmotnostního spektrometru pro analýzu plynů

Výsledky a diskuze Ni/MgAlOx katalyzátor se stopovým Co byl syntetizován známým postupem popsaným v [1] z prekurzorů typu hydrotalcitu, získaného koprecipitací. Prvkové složení zkoumaného katalyzátoru je uvedeno v tab. 1. Tab. 1 – Prvkové složení kalcinovaného katalyzátoru Prvek

Wt [%]

Al

11,60

Co

0,03

Mg

5,10

Ni

54,70

O

28,60

Během redukce ztratí prekurzor okolo 20 % hmoty včetně reziduálních uhličitanů a adsorbované vody (obr. 3).

DynTHERM je vysokotlaký TGA systém postavený na váze s magnetickým závěsem (Magnetic Suspension Balance, MSB). Limitní pracovní podmínky pro toto uspořádání jsou 110 °C a 400 bar. Pro rychlou analýzu vyvíjených plynů byl systém napojen na on-line hmotnostní spektrometr (IPI GAM 200) používající tenkou kapiláru (0,25 mm), která ústí přímo pod kelímkem se vzorkem. Schematický nákres systému a schéma měřicí cely jsou na obr. 1 a 2.

14

Uni_Abb.indd 14

Byl zkoumán redukovaný katalyzátor, vystavený podmínkám DRM a vlivu měnicí se teploty a průtoku (obr. 4). Při 850 °C a průtoku 150 ml/min nebyl během 6 hod zaznamenán žádný významný nárůst hmotnosti, což ukazovalo na malou tvorbu uhlíku. Snížení teploty na 800 °C vedlo ke kontinuálnímu nárůstu hmotnosti 8 %/hod zpomalenému po 5 hod proplachování na 2 %. Přepnutím na atmosféru čistého Ar na 30 min vedlo k ustálení hodnoty hmotnosti indikujícímu absenci slabě vázaných povrchových skupin, které by mohly být kontinuálním proudem Ar odplaveny. Při 900 °C dříve vytvořený uhlík reagoval s CO2 podle reverzní Boudouardovy reakce a hmotnost klesala. CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

3.2.2015 10:57:29

GRAVIMETRIE

Obr. 3 – Ztráta hmotnosti Ni/MgAlOx prekurzoru během tepelně programované redukce

Obr. 4 – Redukovaný Ni/MgAlOx katalyzátor za různých DRM podmínek. Během změny operačních podmínek byl aplikován průtok Ar. Výsledky IPI on-line MS měření jsou uvedeny v textu.

Ztráta hmotnosti v následujících 5 hodinách je doprovázena mírným snížením obsahu CO, jak bylo zaznamenáno hmotnostním spektrometrem. Během následujícího izotermálního úseku při teplotě 900 °C a následného úseku na 850 °C nebyly detekovány žádné změny hmotnosti.

naopak při nižších teplotách dochází hlavně ke koksování a katalyzátor neustále vytváří uhlík. Bylo předvedeno, že TGA Rubotherm DynTHERM poskytuje hodnotná data o koksování a umožňuje přesné monitorování dynamiky nárůstu uhlíku během komplexního DRM procesu.

Avšak po zvýšení průtoku o 100 % se značně zvýšilo koksování na hodnotu 4 % za hodinu. Následný nárůst teploty na 900 °C vedl k mírné spotřebě vytvořeného uhlíku. Během nárůstu uhlíku při 800 °C a 850 °C nezjistil hmotnostní spektrometr žádné výrazné změny intenzity sledovaných složek. Tento fakt naznačuje, že deaktivace Ni/MgAlOx katalyzátoru je vázána spíše na typ deponovaného uhlíku než na jeho celkové množství. Vyčerpávající informace o různých typech uhlíku a údaje o aktivitě naleznete v citovaném článku [2].

Závěr Tyto výsledky ukazují, že pro katalyzátory existují 2 různé teplotní režimy. Při vysokých teplotách katalyzátor vykazuje vysokou stabilitu a nedochází na něm k výraznému napékání a koksování,

Literatura [1] K. Mette, S. Kühl, H. Düdder, K. Kähler, A. Tarasov, M. Muhler and M. Behrens: Stable Performance of Ni Catalysts in the Dry Reforming of Methane at High Temperatures for the Efficient Conversion of CO2 into Syngas; ChemCatChem,Vol. 6 (2014) 100–104. [2] H. Düdder, K. Kähler, B. Krause, K. Mette, S. Kühl, M. Behrens, V. Scherer and M. Muhler: On the role of carbonaceos deposits in the activity and stability of Ni-based catalysts applied in the dry reforming of methane; submitted to J. Catal. Překlad Marek ČERNÍK, Uni-Export Instruments, s.r.o., zástupce firmy RUBOTHERM pro ČR, [email protected], www. uniexport.co.cz.

Cirkulační lázeň Thermo Scientific VersaCool

Pojďte do toho bezhlavě WE LOST OUR HEAD, SO DON'T LOSE YOUR COOL Představte si více prostoru pro Vaše vzorky a chytřejší nástroje a funkce, které Vám zjednoduší každodenní úkoly. Představujeme Vám novou Thermo Scientific™ VersaCool™ chladící cirkulační lázeň. Je navržena tak, aby vyřešila všechny vaše každodenní výzvy, takže se můžete soustředit na to, co vás baví nejvíce - odhalování odpovědí na matoucí otázky vědy. www.pragolab.cz


Uni_Abb.indd 15

15

3.2.2015 10:57:31


TEPELNÉ PROCESY BEZPEČNĚ, ÚČINNĚ A JEDNODUŠE POD KONTROLOU Zvyšující se nároky uživatelů nutí výrobce laboratorních přístrojů reagovat nejen zvyšováním kvality, ale také uživatelského komfortu nabízených zařízení. Trendem u sušáren a inkubátorů je snižování nároků na prostor, přístroje se zmenšují při zachování či zlepšování všech funkcí. Stejně jako u jiných zařízení se klade důraz také na snižování energetické náročnosti a úspornost provozu.

Obr. – Sušárna Heratherm® OMH100-S

rozenou cirkulací vzduchu a umožňují nastavení teploty inkubace od 5 °C nad teplotou okolí do 75 °C. Inkubátory skupiny AP jsou vybaveny unikátní duální cirkulací vzduchu a umožňují nastavení teploty inkubace od 5 °C nad teplotou okolí do 105 °C. Digitální časovač umožňuje tři různé režimy nastavení – hodinový, týdenní, real-time.

Kvalita jako samozřejmost Například vysoce kvalitní horkovzdušné sušárny a mikrobiologické inkubátory (termostaty) značky Heratherm®, vyráběné německým závodem Thermo Scientific, nabízejí uživatelům širokou paletu vlastností. Zatímco u sušáren se klade důraz na energetickou účinnost, u termostatů na mimořádnou ochranu inkubovaného materiálu a teplotní homogenitu. Inkubátory lze dekontaminovat certifikovaným dekontaminačním cyklem. Samozřejmostí je nerezový interiér, jednoduchá obsluha a snadné čištění. Jednotlivé přístroje jsou konstruovány tak, aby zabíraly co nejmenší plochu. Pro ještě vyšší úsporu místa je možné stavět jednotlivé přístroje na sebe. Podle vybavenosti jsou inkubátory a sušárny Heratherm rozděleny do tří skupin: General Protocol (GP), Advanced Protocol (AP) a Advanced Security Protocol (APS). U inkubátorů skupin AP a APS stojí za zmínku nastavitelná a velmi účinná duální cirkulace vzduchu. Cirkulace se nastavuje v závislosti na skupenství a citlivosti mate-

riálu, který je v inkubátoru umístěn. Sušárny skupiny GP jsou určeny pro standardní aplikace do 250 °C. Jsou vybaveny digitálním časovačem pro opožděné zapnutí nebo vypnutí tepelného procesu. Sušárny skupiny AP mohou vytvořit teploty až do 330 °C. Jsou navíc vybaveny časovačem s rozšířenými funkcemi týdenního nebo real-time nastavování a pamětí až pro 10 programů. Sušárny skupiny APS mají všechny vlastnosti skupiny AP. Navíc mají podteplotní ochranu a uzamykatelné dveře s alarmem. Jsou tak určeny pro práci s drahocennými vzorky a pro dlouhodobé procesy.

Inkubátory skupiny APS mají všechny vlastnosti skupiny AP. Navíc obsahují podteplotní ochranu, uzamykatelné dveře s alarmem a certifikovaný dekontaminační cyklus při teplotě 140° C. Sada přístrojů Heratherm® vychází vstříc také nejrůznějším požadavkům zákazníků na vnitřní objem, který v závislosti na typu dosahuje velikosti 60, 100, 180, 400 i 750 litrů. Řadu doplňuje chlazený inkubátor IMC 18 o objemu pouhých 18 litrů. Více informací vám poskytne obchodní zástupce Thermo Scientific pro ČR a SR firma TRIGON PLUS, www.trigon-plus.cz. TRIGON PLUS spol. s r.o., [email protected]

Inkubátory skupiny GP jsou vybaveny při-

Inkubátory a sušárny HERATHERM

...řešení pro vaši laboratoř

Tepelné procesy bezpečně, účinně a jednoduše pod kontrolou

servis

16

Trigon.indd 16

validace

akreditovaná kalibrační laboratoř

www.trigon-plus.cz


3.2.2015 10:58:07

CZ_ChemicalsforSynthesis:Anzeige

16.01.2015

10:32

Seite 1


VYUŽITÍ KLIMATICKÝCH KOMOR PŘI STABILITNÍCH TESTECH Konopí seté (Cannabis sativa) je jednou z nejstarších kulturních rostlin. Díky svým jedinečným vlastnostem sehrálo velmi důležitou roli v dějinách lidstva, a přestože budou mít léčebné účinky konopí na lidský organismu vždy i svoje zaryté odpůrce, medicínsky využitelný vliv těchto látek na metabolismus a nervový systém je neoddiskutovatelný. Po mnohá desetiletí bylo konopí jednou z nejvýznamnějších kulturních rostlin. První výtisk Gutenbergovy Bible byl vytištěn na konopném papíře, stejně tak jako například prohlášení nezávislosti Spojených států amerických. Oděvy a námořní lana se rovněž odedávna vyráběla z konopných vláken. Významnou roli sehrálo konopí také v čínské a egyptské medicíně a medicíně středověkých klášterů. V důsledku celosvětové protidrogové kampaně však bylo pěstování konopí zakázáno a následkem toho došlo také k zastavení farmaceutických výzkumů jeho účinků. V poslední době však došlo k uvolnění těchto restrikčních opatření. Díky tomu mohou být opět zkoumány léčebné účinky látek vyskytujících se v rostlinách konopí. Jedním z katalyzátorů tlaku na obnovení těchto výzkumů byl objev endokanabinoidního systému (ECS) v tělech savců. Tento endogenní signalizační systém se významně podílí na energetické rovnováze organismu. Jeho základní složkou jsou spřažené G-proteiny, tzv. kanabinoidní receptory 1. a 2. typu vyskytující se v centrálním a periferním nervovém systému. Látky obsažené v konopném květu, tzv. kanabinoidy, jakými jsou THC nebo kannabidiol, se dokáží vázat na tyto specifické receptory, aktivovat je a podílet se tak na mnoha fyziologických procesech, jako je regulace příjmu potravy, energetický výdej organismu, metabolismus lipidů, vnímání bolesti nebo paměť. Genetické a farmakologické zkoumání ukazuje, že kanabinoidy působí v těchto procesech jako neuromodulátory, látky schopné ovlivňovat aktivitu neuronů.

komunikačnímu rozhraní USB a ethernet je možné přístroje velmi snadno programovat pomocí PC a softwaru AtmoCONTRO, který umožňuje řízení, programování a archivaci získaných dat. Objem vnitřního prostoru je možné volit ze tří variant – 108, 256 a 749 litrů. Komory pokrývají teplotní rozsah od –10 °C do +60 °C a rozsah relativní vlhkosti v rozmezí 10–80 %rh (rozsah kombinací teploty a vlhkosti je uveden v obr. 2), je možné je vybavit osvětlovacími moduly UV, VIS, případně také jejich kombinací, a modulem pro řízení koncentrace CO2 v rozsahu 0–20 %. Díky variabilitě nastavení teplota/vlhkost/CO2 a širokému výběru volitelného vybavení a příslušenství jsou klimatické komory ICH Memmert vhodné rovněž pro materiálové testy a testy v oblasti buněčné biologie. Obr. 1 – Klimatická komora Memmert ICH L 750

…a komplexní nabídka LABORATORNÍCH

CHEMIKÁLIÍ CARL ROTH pro běžné i speciální

aplikace ve Vaší laboratoři!

Obr. 2 – Pracovní rozsah teplota-vlhkost

Vaším distributorem laboratorních chemikálií CARL ROTH je

Nezbytnou součástí zkoumání příznivých vlivů kanabidoidů na lidský organismu jsou testy stability prováděné v souladu s ICH, mezinárodním kongresem o harmonizaci technických požadavků na registrace humánních léčivých přípravků. K provádění testů stability dle výše uvedených norem byly navrženy klimatické komory ICH Memmert, které vynikají unikátní homogenitou teploty a vlhkosti v testovacím prostotu. Klimatické komory ICH jsou stejně jako všechny přístroje modelové řady Generation 2012 vybaveny barevným TFT displejem s dotykovými ovládacími prvky. Ergonomicky navržené madlo dveří zaručující otevírání a zavírání komory bez vibrací. Díky

www.p-lab.cz Více infromací o klimatických komorách Memmert vám poskytne jejich distributor pro Českou republiku společnost MERCI, s.r.o.


Merci_Klimatická komora ICH.indd 17

ČISTÉ CHEMIKÁLIE PRO SYNTÉZU…

www.merci.cz

P-LAB a. s. POTŘEBY PRO LABORATOŘ Olšanská 1a │ 130 00 Praha 3 T +420 271 730 800 │ F +420 271 731 176 [email protected] │ www.p-lab.cz

17

3.2.2015 10:58:47

AKTUÁLNĚ Z VĚDY A VÝZKUMU

PROJEKT J. MACÁKA Z UNIVERZITY PARDUBICE ZÍSKAL GRANT Pardubice, 17.12.2014 - Projekt Jana Macáka z Univerzity Pardubice je jediným z České republiky, který byl přijat k řešení a financování Evropskou výzkumnou radou v rámci programu HORIZONT 2020. Mladý vědec Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice Dr.-Ing. Jan Macák letos jako jediný z České republiky získal v náročné vědecké evropské soutěži grantovou podporu v hodnotě 45 milionů korun na řešení pětiletého projektu s názvem: „Towards New Generation of Solid-State Photovoltaic Cell: Harvesting Nanotubular Titania and Hybrid Chromophores“, směřujícího vědecké bádání k nové generaci hybridních fotovoltaických článků. Projekt mladého vědce uspěl v letošním kole náročné soutěže vyhlášené Evropskou výzkumnou radou (ERC) v programu HORIZONT 2020 umožňující rozvoj společensky nejžádanějších disciplín a podporující excelentní vědecko-výzkumné činnosti mladých vědců prostřednictvím tzv. startovacích grantů, v případě projektu Jana Macáka v oblasti fyzikálních a materiálových věd (Starting Grants – PE - Physical Sciences & Engineering). Do soutěže těchto „startovacích grantů“ bylo letos podáno 3273 návrhů, z nich jen 328 projektů vědců 38 národností ze 180 různých institucí získalo evropskou finanční podporu. V oblasti fyzikálních a materiálových věd bylo hodnoceno 1490 návrhů a jedním ze 143 přijatých k financování je i projekt Jana Macáka z Univerzity Pardubice, jediný z České republiky. Jan Macák se tak zařadil k prestižní desítce českých vědců, kteří kdy uspěli a získali finanční podporu na svůj vědecký výzkum v některé z vyhlášených pěti kategorií projektů Evropské výzkumné rady, tedy od roku 2007, odkdy tato evropská instituce podporuje novou generaci špičkových evropských vědců a rozvoj hraničních vědeckých disciplín s mimořádným inovačním potenciálem pro budoucnost. A Univerzita Pardubice tak nově patří do pětice vědecko-výzkumných institucí České republiky a připojila se k trojici vysokých škol z Prahy a Brna, na nichž tito vědci své výzkumné úkoly řešili či řeší. Multidisciplinární projekt Jana Macáka z Univerzity Pardubice přináší nový koncept solárních článků, který kombinuje nanotrubice oxidu titaničitého s vhodnými anorganickými a organickými chromofory, přičemž toto spojení má vést k účinné konverzi solární energie na energii elektrickou. Projekt má za cíl také vyvinout vhodné depoziční metody pro precizní povrchové úpravy nanotrubic s cílem rozšířit jejich aplikační využití. Projekt se zabývá materiály a procesy hned z několika různých disciplín a oborů materiálového inženýrství, anorganické chemie, organické chemie a fyziky, které nebyly doposud v tomto komplexním pojetí zkoumány a vyzkoušeny. Díky své mutlidisciplinaritě a komplexnosti umožní spolupráci týmu necelé desítky mladých vědců a technických pracovníků s tím, že se očekává též významná spolupráce s několika zahraničními výzkumnými institucemi.

18

Ecomed.indd 18

Dr. Jan Macák se svým projektem prošel náročným dvoukolovým hodnocením Evropské výzkumné rady zakončeným úspěšným osobním pohovorem na počátku října t.r. přímo v Bruselu. Evropská výzkumná rada navrženému projektu pardubického vědce v rámci programu „ERC – Starting Grants“ udělila v obou kolech nejvyšší hodnocení „A“ a přidělila řešiteli pro budování excelentního vědeckého týmu a pořízení unikátního experimentálního vybavení s cílem rozvoje navržené oblasti bádání částku 1,7 milionu eur, což je cca 45 milionů korun, a to na období pěti let. Dr. Macák svůj unikátní výzkum vysvětluje: „Hodlám se zabývat se svým týmem studiem takových materiálů, jejichž kombinace, pokud bude provedena správně, může vést ke zcela novému typu velmi účinného solárního článku. Díky možnosti pořídit z projektu také, na české poměry, unikátní zařízení pro depozici atomárních vrstev, hodlám se v prvé řadě zabývat úpravou povrchů nanotrubic oxidu titaničitého, které jsou z hlediska různých aplikací skvělým materiálem s mimořádným potenciálem. Dalšími studovanými materiály budou vhodné anorganické a organické chromofory, založené na bázi tenkých vrstev, intenzivně pohlcujících sluneční záření, které budou vhodně kombinovány právě s nanotrubicemi. Díky specifickým vlastnostem modifikovaných trubic v nich bude efektivně zajištěn proces konverze světla na elektrickou energii.“ A o možnostech výsledků projektu dodává: „Očekávám i mimořádné výsledky našeho bádání. Byť se jedná o projekt spíše základního výzkumu, předpokládám, kromě řady publikací v prestižních vědeckých časopisech a prezentací na mezinárodních vědeckých konferencích, i možnost komerčního využití výstupů projektu, například ve fotovoltaickém průmyslu, biotechnologiích či medicíně.“ Nový výzkumný tým Jana Macáka nalezne vhodné zázemí v nově budovaném Centru materiálů a nanotechnologií Fakulty chemicko-technologické, které právě vzniká rekonstrukcí dvorního traktu v areálu Univerzity Pardubice v centru města na náměstí Čs. legií, kde chemicko-technologické obory pardubické vysoké školy od 50. let minulého století měly své původní zázemí. Úspěšnost projektových návrhů v kategorii tzv. „Starting grants“ (startovací granty pro mladé vědce), jichž je každoročně předkládáno na 3 až 4 tisíce a v níž Jan Macák z Univerzity Pardubice jako jediný z České republiky letos uspěl, je obvykle necelých 10 procent. Od roku 2007 takto ERC hodnotila ve všech pěti vyhlášených kategoriích na 50 tisíc projektových návrhů, z nichž vybrala pro financování cca desetinu. Od roku 2007 bylo k financování přijato zatím pouze 11 ERC projektů podaných vědci pracujícími na pěti výzkumných institucích v České republice. Univerzita Pardubice se tak díky projektu Dr. Macáka stala onou pátou institucí a třetí veřejnou vysokou školou hostící tento typ prestižních projektů. »»[email protected], www.upce.cz

JMENOVÁNI DVA NOVÍ PROFESOŘI UNIVERZITY PARDUBICE Ve čtvrtek 18. prosince 2014 se uskutečnilo slavnostní jmenování a předání dekretů 64

novým profesorům českých vysokých škol. Mezi čtyřiašedesáti jmenovanými profesory je i jedna profesorka a jeden profesor Univerzity Pardubice: – prof. RNDr. Zuzana Bílková, Ph.D., jmenovaná pro obor Lékařská imunologie na návrh Vědecké rady Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Hradci Králové. Profesorka Bílková působí jako vedoucí Kadery biologických a biochemických věd Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice a – prof. Ing. Petr Mošner, Dr., jmenovaný pro obor Chemie a technologie anorganických materiálů na návrh Vědecké rady Univerzity Pardubice. Profesor Mošner působí na Katedře obecné a anorganické chemie Fakulty chemicko-technologické, zároveň jako proděkan pro vnitřní záležitosti a rozvoj Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice. »»www.upce.cz

BIOTECHNOLOGICKÝ ÚSTAV AV ČR A TATAA BIOCENTER ROZŠIŘUJÍ SVOU NABÍDKU SLUŽEB O PROFILOVÁNÍ JEDNOTLIVÝCH BUNĚK POMOCÍ PŘÍSTROJE Oddělení genové exprese společně s qPCR a dPCR servisním pracovištěm Biotechnologického ústavu Akademie věd v Praze (BTÚ) získali CellCelector, systém pro izolaci jednotlivých buněk, od ALS Automated Lab Solutions GmbH. BTÚ je předním evropským pracovištěm v oblasti genové exprese jednotlivých buněk, které vyvinulo qPCR tomografii k měření expresních profilů a které se zabývá i profilováním cirkulujících nádorových buněk. “Po pečlivém prostudování všech dostupných technologií, jsme došli k závěru, že ALS CellCelector nejlépe vyhovuje našim požadavkům pro aktuálně používané vysokokapacitní profilování jednotlivých buněk”, říká Vlasta Korenková, vedoucí qPCR and dPCR servisního pracoviště. “Jsme velmi potěšeni, že si vědci z BTÚ vybrali právě náš CellCelector a že náš přístroj splňuje jejich nároky na izolaci jednotlivých buněk, včetně výběru cirkulujících nádorových buněk z pacientských vzorků”, komentuje Constantin Nelep, marketinkový ředitel ALS Automated Lab Solutions. “Jsme nadšeni z toho, že náš systém instalovaný v Praze je prvním CellCelector systémem instalovaným v České republice”. BTÚ úzce spolupracuje s TATAA Biocenter, švédskou společností, která je celosvětově největším organizátorem praktických kurzů v oboru molekulární diagnostiky a hlavním poskytovatelem reagencií a servisu v oblasti jednobuněčného profilování. “CellCelector je skvělá platforma a je to nejvýznamnější přínos pro naše praktické kurzy profilování jednotlivých buněk”, říká Kristina Lind, hlavní organizátor TATAA Biocenter kurzů. Biotechnologický ústav AV ČR, v. v. i. (BTÚ) byl založen v roce 2008 a stal se nejmladším ústavem Akademie věd ČR. Činnost ústavu je soustředěna rozvoj špičkového základního výzkumu a vývoje v molekulární biologii a přenos biotechnologických metod a molekulárních ná-


3.2.2015 10:59:29

LABORATORNÍ VYBAVENÍ

strojů k diagnostice a léčbě patologického stavu buňky do humánní a veterinární medicíny, případně dalších důležitých oblastí lidské činnosti. Od 1. července 2013 je ústav zapojen do projektu BIOCEV. Mezinárodní spolupráce je jedním z klíčových faktorů pro práci všech vědeckých skupin, které se podílí na společných projektech, dvoustranných dohodách nebo jednoduše na řešení konkrétních vědeckých problémů. Více informací na: www.ibt.cas.cz. ALS Automated Lab Solutions GmbH vyvíjí pokročilé systémy pro laboratorní automatizace izolace a analýzy jednotlivých buněk, pro výzkum kmenových buněk a vývoj nových buněčných linií. Patentované technologie ALS, přístrojové vybavení a spotřební materiál, cílí na zatím neuspokojené požadav-

ky pro automatizaci v základním výzkumu, biotechnologiích, v klinickém a farmaceutickém výzkumu. Produktová vlajková loď ALS, CellCelector™, je víceúčelový systém pro automatickou selekci a odebrání jednotlivých buněk, shluků buněk a kolinií pro molekulární charakterizaci nebo pěstování buněčných kultur. Systém kombinuje rychlé, vysoce rozlišující fluorescenční snímání, citlivou buněčnou detekční technologii a patentovanou robotiku pro rychlé odebírání jenotlivých živých buněk. Tento systém je kompatibilní s používanými technologiemi pro obohacování buněk a je jediným systémem na trhu nabízejícím automatickou selekci a in situ odebírání buněk a buněčných klastrů založenou na analýze obrazu. Od představení na trhu, více jak 60

přístrojů CellCelector bylo instalováno na vedoucích výzkumných institucích, univerzitních pracovištích a farmaceutických společnostech po celém světě. Pro více informací o ALS viz www.als-jena.com. TATAA Biocenter je světově největší organizátor praktických kurzů kvantitativní real-time PCR and Next generation sekvenování a přední poskytovatel reagencií a prostředků pro expresní profilování jednotlivých buněk. TATAA výzkumní pracovníci jsou průkopníky v oblasti profilování mRNA, mikroRNA a proteinů z jednotlivých buněk. Po svém založení v roce 2001 otevřelo své pracoviště v Gothenburgu ve Švédsku, v Praze a v Saarbrückenu v Německu. Více informací o TATAA a praktických kurzech naleznete na www.tataa.com.

PIPETOVANIE POD KONTROLOU Pipetovanie sa javí na prvý pohľad ako jednoduchá a samozrejmá činnosť. Asi preto sa mu nevenuje ani pri výuke takmer žiadna pozornosť. Rovnako nie je o pipetovaní podrobnejšia zmienka v učebniciach či vysokoškolských skriptách súviciacich s prácou v laboratóriách.

Obr. – Elektronická pipeta eLINE SP a její porovnání s klasickou pipetou

Klasická pipeta V prípade pipetovania malých objemov (pod 5 µl, no najmä 1µl a menej) ostáva na konci špičky často kvapka, ktorá nechce odpadnúť resp. stiecť do vzorky. Tento fenomén sa prejavuje najmä s mechanickými, ale aj s elektronickými, pipetami. Opretie špičky o stenu skúmavky alebo jamky platničky neprichádza v tomto prípade do úvahy.

Avšak tí skúsenejší vedci a laboratórni pracovníci vedia, že kvalitné pipetovanie nie je takou triviálnou činnosťou, akou sa môže zdať. K tomu, aby sme vedeli pipetovať presne a správne, je potrebná určitá skúsenosť a prax. Pri pipetovaní väčších objemov (nad 100 µl) nebývajú chyby zvyčajne tak zjavné, avšak s klesajúcim objemom sa tieto chyby prejavujú stále zreteľnejšie a pipetovať objemy pod 10 µl presne a správne, je hotovým umením vyžadujúcim si značnú skúsenosť a kvalitné pipetovacie prostriedky. Dalo by sa dokonca povedať, že pipetovanie takýchto malých objemov je novou výzvou doby, lebo stále viacej pribúdajú laboratórne metódy, v rámci ktorých sa pipetujú objemy niekoľkých mikrolitrov, ba dokonca menej ako 1 µl.

eLINE - SP 0,1-5 μl Silný tlak vzduchu “vystrelí” pipetovanú kvapalinu zo špičky, ktorá sa dostane do vzorky bez toho, aby sa zachytila na stene skúmavky. Pipetovanie s touto pipetou teda umožňuje: – minimalizáciu rizika kontaminácie, – maximálnu možnú presnosť pipetovania malých objemov a kvapalín,

Avšak na kvalitné pipetovanie takýchto malých objemov už zvyčajne nestačí len skúsenosť a prax. V takýchto prípadoch potrebujeme aj vysokokvalitné pipety a pipetovacie špičky. Firma ECOMED ponúka jedno i druhé: Sú to jednak mechanické pipety mLINE a Proline Plus firmy SARTORIUS – BIOHIT a ErgoOne firmy STARLAB, no pre ultra malé objemy (0,1–3 µl) je to najmä elektronická pipeta eLINE SP (Super Pipetting) firmy SARTORIUS – BIOHIT. Avšak k týmto pipetám ponúkame aj kvalitné pipetovacie špičky TipOne a medzi nimi tiež špičky RPT (Repel Polymer Technology, firmy STARLAB), ktoré umožňujú výrazne zníženie relatívnej chyby pipetovania lebo na ich povrchu nezostávajú po napipetovaní žiadne kvapky pipetovanej tekutiny.

– menšiu spotrebu pipetovacích špičiek.

To je pri pipetovaní malých a veľmi malých objemov tekutín veľmi významné. No tieto pipetovacie špičky môžu byť prínosné ešte aj iným spôsobom: – pri pipetovaní drahých kvapalín, napr. protilátok, FISH – sond a podobne možno ušetriť s ich pomocou nemálo financií, – pri pipetovaní genetických vzoriek umožňujú ich spoľahlivú analýzu aj vtedy, keď tieto obsahujú málo DNA, lebo ju neviažu na svojom povrchu v takej miere ako bežné pipetovacie špičky (môže byť zaujímavé


Ecomed.indd 19

napríklad pre kriminalistov). Ale to nie je ešte všetko. K tomu, aby ste mali pipetovanie vo vašom laboratóriu pod kontrolou, vám ponúkame aj kompletný servis pipiet vyššie uvedených firiem, kalibračné služby (pre pipety všetkých výrobcov), ako aj odbornú seminárnu prednášku, v ktorej približujeme všetky aspekty tejto problematiky, s ktorou máme už 21 ročné skúsenosti. Ing. Martin FUCHSBERGER, ECOMED, ŽILINA, www.ecomed.sk

19

3.2.2015 10:59:29


by být provozováno po vzoru úspěšných institucí v USA, Švýcarsku a Izraeli.

MEZINÁRODNÍ INOVAČNÍ CENTRUM INNOCRYSTAL BYLO OTEVŘENO

»»www.biocev.eu

Zlatníky-Hodkovice 29.1.2015 – Ve Zlatníkách-Hodkovicích u Prahy bylo otevřeno inovační centrum InnoCrystal, které bude zaměřené na rozvoj biotechnologických projektů s mezinárodním potenciálem. „Výstavba začala loni na jaře a vyžádala si 102 milionů korun. Náklady pokryla z 60 procent dotace EU a státního rozpočtu v rámci operačního programu Podnikání a inovace. Zbylá část byla uhrazena z privátních prostředků investorů, kteří budou zároveň manažery centra“, řekl ČTK jeden ze spoluinvestorů David Fojtík. Areál o rozloze 3000 metrů čtverečních by měl sloužit vědcům a podnikatelům. “V současnosti jednáme s jedním velkým nájemníkem, což je globální firma, která poskytuje servis farmaceutickým firmám. Ta má zájem zhruba o polovinu budovy,” uvedl Fojtík. Centrum přímo zaměstná čtyři pracovníky, další pracovní příležitosti vzniknou díky službám, které budou zajišťovány externě. Areál v sousedství biomedicínského centra Biocev ve Vestci nebo superlaseru ELI Beamlines v Dolních Břežanech měl původně název Pražské inovační centrum, který se ale podle Fojtíka příliš neujal. InnoCrystal je odvozen od názvu společnosti, jež areál vlastní.

BASF VYHLÁSILA SÚŤAŽ PRE STREDNÉ ŠKOLY SO ZAMERANÍM NA VZŤAH MEDZI TRVALO UDRŽATEĽNÝM ROZVOJOM A PRÍRODNÝMI VEDAMI Bratislava, 19.1.2015 – Vzdelávací portál CHEMGENERATION.COM, ktorý pôsobí už štvrtý rok, prichádza i tento rok s aktivitou, ktorá má za cieľ ukázať mladým ľuďom zábavnú stránku chémie a prírodných vied. Súťaž Hrdinovia budúcnosti štartuje na Slovensku a pridáva sa tak k ďalším deviatim krajinám strednej Európy, ktoré sa do projektu zapojili. Cieľ súťaže je zvýšiť povedomie stredoškolských študentov (študenti 14–19 rokov, ktorí sa rozhodujú o svojom budúcom povolaní) o význame trvalej udržateľnosti a atraktívnosti vedy, ktorá hrá významnú úlohu v rozvoji budúcich udržateľných riešení.

Veríme a tešíme sa, že v rámci tejto súťaže objavíme mladých novátorov, ktorí sú schopní tvorivo aplikovať svoje vedecké inovácie a vymyslieť také riešenia, ktoré budú šetrné Centrum se chce zaměřit na biotechnologie, k životnému prostrediu. „V 150 ročnej histórii které mají podle jeho zástupců obrovský po- spoločnosti BASF boli uskutočnené mnohé tenciál, jenž je v Česku dosud nevyužit. Mělo technologické objavy, ktoré podporujú udržateľný rozvoj. Či už hovoríme o inovatívnych materiáloch, ktoré využívajú tzv. zelenú energiu, alebo ŠPECIÁLNE CERTIFIKOVANÉ PIPETOVACIE o moderných automobilových dieloch, ktoré ŠPIČKY NA VEĽMI PRESNÉ PIPETOVANIE ! sú šetrné k životnému prostrediu,“ hovorí riaditeľ oddelenia komunikácie a vládnych vzťahov BASF pre strednú Európu Filip EPPEL OLYMER ECHNOLOGY Dvořák a dodáva: „Cieľom súťaže HrdinoEšte nikdy nebolo možné pipetovať malé via budúcnosti je to, objemy tak presne a správne! aby mladšia generácia pochopila a prijala • Znížená retencia voči pipetovaným kvapalinám koncepciu udržateľ• Znížená viazanosť DNA nosti za svoju a zároveň našla pozitívny • Vhodné pre použitie s pipetami všetkých známych výrobcov vzťah k vede, ktorá • Certifikované : DNAse, RNAse a pyrogén FREE v tomto prípade hrá nenahraditeľnú úlohu. Chceme študentom pomôcť v tom, aby vedeli získané skúsenosti a zručnosti aplikovať aj v reálnom svete. Sme presvedčení, že dnešní mladí novátori sú našou budúcnosťou a je potrebné sa starať o ich rozvoj.“ ECOMED - Výhradný zástupca firmy STARLAB pre Českú a Slovenskú republiku

RPT

R

P

T

Dlhá 95, 010 09 Žilina - Bytčica, SLOVENSKÁ REPUBLIKA Tel: 00421/41/5006744, 45

www.ecomed.sk, [email protected]

20

Monitor_věda-1-2015.indd 20

Zlepši svet pomocou vedy Vedecká súťaž Hrdinovia budúcnosti si

kladie za úlohu nájsť budúcich mladých vynálezcov, ktorí dokážu kreatívne využívať vedecké inovácie pri implementácii ekologicky šetrných riešení. Úlohou tímu stredoškolských študentov je realizovať vedecký výskum a vyvinúť inovatívne udržateľné riešenie, ktoré vyrieši zvolený problém v ich lokalite. Tento problém môže byť napríklad plytvanie energiou v škole alebo nadmerná produkcia odpadu – zmysel súťaže je v použití vedeckých metód pri riešení daného problému. Pre túto úlohu musia študenti využiť nielen svoje teoretické znalosti a vedecký záujem, ale i tvorivosť a predstavivosť. Najlepšie nápady môžu byť dobrý príklad, ktorý inšpiruje ostatných ľudí k zmene a k využívaniu udržateľných riešení. Spoločnosť BASF pripravila pre študentov a učiteľov vzdelávacie materiály – tzv. Príručku udržateľnosti, ktorá predstavuje tri hlavné budúce globálne trendy a obsahuje deväť bohato ilustrovaných vedeckých článkov, ktoré ukazujú, či vzťah udržateľnosti a vedy na globálnej úrovni ponúka odpovede na najväčšie výzvy dnešného sveta, ako je napríklad využívanie energie alebo vody. Texty predstavujú študentom najnovšie výsledky výskumu a inovácií a poskytujú veľa zaujímavých údajov, ktoré vzbudzujú záujem o túto problematiku. Vedecké texty môžu slúžiť tiež ako pomôcka pre učiteľov, keďže obsahujú najnovšie vedecké poznatky, o ktorých možno ani nepočuli. Organizátorom súťaže je chemická spoločnosť BASF. Na území Slovenskej republiky projekt podporili významné odborné a vzdelávacie inštitúcie: Slovenská chemická spoločnosť, Zväz chemického a farmaceutického priemyslu SR, Združenie učiteľov chémie i Ústav polymérov Slovenskej akadémie vied. Tímy sa môžu do súťaže zaregistrovať prostredníctvom webovej stránky www.chemgeneration.com, kde nájdu všetky pokyny i vzdelávacie materiály. Uzávierka projektov je 27. marca 2015. Najlepšie nápady zo súťaže budú predstavené verejnosti a okrem hodnotných cien budú mať najlepšie tímy možnosť zúčastniť sa programu na podporu udržateľnosti pre rok 2015, v ktorom budú môcť prezentovať svoje udržateľné riešenia na podujatí zvanom Ihrisko inovácií. Môžu tak dať nielen dobrý príklad ostatným, ale taktiež uviesť do chodu skutočné zmeny. »»www.chemgeneration.com

NANOTECHNOLOGICKÉ PODNIKY ZALOŽILY ASOCIACI Praha 27.11.2014 – V pražském sídle agentury CzechInvest ve Štěpánské ulici se ve čtvrtek 27. listopadu 2014 sešli zástupci 12 českých nanotechnologických firem. Svým podpisem zde založili Asociaci nanotechnologického průmyslu ČR. Ta chce do budoucna stavět na dobrém jménu, které má Česko v tomto oboru ve světě, dále jej posilovat a reprezentovat zájmy svých členů v českém průmyslu i v zahraničí. Zaměří se také na aktivní vyhledávání podpory a příležitostí spolupráce na komerční i akademické úrovni. „Češi vynikají zejména v oblasti nanovláken a optiky, kde mohou navazovat na tradici a světově významné objevy profesorů Jirsáka a Delonga,“ konstatuje Jiří Fusek, specialista


3.2.2015 11:00:16


nanotechnologického sektoru agentury CzechInvest, který spolupracoval na založení asociace. „Zdejší firmy přicházíejí s inovacemi na úrovni finálních produktů, což stále není běžné. Asociace má potenciál ještě více zviditelnit Českou republiku jako nanotechnologickou velmoc v očích zahraničních investorů,“ zdůrazňuje. „Naší ambicí je vystupovat jako partner při tvorbě programů propagace odvětví ve vzdělávací i obchodní sféře, v oblasti ekonomiky na národní i evropské úrovni či při nastavování financování a podpory sektoru nanotechnologií,“ doplňuje Jiří Kůs, předseda výkonné rady Asociace nanotechnologického průmyslu ČR, který zároveň stál při zrodu myšlenky jejího založení. Členy Asociace jsou primárně subjekty z podnikatelské sféry. Konkrétně se jedná o firmy IQ Structures s.r.o., NANOVIA s.r.o., nanoSPACE s.r.o., Advanced Materials - JTJ s.r.o., SPUR a.s., NanoTrade s.r.o., ASIO, spol. s r.o., PARDAM, s.r.o., Výzkumný Technologický Institut s.r.o., HE3DA s.r.o., JIMIPLET, s.r.o. a NAFIGATE Corporation, a.s. Do budoucna však předpokládají úzkou spolupráci také s výzkumnými, vědeckými a vzdělávacími institucemi v oboru. »»www.nanospace.cz, www.czechinvest.org,

PEROVSKITY POSKYTUJÍ VELKÉ ZVÝŠENÍ ÚČINNOSTI KŘEMÍKOVÝCH SOLÁRNÍCH ČLÁNKŮ Stanford, leden 2015 - Podle nové studie vědců ze Stanford University dramaticky zvyšuje celkovou účinnost solárních článků vrstvení perovskitu na konvenční křemíkové solární články. Svou práci o perovskitu na křemíkových solárních článcích popsali v časopisu Energy & Environmental Science. "Hledali jsme způsoby, jak udělat solární panely efektivněji a s menšími náklady," uvedl spoluautor studie Michael McGehee, profesor materiálového inženýrství na Stanfordu a dodává: "Doposud ovládaly světový trh křemíkové solární články, jejichž účinnost fotovoltaické konverze energie u křemíku se na 15 let zasekla na 25 procentech." Jedním z efektivních způsobů, jak zlepšit efektivitu, je tandemové uspořádání křemíku a dalších levných fotovoltaických materiálů. "Tyto laciné tandemy jsou velmi přitažlivé," řekl McGehee. "Jednoduše řečeno, na povrch běžného solárního článku nanesete další vrstvu a získáte větší účinnost, než by to mohl udělat sám o sobě. Z komerčního hlediska dává smysl využití základní vrstvy z křemíku. Až donedávna jsme neměli dobrý materiál horní vrstvy a pak přišly pervoskity." Perovskit je krystalický materiál, který je levný a lze jej snadno vyrábět v laboratoři. V roce 2009 vědci ukázali, že by perovskity připravené z olova, jodidu a metylamonia mohly přeměňovat sluneční záření na elektřinu s účinností od 3,8 procenta. Od té doby vědci dosáhli u perovskitů účinnost nad 20 procent, což soupeří s komerčně dostupnými křemíkovými solárními články a tím vyvolávají široký zájem mezi výrobci křemíku. "Naším cílem je využít kapacity továren na výrobu křemíku, které již existují po celém

světě," řekl postgraduální student na Stanfordu Colin Bailie, spolupracující s vedoucím autorem studie. „U tandemových solárních článků není potřeba budovat nové kapacity, ale pouze na křemíkovou bázi přidáte vrstvu perovskitu při relativně nízkých nákladech.“ Solární buňky převádějí fotony slunečního záření na elektrický proud, který se tvoří mezi dvěma elektrodami. U křemíkových článků se absorbují fotony z červené části viditelného spektra a infračervené neviditelné oblasti, zatímco u perovskitů se absorbují fotony z široké viditelné oblasti, kde mají fotony vyšší energii. „Pohlcení vysokoenergetické části spektra umožňuje u tandemových solárních článků generovat více energie fotonů než u křemíkových článků,“ uvedl Bailie. Klíčovým omezením při dosavadním vývoji tandemu perovskit-křemík byla jejich nedostatečná transparentnost. "Colin musel přijít na to, jak učinit průhlednou vrchní elektrodu, aby část fotonů mohla proniknout vrstvou perovskitů a být absorbována spodní vrstvou křemíku," dodal McGehee. "Zatím nikdo nedokázal udělat u solárních článků s dvěma elektrodami transparentní perovskity." Perovskity lze snadno poškodit teplem a snadno se rozpouští ve vodě. Tato inherentní nestabilita prakticky vylučuje použití perovskitů u všech konvenčních technik nanášení elektrod na solární článek. Tak to Bailie udělal ručně. "Použili jsme na to plastovou fólii se stříbrnými nanovlákny. Pak jsme vybudovali nástroj, který používá tlak k přenosu perovskitů do nanovláken podkladu, tedy něco jako dočasné tetování. Jen to musíte umět převést na film," říká McGehee. Stanfordský tým použil pro skládání solárních článků perovskit s účinností 12,7 % a křemíkový podklad s nízkou účinností jen 11,4 %. „Kombinací dvou vrstev s přibližně stejnou účinností můžeme získat větší výslednou účinnost,“ dodal Bailie. Výsledky byly působivé. "Vylepšili jsme 11,4 procent křemíkové báze v tandemu na 17 procent, což je pozoruhodné zvýšení relativní účinnosti o téměř 50 procent," řekl McGehee. "Takové dramatické zlepšení efektivity vytváří potenciál k možnosti zlepšení účinnosti komerčních křemíkových solárních článků o nízké jakosti." V jiném experimentu výzkumný tým nahradil křemíkový solární článek vrstvou z měďnatého indium gallium diselenidu (CIGS). Výzkumníci skládali 12,7 %ní účinnost perovskitu vrstvu na vrstvu CIGS s účinností 17 %. Výsledný tandem dosáhl účinnost konverze 18,6 %. "Vzhledem k tomu, že většinu, ne-li všechny vrstvy v perovskitů, lze nanášet z roztoku, bylo by možné inovovat konvenční solární články na vyšší výkony pomocí tandemů při malém zvýšení nákladů," uvedli autoři. Velkou nezodpovězenou otázkou je dlouhodobá stabilita perovskitů, dodává McGehee. "Křemík je kámen, můžete na něho svítit světlem i 25 let při teplotě do 600 °C a nic se nestane. Ale jestliže vystavíte perovskit vodě nebo světlu asi ho zničíte. Máme způsoby, jak lze ukázat, že solární buňky s perovskity jsou dostatečně stabilní, celých 25 let. Moje vize je, že jednoho dne budeme schopni získat levné tandemy s účinností 25 procent. To je to, co je pro komerční společnosti zajímavé. Za pět až deset let bychom mohli dokonce dosáhnout účinnosti 30 procent."

PARTNER

PRO SIMULACI V OBLASTI ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ

Teplotní testy Klimatické testy Komory standardní či speciálně upravené na přání zákazníka Komory walk-in Komory s plynovým dávkováním

www.specion.biz - [email protected]

»»Převzato z www.chemeurope.com


Monitor_věda-1-2015.indd 21

SPOLEHLIVÝ

21

3.2.2015 11:00:16

Šultysova 15, Praha 6, 169 00, tel.: 233 353 850, [email protected], www.uniexport.co.cz

Uni-Export Instruments, s.r.o.

Unikátní suché vývěvy nXDS

DynTHERM termogravimetrické analyzátory s vahami s magnetickým závěsem Termogravimetrické analýzy za nejnáročnějších podmínek

Zastupuje: CHROMSPEC spol. s r.o.

RUBOTHERM

252 10 Mníšek p. Brdy Lhotecká 594 tel.: 318 599 083 [email protected] fax: 318 591 529 www.chromspec.cz

634 00 Brno Plachty 2 tel.: 547 246 683 fax: 547 246 685

POL-EKO VYSOKÁ KVALITA a VÝHODNÁ CENA

Uni-Export_88x130_Leden_15.indd 1

07.01.15 12:28

INTERTEC®

KLIMATICKÉ KOMORY, SUŠIARNE, INKUBÁTORY, TERMOSTATY, STERILIZÁTORY

KK klimatické komory ˇ kontrolovaná vlhkost teplota a osvetlenie

Chladenéˇ inkubátory stabilné teplotné podmienky v rozsahu +3°C až +70°C.

Laboratórné sušiarne maximálna teplota do 300°C, nerezové prevedenie, usb.

www.laboratornepristroje.sk

INTERTEC®s.r.o., ČSA 6, 974 01 Banská Bystrica, Tel.: +421 905 441 876, e-mail: [email protected], www.laboratornepristroje.sk

22

Chromspec-nXDS_Uni-Exp_Intertec.indd 22


3.2.2015 11:00:58

ÚDRŽBA

DOKONALÝ SERVIS VÝMĚNÍKŮ TEPLA ŠETŘÍ NÁKLADY Na počátku listopadu 2014 si společnost Alfa Laval spol. s r.o. připomněla dvouleté výročí otevření svého servisního centra, které je spolehlivým partnerem pro servis a údržbu (nejen) deskových výměníků tepla. Produkty a řešení společnosti Alfa Laval lze najít napříč velmi širokým spektrem průmyslu i zpracovatelského odvětví, jsou používány např. v chemických závodech, farmaceutických společnostech, zpracovatelském průmyslu, mlékárnách, ale také ve veřejných budovách (sklady, nemocnice aj.) a výjimkou nejsou ani domovní instalace. Servisní centrum Alfa Laval vybudovala s cílem poskytnout svým zákazníkům maximální komfort spojený s renovací, diagnostikou a servisem deskových výměníků tepla.

odbavit během několika dnů, velké výměníky však mohou trvat i týden,“ uvádí Vladimír Petrásek, „vždy však klademe důraz na to, co požaduje zákazník. Zrovna včera jsme zvládli velkou zakázku během poměrně krátké doby, protože zákazník bez výměníku nemohl fungovat.“

Kvalifikovaný servis A jak si lze servis rozebíratelných deskových výměníků tepla ve zkratce představit? Z desek se nejprve odstraní stará těsnění a očistí se jejich povrch.

Po ošetření desek výměníku se provádí montáž nových těsnění. Špatné těsnění může způsobit prosakování nebo zničení desky výměníku. Pokud není původní těsnění a lepidlo úplně odstraněno, hrozí netěsnost výměníku. Nová těsnění Alfa Laval jsou vybírána tak, aby byla zajištěna jejich optimální funkce s ohledem na média, tlak a teplotu dané aplikace, a poté namontována podle originálních postupů bez lepení nebo s použitím lepidla. Obr. 3 – Volba vhodného lepidla je klíčová pro správnou funkci těsnění

Obr. 1 – Očištění desky výměníku tepla v lázni s tekutým dusíkem

Podcenění údržby vede ke ztrátám V nejrůznějších průmyslových provozech často dochází k podceňování prediktivní údržby, která následně vede k nevyhnutelným poruchám a provozním ztrátám. Tuto zkušenost potvrzuje i pan Vladimír Petrásek, vedoucí brněnského centra a servisní technik společnosti: „Ve snaze nouzově vyřešit náhlé nepříjemnosti dokážou technici údržby zákazníků svými nekvalifikovanými zásahy nadělat mnohdy více škody než užitku. Obecně se velmi zanedbává kvalitní servis, což se ovšem v důsledku negativně promítá jak do životnosti desek, jimž v krajních případech hrozí i zničení, tak do celkových nákladů.“ Samostatnou kapitolou v oddílu šetření je pak výběr méně kvalitních, ale levnějších řešení, která se pak v dlouhodobém horizontu ukážou jako investičně nejnákladnější. Řada firem totiž nevěnuje pozornost dlouhodobější strategii údržby. Na některých aplikacích se totiž zkrátka šetřit nedá a nemá…

Jihomoravské servisní centrum Servisní centrum společnosti Alfa Laval sídlí v centru Brna v areálu CTZone a tvoří ho dvě haly se zázemím. Jeho specializací je údržba, repase a diagnostika rozebíratelných deskových výměníků tepla. Centrum disponuje veškerým speciálním vybavením a zaměstnává odborně vyškolené pracovníky, díky nimž poskytuje kvalitní a rychlý servis. Náhradní díly se ve shodě s celofiremní strategií a principy štíhlé výroby neskladují přímo na místě, ale dodávají se podle potřeby z centrálního skladu ve Švédsku. Servis probíhá nárazově, není rovnoměrně rozložený v průběhu roku, protože zákazníci individuálně ohlašují (ideálně s týdenním i delším předstihem) své servisní požadavky. Vedle vlastní činnosti opravárenského centra jsou samozřejmostí i výjezdy k zákazníkům.

Na konec prochází celá sestava desek kontrolou se zaměřením na správnost montáže těsnění, odstranění koroze nebo mechanického erozního poškození. Obr. 4 – Porovnání desek před a po renovaci

Chemické čištění desek výměníků vyžaduje znalosti o správné koncentraci, teplotě a době čištění. S pomocí látek, jako jsou tekutý dusík a hydroxid sodný, jsou původní těsnění a lepidla odstraňovány šetrně, úplně a drážky na deskách tak zůstávají nedotčeny. Dokonalé očištění desek je prováděno za použití tlakové vody a chemické lázně, jejíž koncentrace a teplota je pečlivě regulována. Případné praskliny či jiné deformace desek se kontrolují s pomocí UV záření ve speciální „temné komoře“. Obr. 2 – Diagnostika prasklin a deformací desek pomocí UV záření

Zákazníci servisního centra Alfa Laval si mohou vybrat standardizované servisní balíčky, přičemž tři barevné odstíny (modrá, žlutá, červená) symbolizují různé programy údržby, ze kterých lze vybírat nebo je kombinovat. Prostřednictvím programu AllBrands je společnost Alfa Laval schopna repasovat nejen vlastní výměníky, ale také výměníky od jakéhokoliv jiného výrobce. Je tedy partnerem, se kterým je možné řešit problémy všech modelů a značek deskových výměníků tepla se zárukou té nejvyšší kvality. Převzato z časopisu Řízení a údržba průmyslového podniku a redakčně upraveno. www.alfalaval.cz/servis

„Doba zpracování se liší dle konkrétních požadavků: nejmenší zakázky jsme schopni CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

AlfaLaval_SC.indd 23

23

3.2.2015 11:01:29

CHLAZENÍ

SLEDOVÁNÍ ÚNIKŮ OBĚHOVÉ CHLADICÍ VODY A KONTROLA STAVU CHLADICÍ VĚŽE POMOCÍ BILANČNÍHO MODELU BERNARD P. Precheza a.s., Přerov, [email protected] Cílem tohoto článku je ukázat možnost využití bilančního modelu k indikaci úniku chladicí oběhové vody a k posouzení stavu věží. V Precheze se vyrábí titanová běloba. Některé výrobní operace vyžadují chlazení, ke kterému se většinou používá chladicí voda. Oteplenou vodu vracet zpět do řeky Bečvy kvůli velkému průtoku ohřáté vody a vyšší teplotě není dost dobře možné. Docházelo by ke snižování obsahu kyslíku v říční vodě. Je proto třeba ohřátou vodu ochladit a ochlazenou opět využít v technologii. Chlazení probíhá v otevřených chladicích věžích. Jedno z takových zařízení Prechezy je uvedeno na obrázku 2.

Otevřená chladicí věž na chlazení oběhové vody Během chlazení oběhové vody dochází k jejímu částečnému odpařování. Odpařenou vodu je potřeba doplňovat. Pokud ve výrobní technologii dochází k únikům oběhové vody, je pak průtok doplňované vody vyšší než odpar. Proto je žádoucí tento odpar, který se mění navíc také podle klimatických podmínek, alespoň přibližně zjistit.

Princip chlazení oběhové vody V otevřených chladicích věžích dochází k přímému styku kapalné a plynné fáze. Voda je čerpána do horních částí sekcí věže, odkud se rozstřikuje směrem dolů. Proti padajícím kapkám vody proudí směrem nahoru vzduch, který je v horní části každé sekci nasáván ventilátorem. Teplá voda se ochladí nejen tím, že ohřeje vzduch proudící proti chlazené vodě, ale hlavně tím, že se část vody odpaří a odebere okolí teplo rovnající se výparnému teplu. Přejde pak ve formě páry do vzduchu. Využívá se toho, že venkovní vzduch většinou nebývá nasycen vodní parou. Pokud už nasycen je, voda se ochladí sice méně, ale přesto se ochladí. Tím, jak se vzduch ohřeje, se sníží jeho relativní vlhkost a je schopen opět pohltit další vodní páru. Chladicí voda obíhá mezi výrobní technologií a chladicími věžemi. Obr. 1 – Bilanční schema Nasycený vystupující vzduch

Ohřátá voda

CHLADICÍ VĚŽ

Pomocí bilančního modelu lze spočítat také teplotu mokrého teploměru. Pokud zadáme teplotu vstupující i vystupující vody hodnotu počítané teploty odcházejícího vzduchu, bude pak vypočtená teplota odcházejícího vzduchu rovna teplotě vlhkého teploměru.

Příklady použití modelu V tabulce č. 1 jsou uvedena provozní data a výsledky bilance chladicí věže pro některé klimatické a technologické podmínky. Veličiny Tab. 1 – Zadávané a vypočtené veličiny bilance věže Veličiny dosazované do výpočtu Průtok vratné vody

m3/h

1258

1224

1223

684

Teplota vratné vody

°C

30,2

32,1

28,5

32,6

Teplota vody po ochlazení

°C

20,0

21,3

18,1

21,3

Teplota vstupujícího vzduchu

°C

19,0

15,6

16,3

4,5

Rel. vlhkost vstupujícího vzduchu

%

97,6

48,3

70,6

89,9

Průtok vzduchu z věží

m3/h

4470000

4470000

4470000

994000

Průtok doplňované vody

m3/h

15,9

26,1

23,9

7,9

Odpar Vstupující vzduch

Ochlazená voda

CHLAZENÍ V TECHNOLOGII

Bilanční model Bilanční model chladicí věže vychází z hmotnostní a entalpické bilance věže. Do výpočtu jsou dosazovány následující proměnné veličiny: – průtok vratné (na vstupu) ohřáté oběhové vody, – teplota vratné (vstupní) ohřáté oběhové vody po doplnění, – teplota oběhové vody po ochlazení (na výstupu), – teplota okolního vzduchu,

Bernard.indd 24

Tlak syté vodní páry je počítána podle Antoineovy rovnice [1]. Výsledkem výpočtu je průtok odpařené vody a teplota odcházejícího vzduchu. Teplota odcházejícího vzduchu je počítána iteračně pomocí Newtonovy metody výpočtu nelineární rovnice s numerickou derivací [2]. Rozdíl mezi tlakem vzduchu na vstupu do věže a tlakem okolního vzduchu a mezi tlakem vzduchu na výstupu z věže a tlakem okolního vzduchu výstupu z věže od okolního tlaku je zanedbán.

Počítané veličiny

Doplňovaná voda

24

– relativní vlhkost okolního vzduchu, – průtok vzduchu z věží, – tlak okolního vzduchu.

kg/h

16400

26100

20900

7700

Teplota vystupujícího vzduchu

°C

21,9

14,3

16,9

15,7

Teplota vlhkého teploměru

°C

18,7

10,0

13,2

3,8

Rozdíl mezi teplotou ohřáté a teplotou ochlazené vody

°C

10,2

10,8

10,4

11,0

Rozdíl mezi teplotou vlhkého teploměru a teplotou ochlazené vody

°C

1,3

11,3

4,9

17,8

Zadávaný tlak vzduchu byl 101,3 kPa


3.2.2015 11:02:02

CHLAZENÍ

Obr. 2 – Zařízení na chlazení oběhové vody

průtok vzduchu záměrně snižován, protože by se vzhledem k nízké teplotě vzduchu voda zbytečně ochlazovala více, než je potřeba.

Závěr V článku je uvedeno, jak lze pomocí bilance chladicí věže detekovat případné úniky chladicí oběhové vody, což je z pohledu provozní praxe dobře použitelné. Aby bylo možno bilanci počítat, bylo do systému měření a regulace doplněno pouze měření relativní vlhkosti a teploty vzduchu v okolí chladicí věže.

dosazované do výpočtu byly průměrné denní hodnoty. Jedná se o vybrané tři dny v letním období v prvních třech sloupcích a jeden den v zimním období ve čtvrtém sloupci.

Sledování úniků vody Z uvedené tabulky je zřejmé, že množství odpařené vody a doplňované vody bylo ve sledované dny přibližně stejné. Nedocházelo tedy k únikům vody. Alespoň ne k podstatným. Tento způsob sledování úniků je možný jen u chladicí soustavy, ve kterých nedochází záměrně v technologii k míchání chladicí a technologické vody.

Sledování stavu chladicí věže Chladicí věž není schopna zchladit ohřátou vodu pod teplotu vlhkého teploměru, může se k ní pouze přiblížit. Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že v letním období je teplota vratné ochlazené vody blízko teplotě mokrého teploměru. V zimním období (čtvrtý sloupec v tabulce), ve kterém je podstatně snížen průtok vzduchu, je rozdíl teploty ochlazené vody a teploty vlhkého teploměru (tzv. přiblížení k teplotě vlhkého teploměru) podstatně vyšší a to i přes to, že relativní vlhkost vzduchu byla vysoká. Vyšší rozdíl teplot signalizuje, že věž nepracovala v optimálních podmínkách, což bylo dáno zmíněným nižším průtokem vzduchu. V zimním období je

Z rozdílu teploty ochlazené vody a vypočtené teploty vlhkého teploměru lze dále usuzovat na stav chladicí věže. Pokud se tento rozdíl pro určitou relativní vlhkost vzduchu příliš zvyšuje, znamená to, že dochází ke zhoršení účinnosti věže. Buď dochází ke snižování průtoku vzduchu, nebo ke zhoršení rozstřiku vody ve věži. Teplota vlhkého teploměru se také používá při návrhu nových chladicích věží. Dle diagramu dodavatele je možno po zvolení teploty vlhkého teploměru, rozdílu mezi teplotou ohřáté a ochlazené vody, rozdílu mezi teplotou ochlazené vody a teplotou vlhkého teploměru a průtoku vody stanovit konkrétní velikost chladicí věže.

Literatura [1] Konstanty Antoineovy rovnice pro výpočet tenze par na http:// old.vscht.cz/fch/prikladnik/prikladnik/tab/antoine.html [2] Kubíček, M. Numerické algoritmy řešení chemickoinženýrských úloh. Praha : SNTL/ALFA, 1983

Abstract MONITORING LEAKS IN CIRCULATING COOLING WATER SYSTEMS AND CHECKING CONDITION OF COOLING TOWERS USING A BALANCE MODEL Summary: The aim of this article is to show the possibility of using mass and enthalpy balances of the cooling tower to indicate leaking circulating cooling water and to assess the condition of the tower. Evaporation from the cooling tower and the temperature of the outgoing air can be determined with a balance model. The difference between the calculated flow of water evaporated and the flow of the refilled water enables to determine approximately circulating water leaks. The balance model also allows calculating the wet bulb temperature. The cooling tower works better, the lower the difference between the wet bulb temperature and the temperature of water leaving the tower Keywords: cooling water, cooling tower, evaporation

ČTVRTÝ SULFACIDOVÝ REAKTOR Dne 5. listopadu 2014 v PRECHEZA a.s. úspěšně najel nový, v pořadí již čtvrtý, reaktor Sulfacid na zachycování oxidu siřičitého SO2 z procesu kalcinace při výrobě titanové běloby. Protože jde o investici s významným ekologickýcm dopadem, pozastavme se u této události trochu více. Horké plyny z kalcinační pece jsou odtahovány ventilátorem přes suché odlučovače prachu a dále prochází Venturiho pračkou, ve které se zkrápí a ochlazují. Následují lamelové odlučovače na zachycení kapek a mokré elektrostatické odlučovače. Kombinací všech těchto zařízení dochází k odloučení částic prachu a mlhy kyseliny sírové a v dalším kroku čištění je ještě nutno vydělit z odcházejícího plynu oxid siřičitý SO2. To se děje právě v procesu Sulfacid, který je závěrečným stupněm čištění odcházejících plynů z kalcinace. Plyny vstupující do reaktorů Sulfacid jsou rovnoměrně rozdělovány po celé ploše katalytické vrstvy, která je tvořena aktivním

uhlím s velkým měrným povrchem. Na povrchu katalytické vrstvy dochází k přeměně oxidu siřičitého SO2 na oxid sírový SO3, který je absorbován ve vodě na kyselinu sírovou. Vzniklá kyselina sírová je zpětně používána ve výrobní procesu. Jednotlivé reaktory jsou umístěny paralelně a plyn je veden do všech reaktorů současně – s rozdělením průtoků mezi reaktory. Rozšíření počtu reaktorů pak přirozeně snižuje zátěž jednotlivého reaktoru, zvyšuje účinnost celého procesu Sulfacid a míru zachycení emisí oxidu siřičitého. Po průchodu Sulfacidem odchází vyčištěné plyny přes odlučovač kapek do stometrového komína. Obsah oxidu siřičitého SO2 v odcházejících plynech je nepřetržitě kontrolován kontinuálním měřením umístěným v komíně. Precheza věnuje procesu čištění plynů z kalcinace titanové běloby velkou pozornost. Již samotné zavedení současného způsobu čištění plynů z kalcinace v 90. letech minulého století snížilo emise oxidu


Bernard.indd 25

siřičitého na zlomky původních hodnot. Nicméně i v dalších letech pak docházelo k posilování kapacity technologie čištění plynů a k průběžným obnovným investicím. Na tento přístup navazuje i instalace nového reaktoru, při jehož instalaci se zúročily zkušenosti pracovníků Prechezy z minulého provozu technologie a rozsáhlá databáze dat ze sledování provozu. Z dosavadního průběhu provozu posílené technologie Sulfacid se jeví, že i při vyšší výrobě titanové běloby oproti minulým letům došlo k významnému snížení emisí oxidu siřičitého SO2. V budoucnu Precheza počítá s dalším posílením procesu Sulfacid tak, aby ani další plánované zvýšení výroby titanové běloby nemělo negativní vliv na množství emisí oxidu siřičitého SO2 z procesu kalcinace. NOVINY PRECHEZA 1/2015, Pavel MIKULÍK, www.precheza.cz

25

3.2.2015 11:02:03

TEPELNÁ TECHNIKA

LETOVÁNÍ A PÁJENÍ VE VYSOKÉM VAKUU V KAPOTOVANÝCH PECÍCH V současné době mnoho elektronických součástek obsažených například v zařízeních používaných v satelitech nebo letadlech musí vydržet náročné prostředí, jako je vakuum nebo extrémně vysoké teploty. K výrobě spolehlivých elektronických komponentů je zapotřebí spojení různých materiálů.

Spojení různorodých materiálů Toto spojení může být kov na kov, nebo dokonce izolátor na kov. Tento spoj musí být pevný s vysokou teplotní odolností a vhodný pro použití ve vakuu, tavení plynem je neakceptovatelné. Účelem tavidla materiálu je odstranění zbývajících oxidů a snížení povrchového napětí za účelem podpory smáčení povrchů rozdílných materiálů. Nicméně, pokud je tavidlo vystaveno vakuu nebo vysoké teplotě prostředí, účinky tavidla na elektronické součásti jsou škodlivé. Tavidlo, které obsahuje kyselinu a soli, se mění v plynnou fázi v důsledku vysokého tlaku páry. Výsledná kondenzace tavidla na izolátorech může produkovat vodivé cesty způsobující svodový proud. Tento proces zničí drahé komponenty. Bohužel, nejaktivnější (a tudíž korozivní) tavidla také tvoří nejsilnější spojení. Některé vlastnosti materiálů, jako je například odolnost ve vakuu, není možné získat při výrobě za běžných atmosférických podmínek. Další problém s běžnou atmosférou je to, že nečistoty obsažené v plynu jsou vždy vloženy do spojovací plochy. Řešením tohoto problému je vysoké vakuum a pájení. Pro proces spojení dvou rozdílných materiálů je zapotřebí třetího kovového materiálu, tzv. pájedla. Přesný rozdíl mezi letováním a pájením je ten, že v případě letování (vratný proces) je převládající adheze-přilnavost, zatímco pájením (nevratný proces) se materiály difundují (prolnou), což vede k mnohem silnějšímu spojení. Celý proces probíhá ve vysokém vakuu (HV), nebo i ultra vysokém vakuu (UHV). Toto prostředí zabrání oxidaci a umožňuje využití letování netekoucího materiálu. Musí být splněny požadavky na komponenty používané ve vakuu.

Letování a pájení ve vakuu K výrobě komponentů, které musí odolávat extrémním podmínkám, je zapotřebí pece se speciálními vlastnostmi. Pec musí být zcela uzavřená a utěsněná, aby mohlo být použito tepelné zpracování ve vakuu. V závislosti na materiálu a jeho letování musí být teplota nastavitelná až do přibližně 1200 °C s vynikající teplotní homogenitou a stabilitou v celém vzorku. Záznam dat je dalším důležitým faktorem: například rozdílné materiály musí mít určitou teplotu předtím, než se plnivo změní na kapalinu. Z tohoto důvodu by pec měla umožnit kontrolovatelný a reprodukovatelný záznam dat.

Obr. 2 – Kapotovaná pec Carbolite Gero HBO

Všechny tyto požadavky splňují kapotované pece Gero HBO, kovové pece na bázi wolframu nebo molybdenu pro použití vakua (HV nebo UHV) s využitelným objemem 10, 25 nebo 60 litrů. V závislosti na zákazníkově požadavku na vakuum může být netěsnost pece snížena (až <10-3 mbar l/s) a může být vybavena vysoce vakuovým čerpacím systémem. Ve vakuu je přenos tepla možný pouze sáláním (Planckův zákon o záření), které poskytuje nejlepší teplotní homogenitu, tj. teplotní gradient v zahřívané zóně ± 3 °C. Tyristorově řízené napájení topných zón uvnitř HBO poskytuje vynikající teplotní stabilitu, tj.derivace v závislosti na čase je menší než ±1 °C. Aby bylo dosaženo jasného spojení rozhraní bez jakéhokoliv narušení, je samozřejmostí bezvibrační ovládání.

Kapotované pece HBO jsou standardně vybaveny turbomolekulárním čerpadlem v kombinaci s předčerpadlem. Čerpací systém je oddělen od tělesa pece, aby nedocházeno k vibracím samotné pece. Před vkládáním a vykládáním je pec odvětrána inertním plynem pro dosažení mimořádně čisté atmosféry. Obr. 3 – Pohled do zahřívané komory pece HBO

Kapotované pece GERO řada HBO Automatizovaný pohyb kapotované pece nahoru a dolů usnadňuje nakládání a vykládání vzorků do pece a vzorek je tak snadno přístupný. Těleso pece a průchodky jsou chlazené vodou a každý výstup vody je pro zvýšenou bezpečnost teplotně kontrolován. Operátor zadá programy v tabulce programů. Tabulka je pak nahrána a uložena do řízení programu a proces tak probíhá zcela automaticky bez dohledu uživatele. Před každým uvedením do provozu se pec

Obr. 1 – Příklady spojení. Zdroj obrazu: EADS Deutschland GmbH. Konvenční spojení: Nečistoty plynu jsou jasně viditelné.

automaticky spustí a projde krátkým testem, který zahrnuje testování významných netěsností a kontroluje, zda je dosaženo požadovaného tlaku.

Spojení letováním a pájením ve vysokém vakuu: Téměř žádné nečistoty.

Vlastnosti kapotovaných pecí GERO – Beztokový spojovací proces. – Vyráběné komponenty vydrží extrémní podmínky (vakuum, vysoké teploty). – Není nutné chemické čištění nebo pískování. – Bezolovnaté letování – Velice ekonomická metoda – Je zcela eliminována interakce plynu kovu, protože je použito prostředí HV / UHV. – Žádná absorbce křehkých plynů. – Bezporézní. www.carbolite-gero.com

26

Verder.indd 26


3.2.2015 11:02:34

TEPELNÁ TECHNIKA

OHŘEVNÉ SKŘÍNĚ AMARC Ohřevné skříně AMARC slouží k čistému, bezpečnému, spolehlivému a ekonomickému ohřevu v průmyslu využívaných materiálů skladovaných v barelech. Uplatní se v místech, kde je potřeba udržovat asfalt, pryskyřice, tuky, oleje a další viskózní látky při určité teplotě nebo tam, kde je potřeba zvýšit jejich teplotu před zpracováním. Nabídka ohřevných skříní společnosti AMARC zahrnuje několik variant skladování pro barely a IBC kontejnery, obsahující látky náročné na teplotní podmínky. Kapacita barelů (IBC kontejnerů) je v rozsahu 4 (1x IBC), 8 (2x IBC), 16 (4x IBC) a 32 (8x IBC). Standardní provozní teplota ohřevu skříní je do 100 nebo do 150 °C, lze je ale nastavit i na jiné nestandardní teploty. Zdrojem ohřevu může být elektřina, pára, diathermický olej, voda nebo plyn. Standardní skříň má vnitřní část vyrobenou z pozinkovaných plechů a vnější část z lakovaných pozinkovaných plechů. Na vyžádání je výrobce schopen dodat jak vnější, tak vnitřní část z nerezových plechů AISI 304 nebo AISI 316. Standardní dno skříní je vyrobeno z 3,0 mm plechu a umožňuje manipulaci pomocí paletového vozíku. Nosný rám s podpěrnými nohami je nestandardní prvek umožňující manipulaci pomocí

vysokozdvižného vozíku. Sběrná vana je další nestandardní prvek zajišťující vyšší environmentální bezpečnost.

zapínání skříní. Časovač cyklů pak zajišťuje nastavení ohřevného cyklu po daný čas při dané teplotě.

Obr. 1 – Ohřevná skříň pro 8 barelů rozdělená na 2 euro komory, každá pro 4 barely, do 100 °C, elektrická, se sběrnou vanou a odvodem par

Mezi bezpečnostní prvky skříní patří odvod par, který chrání okolí před výpary uvolňovanými během ohřevu. Detektor plynů pak umožňuje zjistit koncentraci nebezpečných plynů a v případě nutnosti aktivovat zabudovaný poplašný systém. Všechny skříně mají CE značení a další potřebné cetrifikáty. Obr. 2 – Ohřevná skříň pro 16 barelů, do 150 °C, parní ohřev, Atex verze, konstrukce z nerezové oceli AISI304

Skříně AMARC lze instalovat do nebezpečného prostředí v souladu s ATEX 94/9/CE, skupina II, kategorie 2G. Výrobce dodává také sadu pro venkovní instalaci zaručující odolnost vůči povětrnostním vlivům a vniknutí vlhkosti do tepelné izolace. Skříně lze nastavovat pomocí PID ovládání s barevným dotykovým displayem LCD TFT a grafického softwaru. Lze tak přesně regulovat teplotu nebo nastavit denní/ týdenní časovač pro automatické vypínání/


Hutira.indd 27

Dodavatelem ohřevných skříní AMARC pro český trh je společnost HUTIRA – BRNO, s.r.o. www.amarac.cz

27

3.2.2015 11:03:08

TEPELNÁ TECHNIKA

OPTIMÁLNÍ SKLADOVÁNÍ LÁTEK CITLIVÝCH NA TEPLOTU Řešíte skladování látek citlivých na teplotu? Potřebujete látky používané ve vašem provozu ohřívat, tavit či chladit a přitom efektivně šetřit energii?

v temperovaných skladech až po tepelné boxy a komory vhodné pro tepelnou přípravu materiálů vstupujících do výrobních procesů.

Firma DENIOS se zabývá konstrukcí a výrobou zařízení k temperovanému skladování nebezpečných látek, které nacházejí využití v oblastech chemického, gumárenského a potravinářského průmyslu, farmaceutické výroby a v neposlední řadě i v kosmetickém průmyslu. Obr. 1 – Tepelný box až na 4 sudy á 200 l

Pro zahřívání jednotlivých nádob za jednoduchých podmínek a při mobilním nasazení najdou využití sudové ohřívače a topné pláště pro sudy a IBC nádrže. Pláště jsou vyrobeny z voduodpudivého a otěruodolného polyamidového nosného materiálu s polyurethanovou vrstvou a potažené PTFE s kvalitní izolací ze skelné vaty. Rozsah regulace teploty je 0 až 90 °C.

Různé látky a výrobní procesy často vyžadují přesnou technologickou přípravu a uložení citlivých materiálů ve skladech s konstantní a předepsanou teplotou. Společnost DENIOS vám prostřednictvím svých speciálních výrobků nabízí širokou škálu řešení, která zohledňují všechny základní způsoby využití, a to od podlahových ohřívačů přes topné pláště, skladování

Základem temperovaných skladů určených pro venkovní umístění jsou osvědčené skladovací kontejnery, jejichž konstrukce je vybavena certifikovanou záchytnou vanou, a které jsou doplněny kvalitní tepelnou izolací garantující maximální topný a chladicí výkon při minimální spotřebě energie. Sklady jsou navrhovány pro optimální uložení malých nádob, sudů nebo IBC nádrží, a to až v počtu 12-ti IBC nádrží v jednom skladovacím kontejneru. K udržení požadované vnitřní teploty skladů v zimním i letním období slouží osvědčené topné a klimatizační systémy splňující vždy konkrétní požadavky skladovaných látek. Zejména se jedná o možnost volby pro předpisové skladování chemických, vodu ohrožujících a hořlavých látek. Pro případ nutnosti uložení hořlavých látek je k dispozici skladovací kontejner s deklarovanou požární odolností 90 minut, která je doložena příslušnými certifikáty.

Obr. 2 – Tepelná komora až na 4 IBC nádrže

Obr. 3 – Tepelně izolovaný sklad s topením

Mezi speciální a na individuální přání zákazníka vyvíjené systémy patří tepelné boxy a tepelné komory. Jejich základ opět tvoří robustní ocelová konstrukce se záchytnou vanou, jejíž variabilita umožňuje splnit téměř všechny požadavky zákazníka. K zajištění minimálních tepelných ztrát je konstrukce obložena vysoce kvalitními tepelně izolačními panely. Všechny tepelné komory jsou vhodné pro umístění a ohřívání malých nádob, ale jejich kapacita může dosáhnout až 4 kusů IBC nádrží. Pro optimální a efektivní spotřebu energie je možné volit mezi zdroji, jako je elektřina, sycená pára nebo horká voda. Uložené látky je pak možno zahřívat až do teploty 150 °C a konkrétní potřebný topný výkon je stanoven na základě přesného výpočtu našich techniků ve vztahu k zahřívanému médiu a použitému typu obalů. V případě jakýchkoliv nejasností nebo nemožnosti získat o konkrétním médiu potřebné údaje je k dispozici testovací tepelná komora, kde je možno za téměř provozních podmínek vyzkoušet a nasimulovat konkrétní proces. DENIOS vyvíjí a vyrábí více než 25 let přesvědčivá řešení v oblasti tepelné techniky, která jsou orientovaná na zákazníka, efektivní a ve vynikající kvalitě. S námi máte vždy jistotu, že obdržíte výrobky, které jsou vhodně určeny pro váš konkrétní případ – ať už se jedná o dodržení předepsaných ohřívacích nebo ochlazovacích časů nebo o řešení zajišťující provoz s nízkou spotřebou energie, kde je důležitá i volba druhu použité energie. Mnoho dalších nápadů týkajících se oblasti skladování nebezpečných látek a vybavení výroby najdete také na více než 450 stránkách v našem specializovaném katalogu. Ten si můžete, stejně jako konzultaci či návštěvu našeho odborníka, telefonicky vyžádat na bezplatné lince 800 383 313 nebo prostřednictvím internetu na www.denios.cz. Radek ZAJÍC, DENIOS s.r.o.

28

Denios.indd 28


3.2.2015 11:03:36

ÚDRŽBA

OMEZENÍ EMISÍ Z PŘÍRUBOVÝCH SPOJŮ Přírubové spoje patří od počátku vývoje strojních zařízení k nejpoužívanějším konstrukčním prvkům. V závislosti na jejich důležitosti a počtu jejich správná funkce ovlivňuje podstatně jak bezpečnost a hospodárnost těchto zařízení, tak i hodnoty emisí podniků, které je provozují. Emise mohou unikat z viditelných nebo neviditelných netěsností přírubových spojů, armatur a čerpadel. Skryté úniky „Fugitive emissions“ tvoří až 90 % všech úniků ze zařízení. Takové úniky se dají odhalit pouze speciální zobrazovací technikou. Obvykle se na naši firmu Pokorný spol. s r. o. zákazníci obracejí se žádostí o vyřešení netěsností přírubových spojů a snížení ztrát způsobených úniky médií – omezení emisí. Často se jedná o spoje z jejich pohledu provozně velmi důležité, např. tepelné výměníky, vodíkové reaktory atd., tedy o spoje kritické. Většinou se opakovaně pokoušeli spoj dotahovat (za použití úderových klíčů) nebo přetěsnit s jiným druhem těsnění, případně řešili problém s dalšími odborníky. Pro zajištění správné funkce spoje je nutná spolupráce následujících pěti oborů: – provozovatel (znalost namáhání), – konstruktér zařízení,

– výrobce těsnění (charakteristické hodnoty těsnění), – výpočtář (průkaz pevnosti, průkaz těsnosti), – údržba – provedení montáže. Z naší mnohaleté praxe víme, že pokud má být dlouhodobě vyřešena těsnost přírubového spoje, je na něj třeba nahlížet jako na jeden celek. Omezení emisí a ztrát při daných provozních stavech je možné jen při splnění následujících předpokladů: – správná konstrukce spoje (tj. příruby, šrouby, těsnění včetně jejich dimenzování) pro dané požadavky (provozní stavy, dovolená třída těsnosti L), – znalost vlastností použitého těsnění, – výpočet dostatečného předepnutí šroubů při montáži (tlak na těsnění při montáži a při relevantních provozních stavech pro dosažení a udržení požadované třídy těsnosti L) – průkaz těsnosti, – omezení napětí jednotlivých částí spoje (příruby, šrouby, těsnění) při relevantních namáháních (dodržení dovolených napětí) – průkaz pevnosti, – dostatečná kvalita montáže. Klíčový je pro nás komplexní přístup, kdy jednotlivé části přírubového spoje máme

pod kontrolou a provádíme: – detekci skrytých úniků – Fugitive emissions, – důkladnou analýzu přírubového spoje – pevnostní výpočet včetně průkazu těsnosti podle ČSN EN 1591-1, – návrh, výrobu a dodání kvalitního těsnění s naměřenými charakteristickými hodnotami, – dodání šroubů a svorníků ošetřených suchým mazivem POWER ®torque LF kote 450, – řízené utahování dvou nebo čtyřhlavými hydraulickými stroji a kvalifikovaným personálem, – záruku těsnosti za provedený spoj – Protokol o utažení, – odborné semináře a školení montérů přírubových spojů podle EN 1591-4. Lidský faktor bývá během montáže hlavní příčinou selhání přírubového spoje. Nejčastější chyby jsou v nesprávném mazání spojovacího materiálu a vlastním utahování. Proto jsme vyvinuli speciální technologii ošetřování závitů suchým mazivem POWER®torque LF kote 450. Dokončení na další straně

Komplexní řešení těsnosti přírubových spojů

✘

Provádíme školení montážních pracovníků podle normy EN 1591-4 Kvalifikace odborné způsobilosti personálu k montáži šroubových spojů v tlakových zařízeních v kritických aplikacích Školení je zajištěno ve spolupráci s akreditovaným orgánem. Vlastní školeni i závěrečné testy probíhají v teoretické i praktické rovině. Kontaktujte nás kvůli přihláškám, termínům školení a dalším podrobnostem.

✔

® FLANGE

MANAGEMENT

POKORNÝ, spol. s r. o., Trnkova 115, 628 00 Brno • Tel.: +420 532 196 711 [email protected] • www.tesneni.cz CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

Těsnění.indd 29

29

3.2.2015 11:10:20

ÚDRŽBA

Jedná se o teplem se vytvrzující, suchý, vysoce odolný kluzný film s nejvyššími maznými účinky a dlouhodobě stálými vlastnostmi i při extrémních podmínkách. Prokazatelně zabraňuje „zakusování“ spojovacího materiálu, je vhodný pro pevnostní i nerezové šrouby a svorníky. Navíc při utahování jednotlivých šroubů na přírubě je díky tomuto mazivu minimální rozptyl ve výsledných silách ve šroubech po montáži. Tím přispívá

mazivo k rovnoměrnějšímu utažení těsnění a zvyšuje se tím úspěšnost utěsnění spoje.

piny POWER®torque disponujících několika plně vybavenými montážními vozy.

Mazivo POWER®torque LF kote 450 lze aplikovat i na jiné strojní součástky, obecně tam, kde je pomalý pohyb dvou kovů po sobě, velké zatížení a nemožnost zabezpečit trvalý přísun jiného vhodného maziva.

Po naší realizaci spoje zákazník obdrží „Protokol o utažení“, který by se měl stát součástí složky jakosti přírubového spoje.

Součástí našeho řešení je finální řízené utahování týmem vyškolených techniků sku-

Ing. Libor MAREŠ, Technický ředitel, Ing. Martin TESAŘ, manažer skupiny Flange Management, Pokorný spol. s r. o., www.tesneni.cz

PRŮMYSL

ACHEMA TRENDS: POZICE VÝROBCŮ PRŮMYSLOVÝCH CELKŮ NA GLOBÁLNÍM TRHU Chemický průmysl je v současnosti pro výrobce průmyslových zařízení vzkvétající sektor. Díky nalezištím břidlicového plynu v USA jsou mimo jiné zahlceni novými projekty od evropských a zvláště německých výrobců průmyslových celků. Tyto výzvy však přinášejí problémy, které jsou spojené s rostoucí velikostí projektů, nejen pro EPC dodavatele(Engineering, Procurement and Construction), ale také pro inženýry v chemických společnostech, které nyní hledají nové formy spolupráce. Pokud se něco děje v chemickém průmyslu, je tendence udělat to ve velkém. Chemické společnosti BASF, Bayer a Dow zahájily rozsáhlé projekty po celém světě v lokalitách, jako je Ludwigshafen, Dormagen, Al Jubail nebo Freeport. BASF chce do roku 2020 zvýšit svůj roční obrat ze současné úrovně 74 miliard EUR na 110 miliard EUR. Má-li se stát toto číslo realitou, musí společnost investovat přibližně 4 miliardy EUR ročně do nových provozů a zařízení. U konkurenční Dow je obrázek podobný. USA má několik probíhajících mega projektů. V saudsko-arabské poušti Al Jubail zde Dow společně s ropnou společností Saudi Aramco buduje petrochemický komplex Sadara v hodnotě kolem 10 miliard EUR. V červnu také Dow začal s výstavbou krakovací jednotky ethanu ve Freeportu v Texasu v ceně 1,3 miliardy EUR. Očekává se, že závod bude od roku 2017 vyrábět 1,5 milionu tun plastových a elastomerových výrobků ročně. Za předpokladu, že údaje zveřejněné ACC (American Chemistry Council) jsou pravdivé, celosvětové investice do chemického průmyslu se během následujících osmi let zdvojnásobí a do roku 2018 dosáhnou 487 miliard EUR. Pokud tomu tak je, růst v chemickém průmyslu daleko předčí mezioborový průměr po celém světě. VDMA (uskupení výrobců průmyslových zařízení AGAB) zaznamenal meziroční růst o zhruba 5 % v posledních osmi letech. Tento růst je řízen trendy včetně celosvětového

30

Těsnění.indd 30

populačního růstu, vzestupu střední třídy v rozvíjejících se zemích a silnou poptávkou po surovinách. To je jistě vítanou novinkou, ale zároveň to vytváří celou řadu výzev pro investory a výrobce průmyslových celků. „Množství poptávek ve výrobním sektoru průmyslových celků má tendenci zůstat konstantní, ale struktura poptávek představuje pohybující se cíl podle toho, jak se začíná zvětšovat objem projektů,“ poznamenal prof. Aldo Belloni, technický ředitel firmy Linde. Tento trend tak pro evropské výrobce zařízení často způsobuje problémy. Jejich tradiční silou byly technologické znalosti, ale mají jen omezené kapacity pro realizaci projektů. Personální zdroje pro provádění stavebních prací jsou nedostatkovým zbožím, a kromě toho zde existují finanční rizika spojená s těmito mega projekty. A nejen to, výrobce průmyslových závodů musí být schopen nainstalovat vysoce komplexní high-tech systémy na různých místech po celém světě.

Neblahý vliv jihokorejské a čínské konkurence Výrobci průmyslových celků z Německa prohráli se soupeři z Jižní Koreje a Číny v řadě velkých projektů na Blízkém východě zejména v letech 2008 až 2014. Zhruba dvě třetiny všech EPC projektů na Středním východě jsou nyní realizovány dodavateli z Jižní Koreje. Například Daelim buduje krakovací jednotku na projektu Sadara projektu v ceně 725 milionů EUR. V minulosti byli konkurenti z jihovýchodní Asie ochotni přijmout značné riziko a jejich ceny byly velmi agresivní. Nejnovější obchodní zprávy ukazují, že stanovení cen bylo ve skutečnosti agresivní až příliš. Zisk firmy Daelim klesl v roce 2013 meziročně o 90 %. Samsung Engineering oznámil ztrátu více než 220 milionů EUR. „Jsme svědky méně agresivní cenové politiky a nižší ochoty akceptovat riziko ze strany konkurentů z Jižní Koreje,“ oznámil mluvčí AGAB Helmut Knauthe. Nicméně navzdory

tomu, že poslední vývoj omezil riskování jihokorejských dodavatelů průmyslových celků, přetrvává intenzivní tlak v mezinárodním podnikání EPC. To je způsobeno částečně čínskými dodavateli, kteří vyvíjejí značné úsilí k získání projektů na Blízkém východě. Kromě agresivní cenové politiky a ochoty akceptovat rizika, nabízejí Číňané také atraktivní systémy financování. Výrobci průmyslových závodů ze západních průmyslových států nejsou schopni nabídnout nic srovnatelného. S cílem zvýšit svoji konkurenceschopnost hledají společnosti způsoby, jak zlepšit svou produktivitu. Jednou ze strategií je intenzifikace výroby a produktová standardizace. Studie provedená VDMA a konzultanty Maexpartners naznačuje, že efektivní využívání modularizace v systémovém inženýrství by mohlo snížit náklady v průměru o 15 %. Tento přístup by mohl dokonce snížit neinvestiční náklady a výdaje na záruky až o 23 %. Dobré zkušenosti s tímto systémem řízení má u energetických zařízení německo-korejský dodavatel Doosan-Lentjes. Pomocí referenčních modelů výrobků se společnosti podařilo snížit své vnitřní náklady až o 30 %.

Amerika – „Eldorado“ pro výrobce průmyslových zařízení Jedním z důvodů, proč byli evropští výrobci průmyslových celků v posledních letech úspěšní, je těžba břidlicového plynu v USA. Bohaté zásoby ropy a zemního plynu způsobily na trhu pokles jejich cen a chemické společnosti tak nyní platí mnohem méně za suroviny. Průmysl díky tomu investuje obrovské částky do rozšíření svého výrobního zařízení. Průzkum trhu od firmy HIS odhadnul investice v USA do těžby a využívání netradičních energetických zdrojů břidlicového plynu a živičné břidlice do roku 2025 ve výši 79 miliard EUR. Skutečné číslo by mohlo být dokonce vyšší, než je uvedeno. Během roku 2013 bylo ve Spojených státech oznámeno na 126 chemických


3.2.2015 11:10:20

PRŮMYSL

projektů s celkovým objemem nákladů ve výši 66 miliard dolarů. Do roku 2018 ACC předpovídá, že 10 % globálních investic chemického průmyslu bude proinvestováno ve Spojených státech. Hlavní silou evropských výrobců průmyslových celků a dodavavatelů služeb je schopnost nabídnout špičková řešení. Dělba práce mezi návrháři procesu a týmy pro plánování na straně jedné a inženýrskými firmami, které ve skutečnosti provádějí výstavbu, na straně druhé, je model, který se běžně používá v Americe. Výstavba průmyslových závodů probíhá však podle pravidel nabídky a poptávky. Zákazníci a dodavatelé EPC mohou očekávat, že se náklady budou zvyšovat. Stavební firmy již hlásí nárůst investičních výdajů, zejména v oblasti Perského zálivu, v Texasu a v Louisianě. Společnost Shell se v prosinci 2013 například, vzhledem k očekávanému zvýšení nákladů z 10 na téměř 16 miliard EUR, rozhodla zrušit plány na výstavbu zkapalňování plynu v Louisianě.

Technici hledají nejlepší model realizace projektu Za současných okolností musejí inženýrské týmy chemických společností najít správnou rovnováhu mezi interními zdroji a službami třetích stran a musejí se rozhodnout, jak rozdělit role a zodpovědnosti. Vzhledem k aktuálnímu nedostatku stavebních zdrojů v Severní Americe, si jen málo dodavatelů může dovolit zavázat se k paušální ceně dlouho před dokončením projektu. Dokonce i investoři, kteří disponují vlastními inženýrskými kapacitami, nemají k realizaci projektů zcela ve vlastní režii požadované lidské zdroje. Tradiční přístup používaný v interních inženýrských týmech je model EPCM (Engineering Procurement Construction Management). Oproti EPC

smlouvám, kde klient předává kompletní inženýrskou a dodavatelskou činnost a stavební zodpovědnost na výrobce průmyslových celků, zákazníci používající EPCM model si ponechávají plnou odpovědnost za projekt a kontrolu projektu. Oba modely, EPCM a EPC, používají inženýrské týmy např. v BASF. Kromě toho společnosti také zavádějí technické partnerství, kde dodavatel průmyslových celků přebírá zodpovědnost za projekt za předem definovaných podmínek bez nabídkového řízení. Inženýrské organizace jsou vybrány předem podle žádosti o nabídky, které nesouvisí s určitým procesem. „Jedna věc je jasná. Během fáze projektování využíváme vlastní zaměstnance, abychom v maximální možné míře získali možnost ovlivnit použití finančních prostředků“, vysvětlil Wolfgang Gerhardt, Senior Viceprezident v BASF. Který model je pro spuštění projektu vybrán, závisí na řadě faktorů. Pro BASF projekty, které jsou založeny především na vlastní technologii, a kde se mají nová zařízení integrovat do existujících sítí a zařízení vlastníka, má ECPM model přednost. Jsou-li zařízení a vybavení podobná a jsou-li postavena vícekrát na cizích technologiích, používá se standardní EPC model. Když je rozhodujícím faktorem čas, přeskakují inženýři investora fázi nabídky a zahajují práce s inženýrskými organizacemi, které byly dříve vybrány ve výběrových řízeních. Dalším faktorem je velikost projektu. EPC a inženýrské partnerství jsou životaschopnou možností pro velké projekty. Pro malé až středně velké projekty pod 100 milionů EUR je EPCM jediná volba, protože tyto projekty jsou finančně nízké a nejsou na seznamu priorit u velkých dodavatelů EPC. Existuje však rozhodně poptávka na globálním trhu po EPC partnerech, kteří jsou ochotni přijmout celkovou zodpovědnost,

a to je faktor, který ovlivňuje zejména střední firmy. „Zejména v oblastech jako je Afrika, zákazníci chtějí EPC,“ oznámil Reinhold Festge, prezident německé inženýrské federace (VDMA). Festge podporuje spolupráci mezi německými a evropskými výrobci průmyslových celků při poskytování „EPC schopnosti“. Iniciativa „Excelence United„ sdružuje pět výrobců speciálních farmaceutických strojních zařízení. Toto sdružení je schopno dodat svá zařízení kdekoli po celém světě, což ukazuje možnou novou strategii v praxi. V jednom ohledu mají střední dodavatelé systémů výhodu oproti tradičním dodavatelům EPC. Mnozí již mají vytvořeny místní servisní organizace v cílových trzích (Asie, Afrika, Jižní Amerika a Rusko). Výrobce průmyslových celků, jako je Outotec, který dodává systémy pro hutní průmysl, věří, že vytvoření místní servisní organizace je účinná strategie pro uchycení se na nových trzích a kompenzuje výkyvy na trhu projektů, který je citlivý na účinky hospodářských cyklů.

Závěr Střednědobý výhled pro výrobce průmyslových zařízení, poskytujících produkty a služby chemickému průmyslu je více než pozitivní. Avšak trhy a struktura projektů se mění. Tváří v tvář zvýšené konkurenci z Asie je těžké získat velké projekty. Navíc měnící se podmínky na trhu budou mít vliv na roli rozdělení mezi vlastníky inženýrských týmů a realizačními týmy při výstavbě výrobních průmyslových celků. S výše uvedenými dodavateli průmyslových celků, strojních zařízení a chemických technologií se můžete seznámit na letošním veletrhu ACHEMA 2015, který se uskuteční ve dnech 15.–19. června ve Frankfurtu. Zdroj: www.achema.de, překlad P. ANTOŠ, CHEMAGAZÍN

SPOTŘEBA ENERGIE 2040: OČEKÁVÁ SE, ŽE ROPA ZŮSTANE ENERGETICKÝM ZDROJEM ČÍSLO 1 26.1.2015, Process Worldwide – Podle zprávy vydané společností Exxon Mobil „The Outlook for Energy: A View to 2040“ (http:// corporate.exxonmobil.com/en/energy/energy-outlook) přispěje globální růst střední třídy, posilování rozvíjejících se ekonomik a další 2 miliardy lidí na světě ke zvýšení poptávky po energii do roku 2040 o 35 %. Výrobní projekty celosvětových společností založené na „uhlíkové bázi“ budou okolo roku 2040 i nadále tvořit asi tři čtvrtiny světových energetických potřeb, což je v souladu se všemi věrohodnými výhledy, včetně těch, které vydává Mezinárodní energetická agentura. Predikce předpovídá v příštích desetiletích posun směrem k palivům

s nižším obsahem uhlíku, což v kombinaci s růstem efektivnosti povede k postupnému poklesu emisí oxidu uhličitého spojených se spotřebou energie.

Vítr, slunce a biopaliva jako vycházející hvězdy Předpokládá se, že větrné a sluneční elektrárny a biopaliva budou nejrychleji rostoucí zdroje energie, do roku 2040 bude jejich průměrné roční zvýšení o 6 %, a na konci tohoto období se budou uspokojovat cca 4 % celosvětové poptávky po energiích. Všechny druhy obnovitelných zdrojů budou tvořit asi 15 % veškerých energetických zdrojů. Jedním z nejrychleji rostoucích


Těsnění.indd 31

zdrojů energie je jaderná energie a očekává se, že v období mezi lety 2010-2040 téměř zdvojnásobí svůj růst. Především v asijsko-pacifickém regionu, v čele s Čínou dojde k růstu cca o 75 %. „Předložená zpráva poskytuje důležitý pohled na faktory, které budou motorem světové poptávky po energiích v příštích desetiletích,“ řekl Rex W. Tillerson, předseda představenstva a generální ředitel Exxon Mobil Corp. „Pomáháme jednotlivcům, podnikům a vládám, aby lépe pochopili principy, které formují budoucí zdroje energií a poptávky po ní na celém světě, což je zásadní pro podporu investic a tvorbu účinné energetické politiky.“ »»www.process-worldwide.com

31

3.2.2015 11:10:20

VÝUKA CHEMIE

PERSPEKTIVY PROJEKTOVÉHO VYUČOVÁNÍ V PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTECH RUSEK M. Univerzita Karlova v Praze, Pedagogická fakulta, katedra chemie a didaktiky chemie, [email protected] V tomto příspěvku jsou shrnuty nejvýznamnější výstupy z dvanáctého ročníku mezinárodní studentské konference Projektové vyučování v přírodovědných předmětech. Autor na základě prezentovaných referátů a reakcí na ně diskutuje otázky spojené s projektovou metodou. Projektové vyučování, někdy též projektová metoda [1], bylo zařazeno přímo do rámcových vzdělávacích programů pro základní vzdělávání (RVP ZV), čímž došlo k znovuzavedení této metody do života školy. Jak se ale ukazuje, ani zkušenosti odborníků, kteří se na začátku 20. století zasadili o rozvoj této metody (J. Dewey, T. H. Kilpatrick), ani desetiletá školní praxe nestačí k tomu, aby školní akce vydávané za projekty skutečně splňovaly požadavky na projektové vyučování (PV). Autor tohoto textu spatřuje dvě východiska z této situace: (1) nadále poskytovat učitelům konkrétní náměty na PV, (2) zapojit projektovou metodu do přípravy učitelů. V prvním případě nejde o novou myšlenku. Mimo snahy akademiků – didaktiků [2–5], existují i občanská sdružení nabízející školám metodickou pomoc při tvorbě projektů. V přípravě učitelů (ad 2) však nejde jen o jejich seznámení s touto metodou a získání zkušenosti s přípravou a realizací projektu. Projektová metoda bývá využívána i jako běžná vyučovací metoda a s výhodou nahrazuje klasické metody vysokoškolské přednášky (výkladu) a semináře (cvičení) [6, 7]. Pozornost je aktuálně věnována i výsledkům zapojení projektové metody do běžných laboratorních kurzů [8, 9] často kritizovaných za jejich neefektivitu [10].

Mezinárodní studentská konference Projektové vyučování v přírodovědných předmětech Konference Projektové vyučování v přírodovědných předmětech je pořádaná každoročně na Pedagogické fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Právě studentská konference stojí na přelomu obou výše uvedených bodů. Čtenáři CHEMAGAZÍNu byli o této konferenci informování již loni [11], a i v dalších odborných časopisech byla této konferenci věnována pozornost [12, 13]. Dvanáctého ročníku konference pořádané 6. a 7. listopadu 2014 se účastnil rekordní počet účastníků. Do programu bylo zařazeno celkem 23 příspěvků zaměřených na různá témata. S plenárními přednáškami vystoupili prof. PhDr. Martin Bílek, Ph.D., z Univerzity Hradec Králové a prof. Dr. Martin Lindner z Univerzity Martina Luthera v Halle (Německo). Následovaly referáty studentů doktorského i magisterského studia. Za zmínku stojí také již stálá účast zvaných učitelů z praxe, kteří svými podněty přispívali do diskuse. Výstupy z dvanáctého ročníku jsou tedy obsahově bohaté. Jako již tradičně byla pozornost zaměřena na hranici mezi projektovým a badatelsky orientovaným vyučováním. Jak zaznělo v příspěvku prof. Bílka a implicitně se objevilo i v několika studentských referátech i diskusi po nich, iniciovat dobrý projekt je velice nesnadný úkol. Je-li míra přičinění učitele nadměrná, stává se, že jde o projekt učitele, nikoli žáků. Žáci pak pouze plní více či méně kreativní úkoly a metoda tak pozbývá na projektovosti [viz 3]. Byla tak vymezena jistá hranice mezi badatelsky pojatými aktivitami na straně jedné a vše od výběru tématu, metod realizace a výstupu zahrnujícím PV na druhé. Čtvrtá, nejvolnější úroveň badatelsky orientovaného vyučování – tzv. otevřené bádání – je tak nejpodobnější aktivitám v rámci PV, svým výstupem je ale stále příliš úzce zaměřená. V souvislosti s výše diskutovanou problematikou byl do diskursu zaveden také pojem STEM (Science-technology-engineering-

32

Rusek.indd 32

-mathematics) coby koncept integrující uvedené disciplíny. Právě výuka orientovaná na STEM svým integračním přístupem splňuje některé prvky projektového vyučování. Opět však záleží na aktivitě žáků. Myšlenku propojení STEM a PV přinesli na konferenci účastníci z Německa. Velmi důležitým výstupem dvanáctého ročníku konference byla také otázka hodnocení projektů. V této oblasti jsou klíčovými především hodnocení žáků a hodnocení přínosu projektu. Nutnost klasifikace žáků je zřejmá. Mezi studentskými návrhy šlo většinou o střednědobé projekty využívající vyučovací hodiny všech přírodovědných předmětů. Při dvouhodinové dotaci týdně není možné, aby z projektu žáci nedostali žádnou známku. Tím dochází k zeslabování projektovosti, protože žáci mohou pracovat pouze na základě vnější motivace. Dalším aspektem hodnocení projektu je konečný produkt. Častým problémem školních projektů je, že vše končí závěrečnou studentskou konferencí nebo vystavením produktů projektu (nejčastěji posterů). Efektivitu projektu je však zapotřebí nahlížet i z jiné strany. Autor textu na základě konferenční diskuse jako faktory efektivity projektu spatřuje nejen zapamatování si učiva a upevnění mezipředmětových vazeb prostřednictvím jednotlivých poznatků, ale i rozvoj klíčových kompetencí spojených s vlastním řešením problému projektu, tj. samoučením. Ve studentských návrzích projektů většinou nechybí evaluační část jako jedna z klíčových součástí projektu [5]. Jedná se však spíše o zpětnou vazbu od žáků vztahující se k organizaci a jejich motivaci. V některých případech jde o hodnocení nabytých znalostí. Němečtí účastníci se již na konferenci v roce 2013 zabývali přínosem projektu skrze zapamatování učiva žáky. I v ročníku 2014 byla tato problematika zmíněna. Pozornost byla věnována déledobému uchování informací žáky. Tento rozměr většinou projektům představovaným na konferenci chybí. Je tomu hlavně z toho důvodu, že návrhy projektů vznikají v rámci vysokoškolských předmětů, autoři projekty v ideálním případě prakticky ověří, přednesou na konferenci a publikují ve sborníku. Nejsou nijak nuceni zkoumat dopad jejich projektu po půl roce a důležité informace o efektivitě projektu tak unikají. Výsledky německých účastníků jsou však pozitivní. Ve třech přednesených příspěvcích doložili, že množství zapamatovaných poznatků po delším časovém intervalu (řád měsíců) je vyšší v případě využití projektové metody. To může souviset s Thomasem [14] zjištěnou popularitou PV. Problematičtější je pak měření rozvoje kompetencí popř. upevnění mezipředmětových poznatků [15], což jsou ve srovnání s učivem jako takovým důležitější výstupy PV. Doposud neexistuje dostatečný nástroj k hodnocení těchto komplexnějších výstupů vzdělávání – tradiční psané nebo tištěné testy to neumožňují [16]. Zde se jako hlavní nástroj uplatňuje učitelovo pozorování. Proto je zapotřebí, aby součástí návrhu projektu bylo už v úvodu jasně deklarované hodnocení.

Závěr Výstupem z 12. ročníku konference je sborník. Jeho elektronická verze bude zveřejněna na webových stránkách konference v průběhu ledna 2015 (http://userweb.pedf.cuni.cz/wp/pvch/). CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

3.2.2015 11:11:11

VÝUKA CHEMIE

Mezinárodní studentská konference Projektové vyučování v přírodovědných předmětech má do svého dalšího ročníku ambiciózní úkol. Mimo další studenty zpracované náměty projektů jsou zde nezodpovězené otázky: • rozlišení, co je a co není možno považovat za projekt [4], • iniciace projektů, postupného zavádění projektových prvků do výuky tak, aby žáci byli schopni při projektové výuce efektivně fungovat [viz 14], • hodnocení efektivity projektů a to nejen jako déle uchovaných poznatků, ale i mírou rozvoje klíčových kompetencí. Další, třináctý, ročník konference je plánován na konec října 2015. Autor tohoto textu již nyní jménem organizačního týmu konference zve všechny zájemce z řad didaktiků přírodovědných předmětů a matematiky, studenty doktorského i magisterského studia a samozřejmě také učitele přírodovědných předmětů (a matematiky) k aktivní či pasivní účasti.

2014. 36(1): p. 70–81. [8] de los Santos, D.M., et al., Sol-Gel Application for Consolidating Stone: An Example of Project-Based Learning in a Physical Chemistry Lab. Journal of Chemical Education, 2014. 91(9): p. 1481–1485. [9] Ming-Der, J., Improvement of Nanotechnology Activity Learning: A Project-Based Lab Approach. 2014 International Conference on Advanced Education and Management (Icaem), 2014: p. 325–334. [10] van den Berg, E., The PCK of Laboratory Teaching: Turning Manipulation of Equipment into Manipulation of Ideas. Scientia in educatione, 2013. 4(2): p. 74–92. [11] Rusek, M., Projektové vyučování v přírodovědných předmětech: projekt hodný pozornosti. Chemagazín, 2014. XXIV(1): p. 28–29.

Literatura

[12] Rusek, M. a P. Beneš, 10. ročník mezinárodní studentské konference k projektovému vyučování v chemii na Univerzitě Karlově v Praze, Pedagogické fakultě. Aula, 2012. 20(2): p. 154.

[1] Kilpatrick, T.H., The Project Method. Teacher College Record, 1918. 19: p. 319–334.

[13] Rusek, M., Projektové vyučování v chemii a souvisejících oborech. Biologie, chemie, zeměpis, 2013. 22(1): p. 24–25.

[2] Beneš, P., Školní projekty jako kreativní forma výuky přírodovědných předmětů na základní a střední škole. Pedagogika, 2003. 53.

[14] Thomas, J.W., A review of resaerch on project-based learning executive summary, 2000. p. 45.

[3] Rusek, M. a N. Becker. “Projectivity” of Projects and Ways of its Achievement. in Projektové vyučování v chemii a souvisejících oborech. 2011. Praha: UK PedF.

[15] Barth, M., Assessment of Key Competencies – A COnceptual Framewrok, in World in Transition – Sustainability Prospectives for Higher Education, M. Adomßent, M. Barth, and A. Beringer, Editors. 2009, VAS Verlag: Frankfurt. p. 93–100.

[4] Rusek, M. a Z. Dlabola, What is and what is not a project?, in Projektové vyučování v chemii a souvisejících oborech, M. Rusek and V. Köhlerová, Editors. 2013, UK PedF: Praha. p. 14–19. [5] Švecová, M., Teorie a praxe zařazení školních projektů ve výuce přírodopisu, biologie a ekologie. 2001, Praha: Karolinum. [6] Garmendia, M., et al., Faculty development project for Science, Mathematics and Technology teachers on Problem and Project Based Learning methodologies. Ensenanza De Las Ciencias, 2014. 32(2): p. 113–129. [7] Gearity, B., G. Hudson, a M. Murray, Using Project-Based Learning to Promote College Student Understanding of Strength and Conditioning Coaching. Strength and Conditioning Journal,

TÉMĚŘ TŘI STOVKY MLADÝCH CHEMIKŮ BOJOVALY O POSTUP DO FINÁLE Pardubice, 26.1.2015 – Druhé kolo soutěže Hledáme nejlepšího mladého chemika je minulostí. 270 žáků devátých tříd z pěti krajů republiky změřilo své síly v testu teoretických znalostí. Třicet čtyři nejlepších postoupilo do regionálního finále. Osmý ročník soutěže, kterou pořádá Střední průmyslová škola chemická v Pardubicích, zaznamenal rekordní účast. V prvním kole soutěžilo více než 3 000 žáků, a tak druhé kolo muselo proběhnout ve třech termínech (10.-12. 12. 2014) na třech místech. „Nejprve jsme přivítali talentované chemiky v prostorách SPŠCH Pardubice, kam se sjeli soutěžící z Pardubického, Královéhradeckého a Středočeského kraje. Následovalo testování žáků z kraje Libereckého, a to v učebnách ZŠ Jana Harracha v Jilemnici. Nakonec jsme zamířili do ZŠ Wolkerova v Havlíčkově Brodě, kde nás očekávali soutěžící z Kraje Vysočina,“ přibližuje ředitel SPŠCH Pardubice Jan Ptáček.

Abstract PERSPECTIVES OF PROJECT-BASED EDUCATION IN SCIENTIFIC SCHOOL SUBJECTS Summary: The paper is focused on the outcomes of the twelfth year of the International Students Conference Project-based Education in Science Education held at the Faculty of Education, Charles University in Prague. The main outcomes such as the relation between the project-based education and inquiry-based education, the evaluation of a project and projectivity of projects are discussed. Key words: Project-based education, student conference, science education

Zkouška teoretických znalostí trvala sedmdesát minut. Letošní zadání bylo velmi hravé a vyžadovalo značnou dávku důvtipu. „Překvapilo mě, jak netradičně byly testy pojaté: skládaly se z křížovek, osmisměrek, kvízů nebo doplňovaček, takže jsme často luštili tajenky. Přišlo mi to velmi zábavné. Netroufám si ale odhadnout, jak se umístím,“ říká Daniel Adámek ze ZŠ Gutha-Jarkovského v Kostelci nad Orlicí. O vyrovnanosti klání mladých chemiků svědčí vyšší počet postupujících do finále. Původně jich mělo být jen třicet, ovšem poslední postupové místo obsadilo hned pět soutěžících se stejným bodovým ziskem. „Rozhodli jsme se proto rozšířit počet finalistů na třicet čtyři. Konkurence byla obrovská a zmíněných pět žáků předvedlo velmi nadstandardní výkon,“ objasňuje Alena Volejníková ze SPŠCH, odborná garantka soutěže. Regionální finále Mladého chemika se uskuteční 22. ledna 2015 v laboratořích SPŠCH Pardubice a prověří praktické dovednosti soutěžících. Nejméně tři nejlepší pak postoupí do finále celostátního, které 11. 6. 2015 pořádá Fakulta chemicko-technologická Univerzity Pardubice pod patronátem Svazu chemického průmyslu ČR.


Rusek.indd 33

[16] Hopkins, R., Assessing Key Competencies: Why Would We? How Could We?, 2007, Learning Media Ltd.: Wellington.

Souběžně s druhým kolem soutěže proběhly na pardubické průmyslovce také projekty Jak chutná chemie a Chemie ve službách krásy a zákona. První se orientoval na chemické pochody probíhající při přípravách pokrmů, druhý nastínil využití chemie v tvorbě vizáže a představil základy forenzních věd. „Žáci pronikli do tajů makromolekulární gastronomie, ochutnali speciálně upravenou zmrzlinu a namíchali si vlastní koktejly. V druhém bloku pak snímali otisky prstů fiktivním zločincům a na vlastní kůži si vyzkoušeli nové trendy v kosmetice a úpravě vizáže. Bylo znát, že zvolená témata je moc baví,“ vysvětluje Gabriela Čebišová z agentury Czech marketing, která soutěž i projekty organizačně zajišťovala. Zkrátka ale v Pardubicích nepřišli ani učitelé. Lektoři SPŠCH si pro ně připravili pět vzdělávacích seminářů, které pokryly široké pole témat – od organické a anorganické chemie přes ochranu životního prostředí, bezpečnost obyvatelstva až po kurz fyzikálních a chemických pokusů. »»www.mladychemik.cz

33

3.2.2015 11:11:11

EKONOMIKA A MANAGEMENT

EKONOMIKA A ŘÍZENÍ PODNIKŮ V CHEMICKÉM PRŮMYSLU (23) – VERTIKÁLNÍ/HORIZONTÁLNÍ INTEGRACE V CHEMICKÉM PRŮMYSLU SOUČEK I.1, ŠPAČEK M.2, HYRŠLOVÁ J.3 1 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze (VŠCHT), Praha, [email protected] 2 Vysoká škola ekonomická v Praze (VŠE), Praha, [email protected] 3 Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera (DFJP), Pardubice, [email protected] Forma a hloubka integrace je v chemickém průmyslu široce diskutována zejména s ohledem na citlivost různých oborů podnikání a výrob na ziskovost a cykličnost vývoje poptávky a marží. Vertikální integrace podnikání v zásadě umožňuje kompenzovat dopad různých cyklů ziskovosti, resp. nákladovosti, surovin a finálních produktů, přičemž je usnadněn přístup k surovinám pro výrobu nejvíce žádaných produktů. Vertikální integrace může kombinovat integraci předřazených produkčních a dodavatelských odvětví, či navazujících zpracovatelských odvětví. Horizontální integrace v zásadě umožňuje vzájemně kompenzovat rozdílný vývoj poptávky vyráběných produktů a tím udržovat dostatečnou ziskovost podniku. Aspekty různých forem integrace jsou ilustrovány na vzájemných vazbách mezi podniky rafinérského a petrochemického odvětví. Obecně lze konstatovat, že jak vertikální, tak i horizontální integrace představují významný prvek tvorby hodnoty pro vlastníky, neboť oba typy integrací zajišťují, že vytvořená hodnota zůstává „uvnitř systému“ a není exploatovaná externími subjekty.

1. Cíl a použité metody Cílem článku je poskytnout některé možné teoretické přístupy a motivy k vysvětlení prohlubování vertikální i horizontální integrace v chemickém průmyslu na příkladu českých vybraných průmyslových skupin. Smysl integrace, kdy se v podstatě jedná o nalezení nejvhodnějšího institucionálního uspořádání, vedoucího k organizaci transakcí mezi jednotlivými ekonomickými subjekty, lze dokumentovat vazbami mezi rafinérským průmyslem a těžbou ropy na jedné straně a navazujícím petrochemickým průmyslem na straně druhé. Teoretické přístupy zmiňují různé typy integrace: horizontální, vertikální, konglomerátní, komplexní [14]. Horizontální integrace nezůstává opomíjena při pohledu na šíři výrobního portfolia prakticky všech chemických podniků, vždyť i specializované podniky chemického průmyslu produkují unikátní produkty speciální chemie větší šíře. Vedle toho vertikálně orientované podniky inklinují k portfoliu produktů navazujících na využití jedné suroviny. Konglomerátně organizované podniky pak zahrnují komplexně jak vertikální, tak i horizontální aspekty [22]. Tyto typy jsou pak dokumentovány v praktické části článku. Článek vychází z publikovaných odborných zdrojů a z analýzy vývoje vybraných společností v posledních 25 letech.

2. Teoretická východiska Pro integraci existuje velké množství možných přístupů a motivů. Podniky k tomu vede to, že dosáhnou snížení nákladů využitím úspor z rozsahu, optimalizují zdanění nebo vytvářejí, resp. zvětšují, svoji tržní sílu, případně eliminují tržní sílu konkurenčního podniku. Termín horizontální integrace označuje v ekonomii takový typ koncentrace, při které dojde ke spojení podniků zabezpečujících buď stejné produkty nebo služby, nebo produkty a služby, které si konkurují [1]; k tomuto spojení může dojít například fúzí či akvizicí. Míru toho, nakolik je trh horizontálně integrován, čili jeho koncentraci, lze měřit např. Herfindahl-Hirschmanovým indexem (HHI), který sčítá druhé mocniny podílů na trhu všech podniků v daném odvětví

kde Si představuje tržní podíl i-tého podniku. Index nabývá hodnot v rozmezí <0;1>. Pokud se index blíží 0, je trh diverzifikovaný a neexistuje dominantní podnik, zatímco pokud se index blíží 1, je trh monopolizován jedním subjektem. V případě, že by byly všechny podniky na stejné úrovni daného trhu horizontálně integrované, dochází k absolutní dominanci na trhu.

34

Chemanagement23.indd 34

Rizikové fúze, které by mohly ohrozit hospodářskou soutěž, jsou předmětem zájmu antimonopolních orgánů. Horizontální integrace tedy označuje koncentraci na jedné úrovni podnikání. Vymezuje se tak vůči integraci vertikální, která spočívá v soustřeďování podniků z odlišných úrovní daného průmyslu [13]. Vertikální integrace je kombinací technologicky odlišné výroby, distribuce, odbytu nebo dalších ekonomických procesů v rámci podniku. Horizontálně integrovaný podnik zabezpečuje stejné nebo konkurující si produkty nebo služby. Vertikálně integrovaný je jeden podnik, který sdruží potenciálního nebo skutečného dodavatele produktů nebo služeb, podnik se rozšiřuje směrem ke zdrojům (integrace vzad) nebo ke spotřebiteli (integrace vpřed). Konglomerátní integrace není ani horizontální, ani vertikální; např. výrobce potravin se spojí s výrobcem elektroniky a rozšíří tak pouze rozsah svého podnikání s potenciálními motivy úspor a podnikáním v jiném průmyslovém odvětví [1]. Motivem horizontální integrace jsou úspory z rozsahu výroby, motivem vertikální integrace jsou získání kontroly a úspory z vertikální integrace [3]. Konglomerátní integrace umožňuje rozdělení rizika (princip portfolia) [6, 7, 17]. Určitou formou integrovaného podniku jsou i strategické aliance [28]. Podle autorů se strategickou aliancí rozumí forma kooperace, která pomáhá zajišťovat společnou kooperativní podnikatelskou činnost; tvoří ji obvykle dvě či více navzájem nezávislých a samostatných organizačních jednotek (strategičtí partneři). Na základě společně stanovených strategických cílů a návazných taktických cílů potom plní strategická aliance úlohu relativně autonomní podnikatelské jednotky. Posláním této jednotky je aktivizovat synergické efekty vyplývající ze strategického spojenectví a dosahovat tak efektu, který převyšuje prostý součet efektivit individuálních jednotek [28]. Strategické aliance jsou tak jednou z forem strategického partnerství, postaveného na vazbovém efektu spolupráce dvou či více podnikatelských partnerů. Strategické aliance se tak stávají jedním z prostředků vytvoření konkurenční výhody. Podněty k zakládání strategických spojenectví vyvěrají ponejvíce z nemožnosti podniku zajistit předmětnou aktivitu (distribuci, vývoj, výrobu apod.) na požadované úrovni a kvalitě vlastními prostředky a zdroji. V této situaci hledá společnost protějšek vybavený komplementárními kompetencemi, které jsou schopny integrovat soubor činností do unifikovaného a funkčního celku. K výhodám aliančního spojenectví zejména patří lepší efektivnost využívání sdružených zdrojů (náklady, pracovníci, technologie), možnost sdílení know-how pro výrobu stále složitějších produktů, sdílení trhů či rozložení podnikatelského rizika na více subjektů [9, 21]. S integračními tendencemi souvisí i příprava podnikových strategií [2], kdy se jednou z dílčích strategií stává diverzifikační strategie, kterou lze členit na: CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

3.2.2015 11:12:39


• příbuznou/soustředěnou diverzifikaci (přidávání nových produktů a služeb, které se vztahují k dosavadní hlavní činnosti podniku),

3. Praktické aplikace průmyslové a zemědělské integrace

• nepříbuznou diverzifikaci (přidávání nových produktů a služeb, které se nevztahují k dosavadní hlavní činnosti podniku),

Integrační tendence lze dokumentovat na příkladu rafinérského a petrochemického průmyslu, kdy se teoretické pohledy kloubí s technologickými prvky, které jsou v posledních letech tak významné, že zásadně ovlivňují nejenom konkurenceschopnost, ale i životaschopnost odvětví. Na jedné straně se rafinérský průmysl potýká s obtížemi vyvolanými globální finanční krizí v letech 2008–2009, kdy vývoj evropského rafinérského průmyslu ovlivňují především stagnace rozvoje dopravy, pokles spotřeby motorových paliv, zavádění alternativních paliv, fragmentace trhu, regulace a zpřísňování environmentální legislativy a globální konkurence. Na druhé straně se evropský rafinérský průmysl v porovnání s globálním benchmarkem vyznačuje některými nevýhodami, mezi které je třeba řadit fyzicky i morálně zastaralé výrobní technologie, nižší instalované výrobní kapacity a s tím související vyšší výrobní náklady [19, 24].

• horizontální diverzifikaci (přidání nových produktů a služeb, které se k dosavadní činnosti podniku nevztahují, jsou však zamýšleny pro prodej stávajícím zákazníkům tohoto podniku). K hodnocení integračního potenciálu lze využít i koncept pěti konkurenčních sil [17] působících na odvětví jako celek. Těmito silami, někdy označovanými jako strukturální síly [23], jsou konkurence uvnitř odvětví, hrozba vstupu nových konkurentů do odvětví, hrozby substitutů a vyjednávací síla dodavatelů a odběratelů. Úhrnná síla působení těchto pěti sil určuje podle Portera [17] ziskový potenciál odvětví. Takto lze hodnotit hloubku integrace podniku a jeho stabilitu. Integračním aspektem lze charakterizovat i sílu společnosti v rámci hodnocení SWOT – viz obr. 1. Obr. 1 – Prvky SWOT analýzy – Zdroj: [8]

Mezi strategické přínosy integrace lze zařadit úspory z této integrace plynoucí. Jde o úspory z rozsahu (dochází k úsporám zejména v oblasti nákupu, výroby, distribuce, managementu, marketingu apod.). S integrací mohou být spojeny také úspory související s finančními zdroji (spojením společností do většího celku může dojít k finanční stabilitě, zlepšuje se přístup podniku k cizím zdrojům, může dojít ke snížení nákladů kapitálu apod.) [5]. Integrací lze dosáhnout strategické přínosy v oblasti zvýšení tržního podílu, získání přístupu na nové trhy, posílení vyjednávací síly, podniky jsou schopny zajistit komplexnější dodávky a služby. Současně se ztěžuje vstup nových podniků do daných oborů podnikání. Integrace umožňuje sdílení znalostí, zlepšení podnikových procesů a může být významně podpořen inovační proces. Obecně lze mezi přínosy integrace zařadit i zefektivnění způsobu řízení podniku, propojení podnikových procesů a lepší organizaci práce. Integrace je však spojena také se strategickými náklady; může se jednat např. o náklady související s vyšší kapitálovou náročností integrovaného celku apod. V některých případech je proto zvažována tzv. zúžená integrace; jde o částečnou integraci (vpřed nebo vzad), kdy podnik zajišťuje zbytek svých potřeb na otevřeném trhu. V praxi některých průmyslových oborů je obvyklá i tzv. kvaziintegrace; jde o vztahy mezi vertikálně příbuznými podniky. Může se jednat o menšinové investice do akcií a podílů, poskytování úvěrů nebo ručení za úvěry, exkluzivní smlouvy, podniky mohou sdílet logistická zařízení, spolupracovat v rámci výzkumných a vývojových aktivit, realizovat společné investiční projekty apod. Obecně lze shrnout, že motivem integrace je zvýšení efektivnosti prostřednictvím zkvalitnění řídicích procesů, realizace provozních a finančních synergií či zvýšení tržní síly integrovaného subjektu [7]. CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)


Jedna z možností zefektivnění rafinérského průmyslu je integrace podnikatelských aktivit směrem k zabezpečení vlastních surovin pro navazující zpracování ropy a výrobu zejména motorových paliv a surovin pro petrochemii. Na místě je i integrace směrem k distribuci motorových paliv a rozvoji maloobchodní sítě čerpacích stanic. Jedná se o typické příklady vertikální integrace. Nezanedbatelným specifikem posledních let je také integrace s plynárenstvím, což umožňuje využít rafinérské produkty místo výroby energií a vodíku pro hodnotnější produkty, jako jsou motorová paliva a petrochemické produkty [18, 24]. Integrace s petrochemickým odvětvím je další příležitostí pro efektivní existenci celého odvětví. Specifikem petrochemického odvětví je jeho vysoká cyklicita, která ovlivňuje výši dosahovaného zisku. Výše marže (a její rozptyl) a doba trvání amplitudy cyklu (obvykle 4–7 let) přednostně závisejí na disproporci nabídky a poptávky petrochemických komodit a případné disharmonii vertikálně integrovaných podniků zajišťujících výrobu jak primárních petrochemických surovin (primární benzín, ethan, přírodní plyn, uhlí, v poslední době i břidlicový plyn nebo biosložky), tak i základních petrochemikálií a polotovarů (olefiny, aromáty) a poté finálních produktů (polymery, elastomery, povrchově aktivní látky, hnojiva aj.). Jedna z možností snížení rozptylu amplitud ziskovosti v petrochemickém průmyslu je integrace podnikatelských aktivit souvisejících se zabezpečením výroby petrochemických a rafinérských produktů. Jedná se o kombinaci horizontální a vertikální integrace dvou navazujících odvětví. Motivy pro takovou integraci jsou mimo jiné: • spolehlivost a bezpečnost dodávek surovin při nižších dopravních nákladech, • efektivnější možnost zpracování a přepracování uhlovodíkových toků původem z rafinérie i z petrochemie, • lepší využití zemního plynu a ostatních topných plynů vznikajích z rafinérského a petrochemického zpracování, • snížení jednotkových nákladů finálních produktů (zejména fixních nákladů), • vyšší flexibilita skladování a dopravy produktů a polotovarů, • efektivnější využití polotovarů pro produkty s vyšší přidanou hodnotou, • energetické úspory v případě přímo integrovaných navazujících rafinérských a petrochemických výrob, • snížení potřeb zásob a tím nejenom optimalizace pracovního kapitálu, ale i snížení investiční náročnosti na vybudování skladů, • snížení rozsahu sdíleného systému zajištění energií (nižší variabilní náklady), • optimalizace dodavatelských řetězců umožňující rychlejší dodávky produktů na trh a jejich distribuci, • centralizace podpůrných služeb (rozvoj, investice, údržba, laboratoře, bezpečnost, finance, personalistika – nižší fixní i variabilní náklady). Dokonení na další straně

35

3.2.2015 11:12:39


Existuje mnoho příkladů potvrzujících tendence k hlubší integraci rafinérského a petrochemického průmyslu. Například společnost Eni vidí svou budoucnost ve čtyřech základních aktivitách: součinnosti rafinérského a petrochemického odvětví, zvýšení flexibility výrob, dosažení technologické přednosti a zvýšení účinnosti a efektivnosti výrob [10]. Zástupce společnosti OMV říká, že společnost se bude nadále zajímat pouze o ty rafinérské kapacity, které jsou integrovány s petrochemií [26]. Společnost Shell si je vědoma toho, že nejvyšší integrační hodnota přichází ze zajištění výroby produktů s nejvyšší hodnotou bez ohledu na to, zda pochází z petrochemické nebo rafinérské výroby; druhotné suroviny a polotovary z rafinérských výrob mohou mít vyšší hodnotu při jejich chemickém zpracování a naopak, polotovary z chemických jednotek mohou být efektivněji zpracovány v rafinérii nebo při mísení motorových paliv [11]. Vývoj srbského petrochemického průmyslu bez integrace s rafinérským odvětvím nemá perspektivu [15].

rafinérských produktů a petrochemie. Vedle toho je třeba zmínit časově omezené integrační úsilí holdingu Chemapol, a.s. (později AliaChem, a.s.), který se v závěru milénia snažil integrovat vybrané subjekty českého chemického průmyslu (Spolana Neratovice, Lachema Brno, MCHZ Ostrava, Fatra Napajedla, Technoplast Chropyně, Synthesia Pardubice, Koramo Kolín a další) do jednoho celku. Integrační úsilí bylo paralyzováno jak minimem synergií, které bylo možno v rámci skupiny realizovat, tak i krizí likvidity mateřské společnosti. Vzniklý holding byl dezintegrován, MCHZ Ostrava byly prodány společnosti BorsodChem, několik menších provozů zahraničním investorům a zbytek společnosti AliaChem byl jako součást konkurzní podstaty prodán v roce 2001 společnosti Agrofert.

Stupeň integrace rafinérského a petrochemického odvětví lze vyjádřit tzv. indexem rafinérsko-petrochemické integrace (RPII), který vyjadřuje poměr surovin pro petrochemické zpracování z celkové instalované kapacity zpracování ropy. V tab. 1 jsou uvedeny údaje o integraci rafinérského a petrochemického zpracování v jednotlivých lokalitách střední a jihovýchodní Evropy.

Příkladem horizontální integrace byla v roce 2006 akvizice Spolany, a.s. Neratovice polským producentem PVC, firmou Anwil Wloclawek. Tato integrace umožnila nejen optimalizaci produkčních systémů obou subjektů (koordinace výroby práškového PVC požadovaných K-hodnot), ale rovněž integraci zákaznického portfolia, lepší obsluhu trhů s PVC a louhem sodným, vyšší vyjednávací sílu integrovaného subjektu, zvýšení flexibility dodávek při odstávkách a výpadcích obou producentů, sdílení obchodního a technologického know-how apod.

Integrace rafinérského a petrochemického průmyslu probíhala v bývalé ČSSR historicky již od 60. let minulého století, kdy vznikly koncerny Unichem a Chemopetrol. Je třeba zdůraznit, že navzdory specifické politické situaci nepostrádala tato integrace racionalitu. Následně došlo k posílení jak horizontální, tak i vertikální integrace (viz propojení litvínovské petrochemie se Spolanou Neratovice etylénovodem), aby v 90. letech došlo k úplnému rozčlenění na samostatné podniky. Návazně vznikem skupiny Unipetrol (později de-facto začleněné do široce integrované skupiny PKN Orlen) došlo ke zpětné integraci odvětví zpracování ropy a distribuce

Jiným příkladem integrace je vznik skupiny Agrofert. V současnosti skupina Agrofert zahrnuje více než 200 společností působících v zemědělské výrobě a obchodu, chemii a potravinářství, nově vstoupila do dalších oborů, např. lesnictví, médií. Strategie Agrofertu je založena na formování vertikálně integrované skupiny pokrývající celý hodnotový řetězec v daném odvětví a na dosažení vedoucí tržní pozice v klíčových segmentech svého podnikání. Na skupině Agrofert je vidět možnost šíře integrace ve všech jejích formách, prolínající jak segment chemie, tak další odvětví (včetně zemědělství).

Tab. 1 – Integrace rafinérských a petrochemických společností střední (CE) a jihovýchodní (SE) Evropy – Zdroj: zpracováno podle [19] Výrobní jednotky olefinů/polyolefinů v regionu CE&SE Evropy Společnost

Lokace

Stát

Výroba polyolefinů integrovaná s ethylenovou jednotkou

OMV AG

Schwechat

Rakousko

Ano

Poznánky: % výroby petrochemických produktů (PP) z celkové rafinérské kapacity

Výroba olefinů integrovaná s rafinérskými toky Ano

RPII = 9%

Lukoil Neftochim Burgas

Burgas

Bulharsko

Ne

Ano

Etylenová jednotka odstavena v roce 2009, jednotka PP je integrována s rafinérskými toky

Dioki

Zagreb

Chorvatsko

Ano

Ne

Konkurz v 2013

Dioki

Omišalj

Chorvatsko

Ne

Ne

Konkurz v 2013

Unipetrol, vč. České rafinérské

Litvínov/ Kralupy

ČR

Ano

Ano

RPII = 29 %

Mol Group – TVK

Százhalombatta

Maďarsko

Ano

Ano

RPII = 11 %

PKN Orlen / Basell Orlen Polyolefins

Plock

Polsko

Ano

Ano

RPII = 14 %

Rompetrol Rafinare SA PETROMIDIA Navodari

Navodari

Rumunsko

Ano

Ano

Petrom Petro-chemical Arges (dříve Petrom SA Arpechim)

Pitesti

Rumunsko

Ano

Ano

Stav nejasný od roku 2008

Petrom SA PETROBRAZI

Brazi

Rumunsko

Ano

Ano

Nevyrábí od roku 2006

NIS – HIP Petrohemija

Pancevo

Srbsko

Ano

Ne

RPII = 17 %

Mol Group – SLOVNAFT

Bratislava

Slovensko

Ano

Ano

RPII = 6 %

PETKIM Petrokimya SA

Aliaga

Turecko

Ano

Ano

36



3.2.2015 11:12:40


Právě zemědělství je dalším příkladem integračních přístupů. Zkušenosti z vytváření vertikálních strategických aliancí na základě případových studií, zpracovaných pro Agri-Food Competitive Council v Guelphu, jsou zobecněny do faktorů podmiňujících úspěšnost vertikálních strategických aliancí [4, 25, 27]. V českém zemědělsko-potravinářském sektoru se objevují různé formy integrace. Na jedné straně zemědělci zřizují své vlastní zpracovatelské kapacity, které by měly zajistit odbyt jejich produkce a zlepšit jejich likviditu. Na straně druhé, převážně v posledních několika letech, se objevují komplexnější formy vertikální integrace. V těchto případech však některé zúčastněné podniky ztratily svoji ekonomickou, mnohdy i právní nezávislost. Teoretické přístupy dokazují, že existuje celé spektrum ekonomických důvodů podporujících tento vývoj [12].

4. Závěr Vertikální a horizontální integrace v chemickém průmyslu představují významný faktor, prostřednictvím kterého podniky posilují svoji konkurenční pozici, zvyšují efektivnost svého podnikání a maximalizují tak tvorbu hodnoty pro vlastníky. Vertikální integrace představuje postupné propojení produkčního řetězce od surovin, přes komoditní výrobu, až po zpracovatelskou oblast; horizontální integrace propojuje subjekty vesměs stejného nebo podobného zaměření. Výrazným přínosem jak vertikální, tak horizontální integrace je tvorba synergických efektů, jež umožňují lepší využití zdrojů, minimalizaci nákladů na pracovní sílu, lepší obsluhu tržních segmentů, integraci a lepší využívání intelektuálního kapitálu podniku aj. Významným motivem k integraci je úspora tzv. transakčních nákladů, které vznikají na rozhraní systémů. V praxi mohou být představovány náklady na uzavření obchodní transakce, logistickými náklady, náklady na testování apod. Integrovaný subjekt je schopen tento typ nákladů minimalizovat tím, že propojí jednotlivé, dříve izolované, aktivity do koordinovaných a harmonizovaných procesů. Podobný efekt potom přinášejí i tzv. úspory z rozsahu, které umožňují snižovat podíl fixních nákladů na jednotku vyrobené produkce. Vedle toho integrované subjekty lépe absorbují rizika podnikání, neboť působení jednotlivých rizikových faktorů obvykle časově nekoinciduje, případně intenzita působení se v rámci integrovaného systému kompenzuje (např. synchronní pohyb cen vstupů a výstupů). Přes uvedené přínosy integrace zůstává primárním motivem integrace ziskovost a zajištění udržitelného rozvoje. Prezentované integrace především českého rafinérského a petrochemického průmyslu jsou tudíž logickým vyústěním snah realizovat uvedené efekty a kompenzovat některé komparativní nevýhody, jako jsou, ve srovnání se světem, nízké produkční kapacity.

(akvizice a fúze podniků). Praha: VŠE, 1995. [10] MAUGERI M. The Future of Refining in Europe. [cit. 2014-1201]. Dostupné z http://www.eni.com [11] MOOLA A. Exploiting Refinery and Petrochemical Integration. [cit. 2014-11-01]. Dostupné z http://www.shell.com [12] NOVÁK P. Teoretické přístupy k vertikální integraci ve vybrané výrobkové vertikále. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. [13] On-line výkladový slovník arts managementu a arts marketingu. Praha: VŠE. Dostupné z http://artslexikon.cz/ [14] PARKER S. P. (Ed.) Dictionary of Science and Technical Terms. New York: McGraw-Hill Book Company, 1984. [15] POPOVIČ Z., MARINKOVIČ N. Revitalization and Development of Production of Highly Processed Derivatives: A Precondition for Survival Serbian Petrochemical Industry. Research and Design in Commerce and Industry, 2009, vol. 7, no. 4/2009, p. 33-43. [16] POPOVIČ Z., SOUČEK I., OCIČ O., OSTROVSKIJ N., ADŽIČ A. Refining and Petrochemical Interface. Case study: HIP Petrohemija – NIS. Energy, Economy, Ecology, 2014, vol. XVI, no. 1-2, p. 237-242. [17] PORTER M. Konkurenční strategie. Praha: Victoria Publishing, 2001. [18] RATAN S., VAN UFFELEN R. Curtailing Refinery CO2 through H2 plant. PTQ Gas, 2008. [19] SOUČEK I. Meeting Experts. In Global Report on Refining and Petrochemical Integration, World Refining Association, 2014. [20] SOUČEK I., POPOVIČ Z., OCIČ O. Refinery and Petrochemical Interface, Refining and Petrochemical Round Table at 15th Central and Eastern European Refining and Petrochemical Conference - WRA, Bucharest-Romania, 2012. [21] SYNEK M. a kol. Manažerská ekonomika. Praha: Grada, 2011. [22] SYNEK M., KISLINGEROVÁ E. a kol. Podniková ekonomika. Praha: C.H. Beck, 2010. [23] ŠPAČEK M., HYRŠLOVÁ J., SOUČEK I. Strukturální analýza odvětví chemického průmyslu. Chemagazín, 2012, 3, 39-43. [24] TARAPHADAR T., YADAV P. Natural Gas Fuels the Integration of Refining and Petrochemicals. PTQ, 2012, 3. Dostupné z http://www.digitalrefining.com/article/1000557 [25] TICHÁ I. Vertikální strategické aliance: teoretická východiska a faktory úspěšnosti. Praha: ČZU Praha, 2006.

Literatura

[26] TINHOF T. Austria's OMV in Negotiations to Divest Bayernoil Stake. 2013 [cit. 2014-12-07]. Dostupné z http://www.icis.com

[1] DAS B., RASKHIT D., DEBASISH S. S. Corporate Restructuring: Merger, Acquisition and other Forms. Mumbai: Himalaya, 2009.

[27] VAN DUREN E., HOWARD W. H., McKAY H. Case Studies on Progressive Buyer-Supplier Relationships. Guelph, Ontario: Agri-Food Competitiveness Council.

[2] FOTR J., VACÍK E., SOUČEK I., ŠPAČEK M., HÁJEK. S. Tvorba strategie a strategické plánování. Praha: Grada Publishing, 2012. ISBN 978-80-247-3985-4.

[28] VODÁČEK L., VODÁČKOVÁ O. Strategické aliance se zahraničními partnery. Praha: Management Press, 2002. ISBN 80-7261-058-9.

[3] GAUGHAN P. A. Mergers: What Can Go Wrong and How to Prevent it. NJ: J. Wiley, 2005.

Abstract

[4] HRON J., TICHÁ I. Ekonomické a právní aspekty vytváření strategických aliancí. Praha: PEF ČZU Praha, 1996. [5] KISLINGEROVÁ E. a kol. Manažerské finance. Praha: C. H. Beck, 2007. [6] KLEIN B., CRAWFORD R. G., ALCHIAN A. A. Vertical Integration, Appropriable Rents, and the Competitive Contracting Process. Journal of Law and Economics, 1978, 21, 297-326. [7] KONEČNÝ A. Integrace podnikatelských subjektů – její motivy, typy a trendy vývoje. Brno: Masarykova univerzita, 2014. [8] MACHAN R. Strategický management. Praha: VŠEM, 2011. [9] MAŘÍK M. Koupě podniku jako součást podnikové strategie: CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)


VERTICAL/HORIZONTAL INTEGRATION IN THE CHEMICAL INDUSTRY Summary: Overall integration of chemical industry is widely discussed topic among professionals. Consideration of the effect of integration takes into account high sensitivity of particular business profitability and its cyclicality. Vertical integration of chemical business basically enables to compensate impact of different cycles of raw materials and final product allowing also easier access to raw materials for production of most desired goods. Horizontal integration basically makes possible to compensate impact of different demand of products and keeps integrated company in sufficient profitability. The aspect of integration forms is illustrated on diversity of possible bonds between refining and petrochemical industry. Key words: vertical integration, horizontal integration, refining industry, petrochemical industry

37

3.2.2015 11:12:40

ANALÝZA DAT

VYHODNOCOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNÍCH DAT (8) M. JAVŮREK, I. TAUFER Univerzita Pardubice, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Katedra řízení procesů. [email protected], [email protected] Při použití tří či vícefaktorové analýzy rozptylu (MANOVA – multivariate analysis of variance) je popisující model již značně složitý a pro jeho objasnění je třeba velkého množství měření. Je ukázána metoda tzv. plánování experimentu, kdy je provedena pouze část měření podle předem určeného rozpisu, tj. struktury matice experimentálních dat. Cílem je provedení minimálního množství experimentů pro získání postačujícího množství informací k nalezení modelu experimentálního systému.

1 Úvod

2.1 Latinské čtverce

V předchozím dílu tohoto seriálu [1] byla vysvětlena metoda analýzy rozptylu, kdy zjišťujeme vliv vnějších podmínek – tzv. faktorů – na výsledek experimentu. Obecně tuto metodiku analýzy experimentálních dat nazýváme faktorovými pokusy. Pokud se provádí stejný počet měření pro každý z faktorů, jde o plně hierarchický experiment. Jestliže např. na základě předchozí skutečnosti je naměřeno různé množství dat pro různé faktory, je to nepravidelný hierarchický experiment [2]. Pro minimálně dvě nastavené hodnoty faktorů (úrovní) se pro každou z nich zopakuje měření a na základě porovnání středních hodnot a rozptylů pro jednotlivé úrovně se usuzuje na míru vlivu příslušného faktoru. Jestliže měříme při pouhých dvou úrovních faktoru, volí se minimální a maximální hodnota. Podmínkou je zde však linearita odezvy faktorů. V případě více faktorů může docházet k jejich vzájemnému ovlivňování – interakci, čímž se model měření komplikuje. To vyžaduje provedení velkého množství měření (počet je dán počtem úrovní umocněným počtem faktorů), což je v praxi zpravidla nerealizovatelné. Pokud provedeme nějaký systematický výběr podmínek experimentů, mluvíme o faktoriálních pokusech. Tato skutečnost však v některé základní literatuře chybí, je proveden pouze základní popis potřebných vztahů – např. ve [2] jsou vztahy až pro šestifaktorový experiment.

Toto schéma se používá v případě trojného třídění bez interakcí a stejných počtů úrovní jednotlivých faktorů (m). Potřebný počet měření by měl být m3, v tomto případě však stačí m2. Uspořádání latinského čtverce spočívá v tom, že každé kombinaci úrovní faktorů A a B se přiřadí jedna úroveň faktoru C tak, aby se každá z jeho úrovní vyskytla pouze jednou. Jestliže budeme mít faktor C např. o pěti úrovních a, b, c, d, e, bude latinský čtverec vypadat takto (řádky reprezentují úrovně faktoru A a sloupce úrovně faktoru B)

Pro tři faktory suma čtverců odchylek od celkového průměru za předpokladu interakcí jednotlivých faktorů vypadá takto

kde: Yijk – jsou měřené hodnoty, û je celkový aritmetický průměr, αi, βj, γk jsou efekty faktorů A, B, C a εijk jsou rezidua.

Sy = SA + SB + SC + SAB + SAC + SBC + SABC + Se ,

(1)

kde SX jsou součty čtverců odchylek jednotlivých měření od aritmetických průměrů pro faktory A, B či C či jejich interakce, Se je reziduální součet, odpovídající rozptylu uvnitř úrovní (pro různé úrovně by měl být statisticky shodný).

a b c d e

b c d e a

c d e a b

d e a b c

e a b c d

Název latinský čtverec je odvozen z abecedního uspořádání tabulky. Pro větší počet faktorů se latinské čtverce nepoužívají. Jejich uspořádání může mít m – 1 permutací (např. pro 4 × 4 to je 576), jsou proto tabelovány tzv. standardní latinské čtverce. Latinské čtverce jsou např. velmi známé hlavolamy Sudoku. Model měření je dán Yijk = û + αi + βj + γk + εijk ,

(2)

Celkový součet čtverců rozložíme na Sy = SA + SB + SC + Se ,

(3)

kde:

1 Transformace dat Vzhledem k použití metody analýzy rozptylu je základní podmínkou normalita měřených dat, tj. předcházet musí minimálně test odlehlých hodnot. Experimenty by měly být vyvážené. Požadavek normality však bývá dost často nesplnitelný, např. jsou data různým způsobem zešikmena. Proto se používají různé transformace, vedoucí k přiblížení se normálnímu rozdělení – různé mocninné (snižují zešikmení zleva), logaritmické či použití odmocniny (kompenzují zešikmení zprava) nebo transformace Box – Coxova (zlepšuje šikmost i špičatost). Pokud je možné po transformaci a vyhodnocení provést zpětnou retransformaci (např. při zjišťování aritmetického průměru), je postup regulérní. Jestliže však transformaci dat použijeme pouze pro jejich „vylepšení“, je tento postup přinejmenším diskutabilní, byť se v literatuře běžně vyskytuje.

2 Modely bez interakce faktorů Předpoklad, že nedochází k vzájemné interakci faktorů, lze učinit tehdy, známe-li již základní vlastnosti experimentálního systému a chceme pouze kvantifikovat míru vlivu jednotlivých faktorů. Pouze u jedno- či dvoufaktorových systémů lze předběžně takovýto odhad provést na základě vzájemné závislosti veličin, ovšem v těchto jednoduchých systémech není zjištění interakce problém.

38

Vyhodnocování8.indd 38

Model se tak zjednodušil na dvojné třídění s jedním pozorováním v každé podtřídě a testovací kritérium porovnávané s kritickou hodnotou Fisherova - Snedecorova rozdělení (zkoumaný faktor je v tomto případě C – pro zbylé faktory platí totéž) je ,

(4)

kde sC2 je rozptyl způsobený faktorem C a se2 je reziduální rozptyl (dopočítává se z (3)). Dosud jsme předpokládali jedno měření v cele, ale pro zvýšení kvality odhadu modelu je možné provádět také opakovaná měření. Výpočty rozptylů jsou shodné, pouze ve jmenovateli se vyskytuje počet opakování, tj. pak pracujeme s příslušným aritmetickým průměrem. CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)

3.2.2015 11:14:31

ANALÝZA DAT

2.2 Řecko – latinské čtverce Pro čtyři zkoumané faktory bez interakcí lze sestavit tzv. řecko – latinské čtverce, kdy potřebný počet měření m4 zredukujeme opět na m2. Vytvoří se složením dvou latinských čtverců, kde řádky odpovídají úrovním faktoru A a sloupce úrovním faktoru B. Prvky prvního čtverce jsou úrovně faktoru C a prvky druhého čtverce prvky faktoru D, každá dvojice se vyskytuje právě jednou. Vzhledem k omezenému počtu písmen abecedy a také zvýšení přehlednosti se jeden ze čtverců zapisuje řeckou abecedou, proto řecko – latinské čtverce. Hlavní faktor je představován latinskými písmeny. Aby bylo možno dva latinské čtverce zkombinovat, musí být ortogonální – každé písmeno v jednom čtverci se shoduje právě s jedním písmenem v druhém čtverci.

Složení obou čtverců pro tři úrovně každého faktoru je následující latinský řecký řecko-latinský a b c α β γ aα bβ cγ c a b β γ α cβ aγ bα b c a γ α β bγ cα aβ

při méně úrovních faktoru. Reálné řešení lze provádět až do čtyř faktorů. Jestliže předpokládáme linearitu vlivů jednotlivých faktorů, lze model pro tři faktory A, B, C popsat rovnicí: Yijk = û + αi + βj + γk + λαβ + λβγ + λαγ + λαβγ+ εijk , (5)

kde λαβ, λβγ, λαγ jsou interakce dvou faktorů (tj. prvního řádu) a λαβγ je interakce všech tří faktorů naráz (tj. druhého řádu). 3.1 Úplný dvojúrovňový experiment

Provádí se měření pro dvě úrovně faktoru, zpravidla pro jeho minimální a maximální hodnotu. Minimální počet měření je dán opět jako 2k, kde k je počet faktorů. Plán experimentu je – tzv. Yatesovo normované uspořádání – znázorněn v tab. 3 [3]. Tab. 3 – Schéma rozpisu úplného dvouúrovňového experimentu A

B

C

AB

AC

BC

ABC

yi

a

+

–

–

–

–

+

+

...

b

–

+

–

–

+

–

+

...

c

–

–

+

+

–

–

+

...

ab

+

+

–

+

–

–

–

...

ac

+

–

+

–

+

–

–

...

bc

–

+

+

–

–

+

–

...

2.3 Latinské kostky

abc

+

+

+

+

+

+

+

...

Plně hierarchický experiment pro tři faktory zahrnuje m3 experimentů, tj. měření pro všechny kombinace faktorů, což lze vyjádřit graficky jako body povrchu trojrozměrného tělesa. Jestliže přidáme čtvrtý faktor a přiřadíme odpovídající hodnoty jednotlivým bodům původní kostky, mluvíme o latinské kostce prvního řádu. To je možné si představit jako 3m ploch, obsahujících m2 hodnot pro faktor D, např. pro latinskou kostku prvního řádu 3 × 3 × 3 je uspořádání ukázáno v tab. 1 [3].

(1)

–

–

–

+

+

+

–

...

Způsob vyhodnocení je zcela shodný s latinskými čtverci, sumace jsou však čtyřúrovňové. Počet stupňů volnosti u reziduálního rozptylu je (m – 1)(m – 3). Uspořádání těchto čtverců je rovněž tabelováno, pro počet úrovní faktorů m = 6 uspořádání neexistuje.

V latinských kostkách prvního řádu mají všechny faktory stejný počet úrovní – je-li použito opakování, pracujeme s aritmetickým průměrem. Počet stupňů volnosti u reziduálního rozptylu je (m3 – 4m + 3). Pokud sloučíme dvě latinské kostky, získáme řecko – latinskou kostku, podmínkou je opět ortogonalita. Latinské kostky druhého řádu mají pro jeden faktor m2 úrovní a pro ostatní faktory pouze m úrovní. Tab. 2 ukazuje uspořádání pro úrovně faktorů A, B, C = 0, 1, 2 a faktor D má úrovně 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 (takto označené úrovně pouze symbolizují konkrétní naměřené hodnoty!). Počet stupňů volnosti u reziduálního rozptylu je m3 – 1. Tab. 1 – Příklad uspořádání latinské kostky prvního řádu A C=0

B 0

1

2

0

0

1

2

1

2

0

2

1

2

A

B 0

1

2

0

2

0

1

1

1

1

2

0

2

0

1

C=1

A

B 0

1

2

0

1

2

0

0

1

0

1

2

2

2

2

0

1

C=2

Tab. 2 – Příklad uspořádání latinské kostky druhého řádu A C=0

B 0

1

2

0

0

4

8

1

1

5

2

2

3

A

,

(6)

kde yi(A+) jsou naměřené hodnoty závisle proměnné při maximální úrovni faktoru A, podobně yi(A–) jsou pro minimální úroveň faktoru. Odpovídající sumy čtverců odchylek pro jednotlivé faktory či interakce se spočítají ,

(7) kde a, b, …reprezentují hodnoty yi z příslušných řádků tab. 3. CA nazýváme kontrastem příslušného faktoru. Pro interakce druhého řádu se sumy čtverců odchylek spočítají podle (8) a pro interakce třetího řádu podle (9). (8)

(9)

0

1

2

0

6

1

5

0

1

7

2

3

3.1.1 Vyhodnocení regresní metodou

1

2

8

0

4

B 0

1

2

3

7

2

6

1

4

8

7

2

5

6

A C=2

B

3 Modely s interakcemi Předběžné vyloučení existence interakcí je zpravidla nemožné a s jejich výskytem je třeba počítat. V praxi se uvažují interakce maximálně tří faktorů, vyšší se zanedbávají. I tak je ale model měření značně složitý a jeho rigorózní posouzení je obtížné. Aby bylo možno provést maximálně úsporný plán experimentu, uvažují se některé zjednodušující předpoklady. Základním z nich je linearita odezvy vlivů jednotlivých faktorů, což umožňuje provedení měření CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)


Efekt např. faktoru A se spočítá podle rovnice (6), obdobně pro ostatní faktory či interakce.

Reziduální součet čtverců pro F – test se buď dopočítá jako rozdíl celkového a parciálních součtů, v případě výskytu alespoň dvou reprodukovaných měření se použije jejich rozptyl. Tabulku pro analýzu rozptylu a tudíž zjištění vlivů faktorů znázorňuje tab. 4.

0

C=1

Sloupce označené velkými písmeny vyjadřují úrovně faktorů, řádky malými písmeny znamenají velikost úrovně – nepřítomnost písmene odpovídajícího faktoru znamená jeho nízkou úroveň. Řádek (1) je pro nízké úrovně všech faktorů najednou.

Jelikož experiment je navržen jako ortogonální (tj. skalární součin sloupců je nulový), normální rovnice tvoří diagonální matici, což značně zjednodušuje výpočet. Matice nezávisle proměnných jsou nastavené úrovně faktorů a hledáme společné parametry b vyhovující modelu. Vhodnost či přiměřenost modelu testujeme pomocí koeficientu determinace R2, který vyjadřuje procento experimentálních bodů vyhovujících modelu ,

(10) Dokonení na další straně

39

3.2.2015 11:14:31

ANALÝZA DAT

Tab. 4 – Tabulka analýzy rozptylu pro úplný dvouúrovňový experiment Zdroj variability

Součet čtverců

Stupně volnosti

Faktor A

SA

a–1

Faktor B

SB

b–1

Interakce AB

SAB

(a–1)(b–1)

Interakce ABC

SABC

(a–1)(b–1) (c–1)

Rezidua

Se

n–abc

Celkový

Sy

n–1

Testovací veličina

Odhad rozptylu

výhradně mezi sebou. Dílčí experiment 2k–p se konstruuje tak, že se uvažuje k faktorů rozdělených do dvou skupin, z nichž první obsahuje k–p faktorů a druhá p faktorů. Faktory z první skupiny se umístí do úplného plánu s 2k–p experimenty, což je zároveň počet jednotek uvažovaného návrhu. Úrovně faktorů z druhé skupiny se pro každou experimentální jednotku definují pomocí faktorů prvé skupiny. Soubor p rovnic, které definují faktory druhé skupiny pomocí faktorů prvé skupiny, se nazývají generující relace. Např. u experimentu se šesti faktory A, B, C, D, E, F lze první čtyři faktory nastavit tak, jako kdyby probíhal úplný experiment, a další dva faktory E a F lze nastavit pomocí úrovní prvních čtyř faktorů: E = ABC a F = BCD. Hlavní vliv E je smíšen s třífaktorovou interakcí ABC a obdobně F s interakcí BCD.

Zde definujeme tzv. rozlišení R, což je délka nejkratšího řetězce znaků v definující relaci. Zapisuje se římskými číslicemi. Rozlišení III. řádu znamená, – že žádné hlavní vlivy nejsou směšovány mezi sebou (tj. lze je odhadnout), ale nejméně jeden hlavní vliv je smíšen s dvoufaktorovou interakcí. Rozlišení IV. řádu znamená, že hlavní vlivy nejsou směšovány mezi sebou ani s dvoufaktorovými interakcemi, ale nejméně jsou smíšeny alespoň dvě dvoufaktorové interakce. Rozlišení V. řádu nemá smíšené hlavní vlivy a ani dvoufaktorové interakce. Čím vyšší rozlišení, tím více vlivů lze jednoznačně odhadnout. Je-li možná volba více návrhů experimentu, volí se varianta s vyšším rozlišením. Pro většinu kombinací k a p jsou relace tabelovány. –

–

kde je predikovaná hodnota závisle proměnné z modelu, je aritmetický průměr z experimentálních hodnot závisle proměnné. Hodnota koeficientu determinace by měla být alespoň 80% a více, pak lze model považovat za vhodný (nikoli za nejlepší!). Další podmínkou je vyvážený experiment. Rovnici (5) lze zapsat pomocí regresní rovnice yi = b0 + b1x1i + b2x2i + b3x3i + b12x1ix2i + b13x1ix3i + b23x2ix3i + b123x1ix3i + (11) + εi , kde xi zastupují úrovně faktorů a bj jednotlivé regresní koeficienty odpovídají významnosti faktorů, absolutní člen b0 zastupuje aritmetický průměr. Řešení úlohy pomocí analýzy rozptylu lze tedy převést na vícenásobnou lineární regresi, tj. provedeme aproximaci experimentálních dat pomocí metody nejmenších čtverců. Významnost faktorů pak hodnotíme jako významnost jednotlivých regresních koeficientů Studentovým t-testem, kdy počítáme podíl hodnoty parametru a jeho chyby – pokud je podíl menší než hodnota Studentova kritéria, lze parametr považovat za nulový a tudíž i příslušející faktor či interakci za nevýznamné. Regresní metoda bývá dostupnější v různých programových systémech a je také podstatně citlivější, tj. má větší rozlišovací schopnost při identifikaci vlivu faktoru.

Při návrhu dílčího experimentu vycházíme z plného faktoriálního plánu 2k pro uvažovaný počet faktorů, přičemž zvažujeme cíl – zda chceme zjistit pouze vliv hlavních faktorů a do jaké míry můžeme zanedbat jejich interakce. Pro tři faktory je návrh proveden v tab. 3, přičemž hlavní část tvoří řádky a, b, c, abc, výběr je dán tím, že nejvyšší interakce (rozlišení III. řádu) má jen horní úrovně a výběr je stále ortogonální. Této části říkáme fundamentální identita a značí se I = ABC. Z fundamentální identity a z příslušného faktoru či interakce je možné spočítat smíšení faktorů a jejich vzájemných interakcí. Zbylá část z tab. 3 je tzv. alternativní, kde fundamentální identita má pouze dolní úrovně a značíme ji I = –ABC. Vztahy pro jednotlivé efekty jsou pak dány (12)

Byla vygenerována data pro dva faktory s interakcí a opakováním a zatížena náhodnou chybou 5 %. Generování bylo provedeno pomocí regresní rovnice se smíšeným členem, přičemž koeficienty (tj. hlavní faktory) byly konstantní a byl proměňován pouze koeficient u smíšeného členu. Stejná data byla vyhodnocována lineární regresí a analýzou rozptylu, viz tab. 3. Zatímco analýza rozptylu identifikuje jako významný nejmenší koeficient 0,2, lineární regrese identifikuje pomocí Studentova testu ještě koeficient 0,007. Výsledky testů pro hlavní faktory se pro jednotlivé skupiny nemění.

Z rovnic (12) až (14) plyne, že neodlišíme vliv efektů A a BC, B a AC, C a AB, tj. dochází ke smíšení efektů a odhadujeme efekty A + BC, B + AC, C + AB, kterým se říká aliasy. Pokud nemůžeme interakce zanedbat, je třeba použít úplný plán.

3.2 Dílčí dvojúrovňový experiment

3.3 Plackettovy – Burmanovy experimenty

Pro velký počet faktorů může být požadavek 2 experimentů nereálný. Při vhodném výběru lze z tohoto dílčího experimentu obdržet téměř stejné množství informací jako z úplného. Výběr se provádí tak, aby nevýznamné vlivy či interakce byly směšovány k

(13)

(14)

Jedná se o dvojúrovňové plány, kdy sledujeme k = n – 1 faktorů při n měřeních, kde n = 4r (r je počet opakování) při rozlišení R = III. Efekty interakcí se nestudují. Konstrukce Plackettových – Burmanových plánů je založena na ortogonálních sloupcích

Tab. 5 – Test rozlišovací schopnosti vlivu interakce analýzou rozptylu a lineární regresí na simulovaných datech pro dva faktory s opakováním (zvolený koeficient – zadaný koeficient smíšeného členu regresní rovnice při generování dat) Zvolený koeficient smíš. členu Test významnosti smíšeného členu regresní rovnice ANOVA (test významnosti interakce)

40


1

0,1

0,05

0,02

0,01

0,008

0,007

0,006

texp

354,6

35,3

17,5

6,89

3,35

2,64

2,29

1,93

Nalezený koeficient

0,999

0,1

0,05

0,019

0,009

0,007

0,006

0,005

Fexp

6821

67,8

16,9

2,82

0,85

0,62

0,52

0,44

tkrit = 1,98

Fkrit = 1,745


3.2.2015 11:14:31

ANALÝZA DAT

tvořených z horních (+1) a dolních úrovní faktorů (–1) a tvoří ortogonální soustavu. Je zadán první řádek návrhu pro maximální počet sledovaných faktorů. Postupnou úplnou rotací prvního řádku doleva získáme druhý řádek a takto pokračujeme do řádku N – 1. Poslední řádek N obsahuje pouze dolní úrovně faktorů. Tyto plány zaručují stejný počet měření na dolních i horních úrovních faktorů. Rotace prvního řádku pro tři faktory je ukázána v tab. 6 [5] a struktura prvního řádku pro více faktorů a měření je v tab. 7 [5]. Efekt faktoru A pak spočteme podle rovnice (15), ostatní faktory analogicky. (15)

Rozptyly efektů se odhadují z centrálních bodů, tj. průměru z horní a dolní úrovně faktoru. ,

(16)

kde yic jsou hodnoty v centrálních bodech a nc je počet centrálních bodů. Tab. 6 – Rotace řádku Měření

Faktor A

Faktor B

Faktor C

1

+

+

–

2

–

+

+

3

+

–

+

4

–

–

–

Faktorů

Počet měření

1. řádek

1

2

3

++–

2

7

8

+++–+––

3

11

12

++−+++ −−−+−

4

15

16

++++−+−+ +−−−

20

++−−++++ −+−+−−−− ++−

(17)

Celkový rozptyl lze standardně rozdělit na část vysvětlenou modelem a část způsobenou náhodnými chybami Sy = Se + SM

(18)

a to rozepíšeme ,

(19) kde i = 1, m je počet úrovní pro bod xi, j = 1, r je počet opakování yij jsou jednotlivé měřené hodnoty, jsou odhady (průměry) z více opakování a je celkový průměr. Porovnáním obou složek a využitím F – testu posuzujeme vlivy faktorů.

4 Tříúrovňové experimenty Linearita odezvy měření na změnu faktorů mnohdy nemusí být splněna. Nelze pak použít lineární model (11) a používá se model kvadratický, tj. přidáme kvadratický člen (20). Předpokládáme tři úrovně faktorů, čímž vzroste potřebný počet experimentů na 3k. CHEMAGAZÍN • Číslo 1 • Ročník XXV (2015)


Měřená hodnota

A

B

Y

a0

b0

y00

a0

b1

y01

a0

b2

y02

a1

b0

y10

a1

b1

y11

a1

b2

y12

a2

b0

y20

a2

b1

y21

a2

b2

y22

Jednotlivé členy rovnice (20) pak lze vyčíslit (21a) (21b) (21c)

(21d)

Rozptyl v centrálních bodech je dán

Faktor / úroveň

Opakování

19

Tab. 8 – Návrh experimentu pro dva faktory a tři úrovně

Tab. 7 – Struktura prvního řádku Plackettova – Burmanova experimentu

5

Už pro dva faktory musíme předpokládat vzájemné interakce, což v rovnici (20) budou reprezentovat tyto členy: b12x1x2, b122x1x22, b112x12 x2 a b1122x12 x22, což se obecně pomocí faktorů dá zapsat: ABL×L, ABK×L, ABL×K, ABK×K (L – lineární, K – kvadratický). Jestliže si označíme dolní úroveň faktoru A jako a0, střední a1 a horní a2 (další faktor analogicky), bude plán experimentu mít strukturu ukázanou v tab. 8 [5].

(20)

(21e)

(21f)

5 Centrální kompozitní plány Jestliže nejsou k dispozici informace o typu odezvy měřené proměnné, tj. je třeba vyšetřit funkční vztah, používají se centrální kompozitní plány. Jde o souhrn měření, kdy volené body jsou středové, tvoří krychli, hvězdici, tj. rotovatelný útvar. Struktura návrhu pro tři faktory je ukázána v tab. 9 [5]. Experimenty 1–8 v tab. 9 představují krychlovou část návrhu, odpovídající návrhu 23. Úrovně 9 a 10 jsou středové body a 11 až 16 jsou hvězdicovité body. Aktuální pořadí lze znáhodnit. Zpravidla vyhovuje popis kvadratickým modelem (20), ale volba hvězdicovitých bodů zpřesňuje odhad regresních koeficientů u kvadratických členů. Menší počet měření lze realizovat tehdy, pokud se nastaví jednotková úroveň ve všech hvězdicovitých bodech. Menší počet úrovní může narušit rotovatelnost. 5.1 Box – Behnkenovy návrhy Jde o zvláštní variantu centrálního kompozitního plánu, kdy máme tři úrovně pro každou proměnnou. Body experimentu jsou uprostřed hran krychle, tj. nejsou v rozích. Tím se zredukuje počet úrovní pro každý faktor na tři místo pěti. Rozlišení plánu R je pak pouze tři, odlišíme pouze hlavní faktory v experimentu. Struktura návrhu je ukázána v tab. 10 [5]. Podobnou variantou je tzv. pentagonální návrh, kdy pro dva faktory definujeme pět rovnoměrně rozložených průsečíků s jednotkovou kružnicí (tj. v jednotkách kódovaných proměnných) – pak se jedná o body (0;1), (0,309;0,951), (–0,809;0,586), (–0,809;–0,588), (0,309;–0,951). Stejným principem je definován hexagonální návrh, kdy máme šest rovnoměrně rozložených průsečíků s jednotkovou kružnicí.

Dokonení na další straně

41

3.2.2015 11:14:31

ANALÝZA DAT

Tab. 9 – Struktura návrhu třífaktorového experimentu (úrovně faktorů zadány kódy) Číslo experimentu

Faktor A

Faktor B

Faktor C

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

–1 1 –1 1 –1 1 –1 1 0 0 –2 2 0 0 0 0

–1 –1 1 1 –1 –1 1 1 0 0 0 0 –2 2 0 0

–1 –1 –1 –1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 –2 2

7 Optimální návrhy V tomto případě je nastavení úrovní faktorů provedeno tak, aby se optimalizovalo určité kritérium, zpravidla jako funkce návrhové matice. Zde je podstatné, aby návrh modelu byl správný, jinak se spočte optimum nemající smysl. Řádky návrhové matice představují jednotlivá měření a může být rozšířena odvozenými úrovněmi dalších funkcí faktorů (interakce, kvadratické členy), jež závisí na konkrétním modelu. Optimalizační funkce může mít různé varianty: a) D – optimální návrh je návrh, kdy se maximalizuje determinant matice XTX, b) A – optimální návrh maximalizuje stopu matice XTX, c) G – optimální návrh minimalizuje maximum rozptylu predikce přes celý prostor návrhu, tj. jde o obdobu metody minimalizace maximální chyby.

Závěr

Tab. 10 – Struktura Box – Behnkenova návrhu pro tři faktory Číslo experimentu

Faktor A Faktor B

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

0 0 0 0 –1 1 –1 1 –1 1 –1 1 0 0 0

Faktor C

–1 1 –1 1 0 0 0 0 –1 –1 1 1 0 0 0

Hierarchické návrhy mohou být vyvážené, kdy je počet úrovní podřízených faktorů shodný, a nevyvážené (či nepravidelné), kdy podřízené faktory mají různé počty, ale vždy na dané úrovni shodné (tj. jeden podřízený faktor má dvě úrovně a další třeba jen jedinou).

1 –1 1 1 –1 –1 1 1 0 0 0 0 0 0 0

V článku je ukázán přehled základních metod umožňujících optimalizaci experimentálních uspořádání. Pro případ, kdy zjišťovaných vlivů – faktorů – je více a bylo by třeba provádět velká množství měření, lze na základě těchto pravidel realizovat pouze vybrané kombinace měření tak, aby informace postačovaly k posouzení daného systému. Vždy je třeba zvážit míru zjednodušení, která závisí nejen na samotném experimentálním systému, ale také na našich znalostech a zkušenostech o něm.

Literatura [1] JAVŮREK, M., TAUFER, I. Vyhodnocování experimentálních dat (7), CHEMAGAZÍN, 6, XXIV (2014), ISSN 1210–7409, s. 37–40. [2] Norma ČSN ISO 5725-3. Přesnost (správnost a shodnost) metod a výsledků měření – Část 3: Mezilehlé míry shodnosti normalizované metody měření. Český normalizační institut, 1997. [3] AKHNAZAROVA, S., KAFAROV, V. Experiment Optimization in Chemistry and Chemical Engineering, Moskva: Mir, 1982. 312 s. [4] MONTGOMERY, D. C. Design and Analysis of Experiments. New York: John Wiley & Sons, 2001. ISBN 0-471-31649-0. 684 s.

6 Hierarchické návrhy Tento postup se používá tehdy, pokud nelze provést všechny kombinace úrovní faktorů. Návrh pak vypadá tak, že každá úroveň určitého faktoru se vyskytuje pouze jednou společně s úrovní nějakého jiného faktoru. Účelem je spíše porovnání úrovní odezev než analýza modelů. Interakce zde nestudujeme, protože nejsou údaje pro všechny kombinace faktorů. Tato situace se vyskytuje např. při porovnání dodávek od různých organizací, porovnání výsledků laboratoří či výrobních linek – např. je několik laboratoří (faktor A), majících srovnatelné přístroje (faktor B) – nikoli však identické. Tabulka vyhodnocení analýzy rozptylu tohoto experimentu vychází z tab. 4, jak ukazuje tab. 11. SB(A) označuje podřízenost faktoru B, tj. odvození jeho úrovní od úrovní faktoru A.

[5] Norma ČSN ISO 3534-3, Statistika – Slovník a značky – Část 3: Navrhování experimentů. Český normalizační institut, 2001.

Abstract EVALUATION OF EXPERIMENTAL DATA Summary: The application of three- or multivariate analysis of variance – MANOVA has its describing model considerably complicated already, and its elucidation needs a large number of measurements. The article presents the method of so-called planning of experiment, where only a part of measurements are carried out according to predetermined schedule, i.e. matrix structure of experimental data. The aim is to carry out a minimum number of experiments for obtaining a sufficient amount of information for finding the model of experimental system. Key words: planning of experiment, MANOVA

Tab. 11 – Tabulka analýzy rozptylu pro hierarchický experiment Zdroj variability

Součet čtverců

Stupně volnosti

Faktor A

SA

a–1

Faktor A

SB(A)

a (b–1)

Rezidua

Se

a b (n–1)

Celkový

Sy

a b n–1

42


Odhad rozptylu

Složky rozptylu

Testovací charakteristika

– –

–


3.2.2015 11:14:32

VĚDA & VÝZKUM

FINANCOVÁNÍ VÝZKUMU A VÝVOJE Na stránkách tohoto časopisu jsem vás pravidelně informoval o stavu, hodnocení a vývoji v oblasti výzkumu, vývoje a inovací (VaVaI). V průběhu loňského roku došlo k poměrně bouřlivému vývoji a změnám. Jsem tělem i duší výzkumník, je to práce, která mě kromě toho, že mne živí, tak i baví a tak není na škodu si připomenout co nás vědce a výzkumníky čeká v nastávajícím roce, eventuelně letech následujících. Rada pro výzkum, vývoj a inovace předložila vládě „Návrh výdajů státního rozpočtu České republiky na výzkum, vývoj a inovace na rok 2015 s výhledem na léta 2016 a 2017“ schválený na jejím 294. zasedání dne 30. května 2014 podle zákona o podpoře výzkumu, experimentálního vývoje a inovací. Výdaje státního rozpočtu na výzkum, vývoj a inovace jsou pro následující roky navrženy ve výši: na rok 2015 29, 4 mld. Kč, na rok 2016 30,6 mld. Kč a na rok 2017 31,9 Kč. Je to podstatné navýšení z původně navrhovaných cca 26 mld., což je objem finančních prostředků, které se do výzkumu investovaly ročně do výzkumu v posledních pěti letech. Zdroje veřejných finančních prostředků pro VaVaI je státní rozpočet prostřednictvím rozpočtových kapitol ministerstev a agentur a Evropské strukturální a investiční fondy (ESIF). K finančním zdrojům pro financování VaVaI lze připočítat také nepřímou podporu založenou na snížení základu daně z příjmu o výdaje na VaVaI. O tyto peníze se podělí veřejné vysoké školy, Ústavy Akademie věd České republiky (resp. veřejné výzkumné instituce), ostatní veřejné výzkumné instituce (případně výzkumné organizace jiné právní formy, jejichž zřizovateli jsou ministerstva), podnikatelské subjekty (soukromé subjekty založené podle soukromého práva především za účelem provádění průmyslového výzkumu a vývoje) a ostatní neziskové organizace. Mezi příjemce prostředků státního rozpočtu lze řadit také zahraniční organizace a mezinárodní infrastruktury, kde je členem Česká republika. Podle statistik ČSÚ bylo rozdělení finančních zdrojů ze státního rozpočtu mezi jednotlivé typy organizací v roce 2012 následující: veřejné výzkumné instituce 31 %, veřejné a soukromé vysoké školy 40 %, ostatní vládní, veřejné a neziskové organizace 9 %, podniky 18 % a 2 % činily zahraniční poplatky. Podle typu výzkumu bylo rozdělení financí následující: základní výzkum 31 %, aplikovaný výzkum 41 %, experimentální vývoj 15 %, infrastruktura VaVaI 7 % a ostatní 6 %. V České republice pracovalo ke konci roku 2012 ve VaVaI 86,9 tis. zaměstnanců, plně či částečně zaměstnaných. Jejich počet se od roku 2001 postupně zvyšoval a stav v roce 2012 představuje 1,6 násobek stavu v roce 2001. Nejvíce zaměstnanců zabývajících se VaVaI pracuje v podnikatelském

sektoru a jejich podíl od roku 2005 do roku 2012 mírně vzrostl. Oborové rozložení výzkumných pracovníků ukazuje na převahu výzkumných pracovníků v technických směrech a přírodních oborech, což je vzhledem k zaměření české ekonomiky velmi důležité. V přírodovědných vědních oborech je zaměstnáno 30 % výzkumníků, v technických vědních oborech 45 %, v zemědělských vědních oborech 4 %, v humanitních vědních oborech 7 % a sociologických oborech 7 % ze všech výzkumníků. Veřejný výzkumný sektor je dominantním příjemcem prostředků státního rozpočtu. Výdaje státního rozpočtu stoupaly až do roku 2011, s nepatrnými nárůsty financování od roku 2009, kdy se začala uplatňovat Reforma systému výzkumu, vývoje a inovací v České republice, kterou vláda schválila svým usnesením ze dne 26. března 2008 č. 287. Tato reforma předpokládala meziroční nárůst výdajů státního rozpočtu na VaVaI o 8 %. Od roku 2009 výdaje pro tuto oblast stagnují a v posledních letech jejich podíl na HDP klesá z 0,69 % v roce 2012 na 0,66 % v loňském roce, čímž jsme se dostali v roce 2014 na úroveň roku 2009. Pokles podílu výdajů na VaVaI na HDP v posledních letech ukazuje, že zotavování české ekonomiky se nepromítá do odpovídajícího zvyšování výdajů státního rozpočtu na VaVaI. Jak je dáno dokumenty Evropské unie, cílem je zvýšit výdaje na VaVaI na úroveň 3 % HDP, z toho 1 % z veřejných výdajů. Do institucionálních výdajů náleží zejména finanční prostředky na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumných organizací, výdaje na mezinárodní spolupráci (založené na mezinárodních smlouvách), výdaje na kofinancování operačních programů stávajících i navrhovaných. Výdaje na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumných organizací (což nejsou pouze státem zřizovaná výzkumná pracoviště) jsou základním mechanismem financování výzkumných institucí. Nejsou sice mandatorním výdajem v pravém smyslu slova, ale jejich snižování by mělo za následek

Nejdůležitějšími výdaji v účelové části jsou již uzavřené závazky na financování projektů a grantů, tj. závazky podložené smlouvami nebo vydanými rozhodnutími. Smlouvy a rozhodnutí lze sice měnit, nicméně stát by se tím vystavoval nebezpečí, že příjemci (zejména ze soukromé sféry) budou žádat náhradu vynaložených soukromých výdajů, neboť tyto projekty nebude možné dokončit. V případě snížení výdajů na Národní program udržitelnost I by byla ohrožena udržitelnost VaVpI center k jejichž zajištění se Česká republika zavázala. Do výzkumu a vývoje se vkládají nemalé finanční prostředky. Vyplývá tedy otázka co za to, jak se vložené peníze vracejí. Kolektiv pracovníků katedry ekonomické statistiky VŠE provedl výpočty odhadu dopadů (zvýšení) výdajů na VaV na růst ekonomiky ČR s použitím statické input-output analýzy. Na základě statistických údajů ČSÚ pro výzkum a vývoj tvoří mzdy (kvalifikovaných pracovních sil) přibližně 33,7 % výdajů na VaV, další přibližně třetina (29,7 %) připadá na ostatní neinvestiční výdaje a zbývajících 36,6 % představují investiční výdaje. Právě investiční výdaje působí okamžitě na ekonomický růst. V úhrnu tak lze čekávat, že jedna koruna vynaložená na výzkum a vývoj navýší investice v národním hospodářství asi o 0,36 Kč. Na úrovni národního hospodářství vyvolají uvažované investiční výdaje zvýšení celkové produkce o 0,68 Kč, HDP pak vzroste zhruba o 0,21 Kč. Multiplikovaný odhad okamžitého zvýšení lze očekávat okolo 0,3 Kč. Dlouhodobý přínos je pochopitelně výrazně vyšší. Z oborového porovnání vyplývá vysoká míra využití patentů ve čtyřech oborech: biochemii, organické chemii, průmyslových procesech a v oblasti strojních zařízení a nástrojů, což nás jako chemiky může potěšit. Údaje a informace byly čerpány z webu Rady pro výzkum, vývoj a inovace (www. vyzkum.cz). Petr ANTOŠ, šéfredaktor, [email protected]

Připravujeme: CHEMAGAZÍN 2/2015

TÉMA: PLYNY Nabízíme vám uveřejnění odborných textů / inzerce zaměřených na: Procesy: Zařízení pro čerpání, dávkování, filtraci, destilaci, dispergaci, homogenizaci nebo míchání. Těsnění, armatury, ventily reakční nádoby a zásobníky. Technologie pro čistou vodu, membránové technologie, filtrace a separace, destilace, odstřeďování. Procesní průtokoměry, hladinoměry a analyzátory. Zařízení pro zpracování odp. vod, aj. Laboratoře – Spektro(foto)metrie, (SFC/U)HPLC, LC/MS, CHNS a TOC, elektroforéza, rheometrie, viskozimetrie a elektrochemie. Zařízení pro (ultra)čistou vodu. Manipulace s kapalinami v laboratoři. Refraktometrie, polarimetrie, pH elektrody, měření zákalu a bodu gelace, stanovení stereoizometrie. Chemikálie, reagencie a kyvetové testy.


Petr_VV.indd 43

omezování činnosti. Týká se to jak ústavů Akademie věd České republiky, tak vysokých škol.

Uzávěrka: 6. 3. 2015

43

3.2.2015 11:15:07

AKTUÁLNĚ

VÝROBCI ZMĚKČOVADEL DISKUTOVALI S ČESKÝMI REGULÁTORY A VEDOUCÍMI SPOLEČNOSTMI O NEJNOVĚJŠÍM VÝVOJI V OBLASTI PRÁVA A UDRŽITELNOSTI Praha, 26.10.2014 – V nedávné době proběhl informativní workshop pořádaný Evropskou radou pro změkčovadla a meziprodukty (ECPI) se zástupci českých regulačních orgánů a vedoucími společnostmi vyrábějícími produkty z flexibilního PVC. Diskutovalo se o roli a přispění průmyslu s plastifikátory (změkčovadly) k evropskému hospodářství, o nejnovější politice a právních předpisech, současně ale také o zásadních budoucích výzvách spojených s regulací na evropské i národní úrovni. Jednodenní workshop nabídl přehled o tom, jak se plastifikátory vyrábějí a jak se využívají v aplikacích z flexibilního PVC. Odborníci rady ECPI se také zaměřili na problematiku spojenou s právními předpisy na ochranu zdraví a životního prostředí, které ovlivňují průmysl, a důraz byl kladen především na udržitelnost pracovních postupů. Ta se uskutečňuje v rámci programu VinylPlus, který za rok 2013 registruje rekordních 444 468 tun recyklovaného PVC. Kromě recyklace přispívají aplikace z flexibilního PVC, jako geomembrány nebo podlahové krytiny, k úsporám energie a prostředků v důsledku své nízké váhy, trvanlivosti a nenáročné údržby. Zástupci regulačních agentur byli překvapeni významným pokrokem v recyklaci PVC, který se podařilo realizovat v rámci iniciativy VinylPlus Sustainability Initiative. Nedostatek možností recyklovat tak už není možné zmiňovat jako příčinu nízké udržitelnosti výroby PVC. O EPCI: Rada ECPI (Evropská rada pro plastifikátory a meziprodukty) je obchodní sdružení se sídlem v Bruselu, které reprezentuje společné zájmy evropských výrobců plastifikátorů, alkoholů a ftalických anhydridů. Členy jsou společnosti BASF, Deza, Evonik, ExxonMobil, Perstorp a ZAK. Rada ECPI je odvětvová skupina Rady sdružení evropského chemického průmyslu (Cefic), která reprezentuje zájmy evropského chemického průmyslu. »»www.plasticisers.org

SYNTHESII JIŽ PĚT LET ROSTE PROVOZNÍ ZISK Rybitví, 28.1.2015 – Obchodní výsledky společnosti Synthesia, a.s., v roce 2014 zaznamenaly růst ve všech hlavních výrobních segmentech. Vedení společnosti seznámilo novináře přítomné na tiskové konferenci s prvními neauditovanými výsledky loňského roku. Celkové tržby dosáhly 3,72 mld. Kč, na nichž se více jak ze tří čtvrtin podílel export chemických výrobků, především do Německa, USA, zemí EU, Japonska a dalších teritorií.

44

Monitor1-201´5.indd 44

Investiční náklady dosáhly v loňském roce výše 360 mil. Kč, významné prostředky směřovaly rovněž na údržbu a opravy majetku s cílem zlepšení stavu zařízení, budov a areálu. Na osobní náklady svých zaměstnanců Synthesia vynaložila celkovou částku 643 mil. Kč. „Naše plány na rok 2015 jsou ambiciózní, ale splnitelné. Hlavním cílem pro nás bude především další navýšení naší současné obchodní výkonnosti, stejně jako udržení dosavadního tempa investic. Pokračovat bude samozřejmě i náš program revitalizace areálu a v neposlední řadě se zaměříme na trvalé zlepšování stavu v oblasti bezpečnosti a ekologie,“ uvedl Ing. Josef Liška, generální ředitel společnosti. Společnost Synthesia v roce 2014 nezahálela ani v investicích do ekologie, které dosáhly 54 mil. Kč; od roku 2005 již celková suma přesáhla půl miliardy korun. Za nejvýznamnější investiční akci posledních let lze označit ekologizaci energetického zdroje, neboli rekonstrukci firemní teplárny, kde náklady na modernizaci dosáhnou téměř jedné miliardy korun. Obr. – Rekonstruovaná výrobní budova v Synthesia a.s.

Rok 2015 je pro Synthesii rokem jubilejním, kdy si připomíná 95 let od svého založení. Společnost se nejdříve jmenovala Explosia a vznikla z politicko – strategických důvodů, postupně úspěšně vstoupila na trh s nitrocelulózou, střelným prachem a výbušninami, později s organickými pigmenty a barvivy, účinnými látkami do farmacie, prostředky na ochranu zemědělských plodin a celou řadou unikátních chemikálií. Již téměř celé století hraje významnou roli ve světovém chemickém průmyslu. Toto výročí si pardubická chemička připomene řadou tiskovin, publikací a setkání s místními úřady, podnikateli, bývalými zaměstnanci a veřejností nebo odbornou konferencí a expozicí připravenými ve spolupráci s Univerzitou Pardubice. Synthesia, a.s., člen skupiny Agrofert, a.s., je předním evropským výrobcem kvalifikované chemie. Společnost se podle svého výrobního zaměření člení na tři strategické obchodní divize (SBU): Pigmenty a barviva, Nitrocelulóza a Organická chemie a Výzkumný ústav organických syntéz VÚOS. Společnost Synthesia je dodavatelem vyspělých chemických produktů a komodit do náročných odvětví nátěrových hmot, tiskových barev, barviv pro textilní, papírenský a kožedělný průmysl a farmacie. Dále vyrábí nitrocelulózu, oxycelulózu a řadu organických chemikálií z oblasti kvalifikované chemie. Synthesia je opakovaným držitelem loga Responsible Care a splňuje jeho náročná kritéria, patří se svými 1.625 zaměstnanci k největším zaměstnavatelům v regionu. »»www.synthesia.eu

SALTIGO NA VÝSTAVĚ INFORMEX Kolín n. Rýnem, 30.1.2015 – „Formování strategického partnerství a práce na dlouhodobých strategických kooperacích jsou nyní nejpřitažlivější obchodní projekty zákaznických syntéz pro specialisty, jako je Saltigo,“ uvedl Jörg Schneider, ředitel pro marketing společnosti Saltigo GmbH. Na letošním veletrhu InformEx, pořádaném v prvních únorových dnech v New Orleans (USA), jsou pro Saltigo klíčovou prioritou kooperace. Portfolio zákaznických služeb společnosti Saltigo spočívá v oblasti exklusivních syntéz pro široké spektrum průmyslových odvětví a sektorů. Převažují agrochemikálie, kde úspěšně spolupracovali s mnoha důležitými hráči v tomto oboru. Avšak současné portfolio spočívá ve významných projektech pro farmacii, zvlášť v průběhu III. fáze klinických studií a přípravě na komerční produkci. Schneider také vidí potenciál v budoucím vývoji oblasti chemických specialit, které směřují do koncových produktů a meziproduktů aditiv pro polymery, papír a speciálních chemikálií pro elektroniku a aromatických látek. Saltigo nabízí vysoce kvalitní komeční produkty, které jsou dodávány v podmínkách standardního trhu. Jsou jimi alifatické a aromatické aminy, heterocykly, jako např. 1,1´-karbonylbis(imidazol), benzothiazol, fosfanové ligandy pro homogenní katalýzy a deriváty fosgenu, především chlormravenčany. Saltigo nedávno přenesl své technicko organizační činnosti fosgenové chemie do speciálního zařízení v Dormagenu a tak může v budoucnu pružněji a rychleji reagovat na vyřizování požadavků zákazníků. „Saltidin, který je velmi účinným repelentem a vyhovuje nařízením WHO, je jedním z příkladů komerčního řešení a je žádán stále víc,“ doplňuje Kirk Sandri, ředitel marketingu chemických specialit společnosti Saltigo. Integrace společnosti Saltigo do Chemparku v oblasti Dormagenu a Leverkusenu je výhodná i pro případné přenosy vývojových fází do velkokapacitní výroby. Nezanedbatelnou je i logistická stránka, neboť toto středisko chemické produkce leží v srdci Evropy. Navíc je tu i výhoda v tom, že některé výroby mohou běžet paralelně a jiné v sérii, takže se dá ušetřit i v oblasti disponibility nebo nákladů na skladování meziprodukce. Výchozí kompetence partnera pro exkluzivní syntézy včetně spolehlivé produkce látek spočívá v plánování, v konzistentně vysoké kvalitě a v souladu s environmentálními a bezpečnostními regulacemi. „To jsou konkurenční výhody před těmi, kteří mohou nabízet lacinější služby na rozvojových trzích, především v Asii,“ vysvětluje Schneider. Tudíž počítáme s přísnějšími předpisy, zvýšeným monitorováním a růstem mezd, které sice povedou k vyšším nákladům, ale jsou cenou za správně vedené syntézy. Reálná přidaná hodnota pro zákazníka, který spolupracuje se zavedeným evropským poskytovatelem exkluzivních syntéz, jakým je Saltigo, je v dodatečných službách, které může taková společnost nabízet. „Pokud to shrneme, patří mezi ně naše role ve spolupráci při plánování projektů, řízení celého spektra projektů, proces vývoje, optima-


3.2.2015 11:15:47

AKTUÁLNĚ

lizované náklady při zajišťování surovin, přínosy v oblasti řízení dodavatelského řetězce, konzultace a podpora při registrací,“ uzavírá J. Scheider. Saltigo GmbH zaujímá přední pozici v oblasti zákaznických syntéz. Společnost patřící do skupiny Lanxess se zabývá chemickými specialitami v rámci segmentu Advanced Intermediates, který v roce 2013 dosáhl tržeb ve výši 1,647 mil. EUR. Sídlí v Leverkusenu, kde má také kromě Dormagenu své produkční kapacity a zaměstnává po celém světě kolem 1,200 pracovníků. »»www.saltigo.com

EUROPEAN COATINGS SHOW 2015: WACKER BUDE VYSTAVOVAT NOVÁ POJIVA A HYDROFOBNÍ PŘÍSADY DO SÁDRY Na European Coatings Show, které se bude konat od 21. do 23. dubna 2015 v Norimberku, bude skupina Wacker vystavovat nové polymerní pojivo pro modifikaci sádrových produktů. Pojivo s obchodním označením VINNAPAS® 4800 G poskytuje panelům na bázi sádry vyšší povrchovou přilnavost a lepší opracovatelnost povrchu s menším množstvím prachových emisí. Wacker bude dále vystavovat přísadu SILRES® BS POWDER S což je aditivum pro zvýšení vodoodpudivosti suchých maltových směsí založených na sádře. Vysoce účinný prášek má nízký obsah těkavých organických látek a je dobře mísitelný s vodou bez zbytečného prášení. V Norimberku bude mít premiéru VINNAPAS® 4800 G, což je nové polymerní pojivo speciálně určené pro sádrokartony. Tato stavební technologie je velmi populární, protože je velmi jednoduchá a rychlá. Polymerní pojiva jsou velmi důležité přísady, které sádrové směsi poskytují nezbytné vlastnosti, jako jsou stabilita, pevnost, adhese, pružnost a zpracovatelnost. VINNAPAS® 4800 G je redispergovatelný polymerní prášek založený na vinylacetátu a etylénu a je speciálně vyvinut pro použití se sádrovými pojivy. Nové pojivo zvyšuje adhesi spárovací malty jak k výztuži, tak i k sádrokartonu. Zesilující výztuhy, které mohou být vyrobeny z papíru, skleněných vláken nebo netkaných textilií jsou umístěny v sádrokartonu a zajišťují větší stabilitu a zabraňují praskání. Stabilizace polyvinylalkoholem přináší plnivům jednodušší zapracovatelnost do systému a lepší zpracovatelnost a aplikaci. Při aplikaci pojivo zlepšuje zejména kvalitu povrchu, který je bez trhlin a prasklin. Absence změkčovadel ve VINNAPASu® 4800 G podporuje formulaci konečných produktů s nízkou emisí organických látek. To je ideální pro zvýšení ekologičnosti suchých maltových směsí založených na sádře a používaných zejména v interiéru. SILRES® BS POWDER S: Vysoce účinný vodoodpudivý prostředek pro suché sádrové malty Vlhkost může nenávratně zničit sádrové stavební materiály. Sádrové malty se preventivně chrání proti vlhkosti přidáváním vodoodpudivých přísad do suché maltové směsi. Požadavek výrobců na standardní práškovou

formu hydrofobní přísady je řešen použitím práškového nosiče nebo enkapsulací (zapouzdřením) tekuté aktivní látky do pevné látky. Tato aditiva zpožďují začátek hydrofobního efektu kapalných vodoodpudivých přísad přidávaných do malty po smísení suché směsi s vodou. Nevýhodou některých aditiv je jejich použití pouze na nosiči. Aktuálně používaná aditiva jsou formulována tak, aby jejich dávkování bylo co nejnižší, což není velmi efektivní z pohledu jejich ceny nebo množství. Nové aditivum pro suché maltové směsi nemá požadavky na další přídavná aditiva a obsahuje aktivní složku v práškové formě. Dávkování dvě hmotnostní procenta SILRESu® BS POWDER S je dostatečně účinné pro zajištění vodoodpudivosti pro sádrové stavební materiály. Sádra obsahující nové aditivum absorbuje o 90 % vlhkosti méně než sádra neupravená a může být použita v koupelnách, kuchyních, schodištích a garážích. Sádrové omítky, tmely a lepidla, které jsou formulovány s výše uvedených aditivem, jsou použitelné v jakémkoliv interiéru. SILRES® BS POWDER S obsahující methyl silikonát, je transparentní volně tekoucí prášek vyráběný speciální technologií. Aktivní složka je dobře rozpustná ve vodě, což zajišťuje dobrou zpracovatelnost směsi při přípravě malty. Sádrová malta se stane vodoodpudivou až po vytvrzení. SILRES® BS POWDER S může být použit se všemi druhy sádry a suchých sádrových směsí bez ohledu na jejich hodnotu pH. Je eliminován reakční čas po smísení malty s vodou, který je často potřeba u směsí s běžnou formou vodoodpudivé přísady. Sádrové stavební výroby formulované s použitím nového aditiva vyhovují normě EN 13963:2014, která požaduje po vytvrzení absorpci vody nižší než 5 %. »»www.wacker.com

NOVÉ MILNÍKY V POLYURETANECH – SVĚTOVÁ PREMIÉRA PDI DERIVÁTU JAKO TVRDIDLA PRO NÁTĚROVÉ HMOTY A LEPIDLA Na největším světovém veletrhu nátěrových hmot, který se bude konat od 21. do 23. dubna 2015 v Norimberku, představí firma Bayer MaterialScience nové produkty v segmentu polyurethanů zdůrazňující její vedoucí postavení v oblasti polyurethanových surovin pro vysoce účinné a environmentálně příznivé nátěrové hmoty a lepidla podporující potřeby jejich zákazníků. PDI je první bio síťující prostředek pro polyurethany Zákazníci stále více požadují produkty založené na obnovitelných zdrojích surovin. Environmentální kompatibilita se stala požadavkem trhu. Na evropském veletrhu nátěrových hmot bude Bayer vystavovat produkt z této oblasti: pentamethylen diisokyanát (PDI) je nový isokyanát u kterého 70 % obsaženého uhlíku pochází z biomasy bez dalšího přímého vlivu na produkci potravin. Bayer tak nabízí ve svém portfoliu ekologicky příznivé tvrdidlo. Všeobecná technologická platforma se momentálně zabývá vývojem produktů založených na PDI a jejich užitím pro nátěrové



hmoty, lepidla a další aplikace. Bayer MaterialScience zamýšlí uvést na trh první, na PDI založené produkty, v dubnu 2015. Průmyslová výroba bude následovat v roce 2016 s roční kapacitou cca 20 000 tun. Tyto produkty budou vyráběny na stávajícím zařízení energeticky úspornou technologií v plynné fázi. Automobilové nátěrové hmoty pro budoucnost Potřeba snížení spotřeby paliva a emisí CO2 je urychlena vývojem lehkých motorových vozidel, vyrobených ze směsi různých materiálů. V případě automobilů hrají klíčovou roli náklady a energetická účinnost lakování. Také je velmi důležitý vzhled nátěru – hraje roli od nákupu auta až po jeho prodej. Bayer vyvinul inovativní a udržitelnou technologii povlakování doplňků z plastů při nízké teplotě. Vrchní nátěr je vytvrzen až o 30 % rychleji než u zavedených dvousložkových PUR nátěrů bez ovlivnění kvality vzhledu. Ve střednědobém horizontu bude nátěrový systém s největší pravděpodobností také vhodný pro povlakování dílů z kombinovaných materiálů jako jsou podklady plastové, kovové a kompozitní. Nízká teplota umožňuje použít pro vytvrzování alternativní zdroje energie jako je např. dálkové vytápění. Tato technologie nabízí automobilkám značnou časovou a nákladovou výhodu, a zároveň s sebou nese značný potenciál ekologických úspor. Studie provedená týmem projektu ukázala, že tato technologie může snížit spotřebu energie o 15 procent a emise CO2 o 10 procent v porovnání s nejlepšími současnými procesy. Nová technologie je založena na užití tepelně latentních tvrdidel. Po aplikaci nátěru formulovaného s tímto tvrdidlem dojde k rozlivu nátěrové hmoty po podkladu a vytvoření jednolitého filmu, který je vytvrzen následným ohřevem na 90 °C. To zajišťuje rychlé vytvrzení povlaku na plastovém podkladu. Expanze v Číně a v Německu Společnost plánuje příští rok dokončit výstavbu nové výrobní jednotky s kapacitou 50 000 tun/rok hexamethylendiizokyanátu (HDI) v čínském Caojingu. V Dormagenu bude rozšířena výrobní kapacita polyurethanových disperzí. V příštích letech je v Caojingu plánováno další rozšíření kapacity polyurethanových disperzí a výstavba nového výrobního zařízení pro výrobu isoforondiisokyanátu (IPDI). Jednou z důležitých oblastí je vývoj produktů a procesů, které podporují větší úspory energie a snižují náklady při výrobě a použití nátěrových hmot a lepidel. Úspora energie přispívá ke snížení emisí CO2 a ochraně klimatu. Kromě toho, Bayer MaterialScience dlouho prosazuje snížení obsahu organických rozpouštědel v nátěrových hmotách a lepidlech. INSQIN®: Integrované řešení pro textilní nátěry Dalším příkladem úzké spolupráce mezi Bayer MaterialScience a jeho partnery je nový integrovaný koncept INSQIN®. Značka představuje kompletní sadu produktů od společnosti Bayer MaterialScience z oblasti textilních povlaků obsahujících výhradně vodouředitelné polyurethany. Systém zahrnuje všechny aspekty procesu, od vývoje materiálů až po výrobu certifikovanými výrobci. »»www.materialscience.bayer.com

45

3.2.2015 11:15:47

AKTUÁLNĚ

MEZINÁRODNÍ ASOCIACE PŘEPRAVCŮ ROPY SE ROZROSTLA O DALŠÍ ČLENY Praha, 11.12.2014 – V Praze se sešli nejvyšší představitelé ropných transportních společností z regionu střední a východní Evropy, aby na pracovní schůzce dohodli společný postup v rámci nedávno založené Mezinárodní asociace přepravců ropy (dále jen „Asociace“). Nejvyšší představitelé přepravců ropy z Ruské federace, Běloruska, Slovenska, Polska a Maďarska projednali harmonogram dalších kroků a fakticky zahájili činnost Asociace. Závěrem jednání došlo k podpisu memoranda, ve kterém společnosti JSC Transněft, JSC Gomeltransněft Družba a TRANSPETROL, a.s., společně se zakládajícím členem Asociace MERO ČR, a.s., potvrdili svůj vstup do Asociace. Mezinárodní asociace přepravců vznikla z iniciativy státem vlastněné společnosti MERO ČR, a.s., v prosinci loňského roku. Jejím hlavním posláním je vytvoření platformy klíčových subjektů zabývajících se problematikou přepravy ropy a ropných produktů, v rámci níž by docházelo k pravidelnému setkávání vrcholných představitelů členských organizací, výměně informací, formulací společných stanovisek a postojů a koordinaci společných aktivit v oblastech, které jsou úzce spojeny s problematikou přepravy ropy a ropných produktů (včetně společných projektů) v euroasijském teritoriálním prostoru. Dalším cílem tohoto nevládního a neziskového uskupení je koordinace kroků souvisejících s přepravou ropy ropovodem Družba, výměna informací a společné řešení problematiky dodávek ropy ropovodem Družba. „Výměna informací a společná koordinace kroků souvisejících s přepravou ropy ropovodem Družba, a to nejen v krizových situacích, může posílit plynulost a stabilitu dodávek ropy z Ruské federace a v konečném důsledku přispět k posílení energetické bezpečnosti České republiky“, zdůraznil po jednání Asociace Jaroslav Pantůček, generální ředitel MERO ČR. Stejný význam má rozvoj této iniciativy i pro všechny země, jimiž ropovod Družba prochází. »»www.mero.cz

SLOVÁCI VYVINULI UNIKÁTNY SYSTÉM ZVÝŠENIA BEZPEČNOSTI PREPRAVY Bratislava, 15.12.2014 - Zväz chemického a farmaceutického priemyslu (ZCHFP) SR sa v roku 2012 zapojil do projektu ChemLog Tracking and Tracing. Projekt je zameraný na zvýšenie bezpečnosti prepravy nebezpečného nákladu využitím technológie monitorovania zásielok. V súčasnosti sa monitorovanie využíva hlavne v cestnej doprave, kde takto dopravcovia majú prehľad o stave svojich vozidiel na cestách. V projekte ChemLog TaT sa však riešitelia – Doc. Juraj Jagelčák zo Žilinskej univerzity a Ing. Jaroslav Čermák ZCHFP SR, koordinátor projektu ChemLog TaT, zamerali na kombinovanú dopravu. ZCHFP si

46


za partnera vybral kolektív Katedry cestnej a mestskej dopravy Žilinskej univerzity, vedenej prof. Jozefom Gnapom. ,,Testovali sme prepravy cisternových kontajnerov aj kontajnerových vlakov po celej Európe. V spolupráci s českými a slovenskými operátormi sme testovali na trasách ich vlakov do ruského Černjachovska, tureckého Cerkezkoy, talianskeho Terstu, nemeckého Hamburgu, Bremerhavenu aj Duisburgu až po holandský Rotterdam. V marci sme sa dostali až do Donecka, krátko pred vypuknutím nepokojov. V spolupráci s autodopravcami sme testovali jazdy kamiónov po celej Európe od Portugalska po Ural. Iniciatívny prístup doc. Juraja Jagelčáka nás doviedol k testovaniu jázd až na Ural aj do kazašskej Astany. Skúšali sme aj plavby na námorných trajektoch do Anglicka, Švédska aj na Brač. Na Dunaji sme monitorovali plavbu od Čierneho mora po horný Dunaj a po kanáli Dunaj – Mohan – Rýn až na rieku Mohan takmer po Frankfurt. Získané údaje sa dajú porovnávať s informáciami z Riečneho informačného systému RIS, používanom na Slovensku a v Rakúsku. Splnili sme zadanie vedúceho projektu, ktoré rakúski partneri vôbec neriešili,“ vysvetľujú koordinátori projektu J. Čermák a J. Jagelčák. A dodávajú, že oproti nákladným automobilom je hlavný rozdiel v tom, že jednotky nemajú napájanie z elektrickej siete automobilu, ale potrebujú vlastný zdroj elektrickej energie. Predĺženie intervalu medzi nabíjaniami si vyžaduje čo najvýkonnejšie akumulátory. Tie zvyšujú ceny jednotky a spolu s roamingovými poplatkami sú hlavnými nákladmi monitorovania. ,,V tom musíme vyzdvihnúť prístup havířovskej firmy NAMsystem, ktorá nám zapožičala jednotky a platila dátové prenosy. Menšou mierou nám pomohla vlastnými jednotkami aj šalianska firma Qadra. Palubné jednotky sa lokalizujú cez GPS signál a posielajú aj informácie o teplote vo vnútri jednotky a nárazoch v troch osiach. Tým poskytujú dostatok informácií, ale pre chémiu sa môžu v budúcnosti pripojiť externé tlakomery, teplomery produktu aj analyzátory plynov, atď. Tým sa dá výrazne zvýšiť bezpečnosť prepravy. Otázkou je, kam tieto informácie budú odosielané a ako často. Zatiaľ len na server poskytovateľa služby monitorovania a z neho na server Žilinskej univerzity. Tam sa tieto informácie spracovávajú, párujú napríklad s informáciami o preprave a prepravovanom náklade a zasielajú na vopred definované adresy. Cieľom projektu bolo vytvoriť systém automatického hlásenia nehôd záchranným zložkám. Ak dôjde k zraneniu vodiča, záchranári budú vedieť, kde sa nehoda stala a v ktorom smere jazdy a hlavne, v prípade nebezpečného nákladu, aký druh nebezpečného nákladu a množstvo sa prepravuje,“ hovoria J. Čermák a J. Jagelčák. Poukazujú aj na to, že u dopravcov narážajú na otázku dôvernosti informácii o pohybe vozidiel. Ich únik by ich mohol poškodiť zo strany konkurencie a dal by sa aj zneužiť, napr. teroristami. Preto treba vyvinúť systém s oddelením monitorovania a informáciou o type nákladu. Až v prípade nehody by sa obe informácie spojili a hlásenie sa dostalo k záchranárom. Zásadnou je otázka spôsobu zavedenia systémov hlásenia nehody. V súčasnosti sa pripravuje zavedenie inteligentných dopravných systémov, automatického hlásenia nehody osobných áut cez eCall, atď. Zavedenie mo-

nitorovania nebezpečného nákladu s mimoriadnymi dôsledkami možno nariadiť cez dohodu ADR, kde by sa monitorovanie zaviedlo od určitého dátumu povinne. Tu by sa však musela nájsť zhoda všetkých členských krajín dohody ADR, kde sú európske, ázijské aj severoafrické krajiny, čo koordinátori projektu nepredpokladajú. Druhou cestou je postupné zavedenie pomocou poisťovacích spoločností cez zľavy na poistení prepráv. Príkladom využitia monitoringu nebezpečného nákladu môže byť systém monitorovania prepráv výbušnín v Českej republike od 1.1.2014, kde dopravca prepravujúci výbušniny musí umožniť dopytovať Polícii ČR informácie o polohe zo svojho monitorovacieho systému vozidiel v čase nahlásenia prepravy výbušnín. ,,V projekte bol požadovaný systém geofencingu, ktorý bude hlásiť vjazd jednotky do ohraničenej oblasti, napr. hranice štátu, kraja, mesta, zákazu vjazdu alebo oblasti vodných zdrojov. Tieto oblasti boli vytvorené na digitálnej mape v serveri Žilinskej univerzity, ale tu je dôležitý interval lokalizácie. Ak je napr. 20 sekúnd, tak vstup u malých oblastí zachytíme včas. Ak je ale 5 minút, tak vozidlo prejde oblasťou 1 km bez signalizácie porušenia zákazu. Server posielal informácie o vstupe aj výstupe určenej oblasti spoľahlivo. Boli vyvinuté a overené systémy rozpoznania križovania zakázanej oblasti. Príkladom v tomto je Bratislava, kde na križovaní diaľníc D1 a D2 sa nachádza oblasť s ochranou vodných zdrojov, kde nie je možné prepravovať látky znečisťujúce vodu po ceste. Zároveň cez túto zakázanú oblasť sa popod most Lafranconi plavia plavidlá a pretínajú ju aj železničné trate, čo je potrebné ošetriť. Geofencing je funkcia, signalizujúca vstup/ výstup dopravného prostriedku pre určenú oblasť. Aby bol vstup vozidla signalizovaný, musí byť, pre malé oblasti, lokalizovanie pomerne často. U nás bolo každých 20 sekúnd. Na digitálnej mape boli definované oblasti hraníc krajín, krajov, veľkých miest, tunelov a oblastí s ochranou vodných zdrojov,“ približujú J. Čermák a J. Jagelčák. Upozorňujú aj na oblasti so zákazom vjazdu nebezpečného nákladu – tunely, centrá miest. Geofencing by mal umožniť sledovanie vybraných zásielok na operačných pracoviskách záchranného systému alebo inteligentného dopravného systému. ,,Dosiahli sme zaujímavé výsledky, ale kto ich využije? V Dohode ADR sa hovorí o kategórii vysoko rizikového nákladu s mimoriadnymi dôsledkami. Pri nich treba predchádzať ich zneužitiu. Ako ale presadiť využitie v širšom meradle? Striktným definovaním v Dohode ADR? To bude potrebné dohodnúť na zasadnutí WP 15 pri OSN, kde sa zhoda hľadá zložito. Pomohlo by skôr motivovať dopravcov poskytovať informácie o preprave za cenu zníženia poistného? Zhoda by sa skôr našla v stredoeurópskych podmienkach s vysokou koncentráciou ciest, zásielok, prírodných prekážok. Alebo budeme čakať na nejakú väčšiu nehodu alebo bezpečnostný incident a potom už bude záujem riešiť problém?,“ pýtajú sa J. Čermák a J. Jagelčák. A tak bude systém využívaný univerzitou na ďalší vývoj aplikácií, na skúšanie vozidiel, upevnenia nákladu a ďalšie dynamické procesy. V praxi sa využíva na monitorovanie ucelených vlakov Dusla Šaľa, kde oceňujú jeho prínos pre lepšie riadenie logistického reťazca. »»www.zschp.sk


3.2.2015 11:15:47

AKTUÁLNĚ

MATLAB R2014B PŘINÁŠÍ REVOLUČNÍ ZMĚNU GRAFICKÉHO SYSTÉMU A DALŠÍ VYLEPŠENÍ HUMUSOFT s.r.o. a firma MathWorks , přední výrobce programových nástrojů pro technické výpočty, modelování a simulace, uvádějí na trh České republiky a Slovenska nové vydání výpočetního, vývojového a simulačního prostředí MATLAB® R2014b. ®

Nový grafický systém MATLABu přináší uživatelům pro vyšší přehlednost a lepší vjem změněné výchozí barvy grafů, vyhlazování čar a dokonalejší vykreslování 3-D grafů. Popisky os grafů jsou rotovatelné a mohou obsahovat speciální znaky. Nový grafický systém přináší také snazší a rychlejší práci s vlastnostmi grafických objektů a uživatelská GUI se záložkami. V základním modulu MATLAB byly dále rozšířeny datové typy pro reprezentaci data a času s informací o časovém pásmu a lepšími možnostmi zobrazení. Ke zpracování rozsáhlých dat můžete využít podporu platformy Hadoop. V oblasti hardware lze propojit MATLAB s platformami Arduino a Android a ovládát tak motory a akční členy nebo mít přístup k datům ze senzorů. Zajímavé novinky přináší i Simulink. Do grafického editoru byly přidány vodicí značky a nápovědy pro rychlejší tvorbu modelů, grafické spojení textových popisků s bloky a speciální náhled v editoru pro zobrazení rozhraní modelů a subsystémů. Simulink také dostal tlačítko pro rychlý restart po sobě jdoucích simulací a živé zobrazení signálových dat v Simulation Data Inspectoru. Nový blok Simulink Function umožní tvorbu a volání modelovaných funkcí odkudkoli ze Simulinku a Stateflow. Mezi další novinky v systému MATLAB R2014b patří: interaktivní grafické aplikace Image Processing Toolboxu pro segmentaci obrázků a analýzu oblastí; grafická aplikace pro kalibraci stereo kamer, jazykové balíky pro OCR a tvorba red-cyan anaglyfů v Computer Vision System Toolboxu; optimalizační algoritmus Particle swarm v Global Optimization Toolboxu; knihovna Simulinkových bloků a podpora LTE Release 11 v Phased Array System Toolboxu; automatické obarvení spojnic bloků dle fyzikálních oblastí v modelech Simscape; automatická vizualizace tělesa při jeho definici nástroji v SimMechanics; podpora zvuku ve scéně a stereoskopické zobrazení virtuální scény v nástroji Simulink 3D Animation; podmíněné breakpointy, sledování dat a rychlý animační režim ve Stateflow; modelování lineárních systémů s proměnnými parametry v Simulinku a Control System Toolboxu; připojení k Bloomberg B-PIPE a Thomson Reuters Eikon v Datafeed Toolboxu; doplňovací šablony formulářů pro Word a HTML v nástrojích MATLAB Report Generator a Simulink Report Generator; generování kódu pro ARM Cortex-A s podporou NE10 v DSP System Toolboxu a Embedded Coderu; integrace s nástrojem Xilinx Vivado a generování IP core s AXI rozhraním pro Altera SoC v nástrojích HDL Coder a HDL Verifier; grafická aplikace pro převod algoritmů v jazyce MATLAB z floating-point do fixed-point aritmetiky v nástroji Fixed-Point Designer. »»www.humusoft.cz

VĚDCI Z CEITECU MU SPOČÍTALI, JAK VZNIKAL NA ZEMI ŽIVOT Další krok blíže k poznání, jak se rodil život na Zemi, objasňuje nová práce vědců ze společného pracoviště brněnského Biofyzikálního ústavu AV ČR a CEITEC Masarykovy Univerzity (Středoevropského technologického institutu) ve spolupráci se světoznámou italskou skupinou z Università di Roma “Sapienza”. Jejich teorie, která poodhaluje první chemické kroky vedoucí k evoluci na Zemi při počátku života, byla přijata k publikaci v prestižním mezinárodním časopise Chemistry – the European Journal a redakcí označena jako „velmi důležitý článek”. Brněnský tým na základě experimentu italských kolegů vypracoval teoretický chemický model, který ukazuje, jak se mohly kombinovat základní jednotky genetického kódování (nukleotidy RNA) tak, aby vytvářely nové, stále složitější a rozmanitější molekuly, které jsou základem všech živých organismů. Práce českých a italských vědců tak odhaluje klíčovou část mozaiky fungování nejjednodušších genetických molekul. Experimentální práce byla provedena v Itálii v laboratoři Prof. Ernesta Di Maura a Dr. Samanty Pino. Teoretické modelování proběhlo na počítačích brněnského CEITEC v laboratoři Prof. Jiřího Šponera pod vedením Dr. Judit Šponerové v rámci projektu zaměřeného na původ života. Publikovaná práce je součást širšího výzkumu brněnského týmu a spolupracujících laboratoří, který směřuje k nalezení kompletního chemického modelu, rekonstruujícího vznik prvních molekul RNA z molekuly formamidu. Jedná se vlastně o první krok ke vzniku života, k formování prvních genetických molekul. Tato práce souvisí s další studií, o které vloni v prosinci informovaly prestižní světové časopisy Science a PNAS, a která navrhuje, že ke vzniku života mohly výrazně přispět dopady asteroidů. Vědci z pražského Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR a společného pracoviště brněnského Biofyzikálního ústavu AV ČR a Středoevropského technologického institutu (CEITEC) simulovali energii uvolněnou dopady mimozemských těles pomocí pulsů laserových paprsků na pražském vysoce výkonném laserovém systému Asterix (PALS). Podařilo se jim při tom současně vytvořit základní molekuly pro kódování genetické informace, adenin, guanin, cytosin a uracil, tedy čtyři základní komponenty genetického materiálu RNA, ribonukleové kyseliny, která je považovaná za první molekulu schopnou uchovat a rozmnožovat genetickou informaci a je předchůdkyní DNA. »»www.ceitec.eu

UNIKÁTNÍ SCHOPNOST NÁDOROVÝCH BUNĚK Nádorová buňka, které nefungují mitochondrie kvůli chybějící mitochondriální DNA, umí tyto funkční organely získat z jiné buňky, tím restartovat buněčné dýchání a obnovit svůj nádorový potenciál. To je objev, který přepíše učebnice, poznamenává popularizační webový portál IFLScience.



Mezinárodní vědecký tým pod vedením prof. Jiřího Neužila z Biotechnologického ústavu AV ČR a Griffith University v Austrálii ve spolupráci s výzkumníky z Malaghan Institutu ve Wellingtonu na Novém Zélandě zjistil, že rakovinné buňky zbavené mitochondriální DNA, poté co jsou vneseny do příjemce (myši), mají schopnost „obnovit“ svou mitochondriální DNA tak, že ji získají z buněk hostitele. To vede k obnovení mitochondriální funkce mitochondrií v rakovinných buňkách. Výsledkem je, že tyto buňky opět získají schopnost tvořit nádory. Tento zásadní objev funkce nádorové buňky byl zveřejněn v prestižním časopise Cell Metabolism (viz http://www.cell.com/cell-metabolism/abstract/S1550-4131(14)00554-3). Práce ukazuje na několik jevů: schopnost rakovinných buněk získávat mitochondriální DNA z jiných buněk, pravděpodobně mezibuněčným transferem celých mitochondrií, a to v kontextu nádorového mikroprostředí. Dále ukazuje na neobyčejnou plasticitu rakovinných buněk a jejich schopnost překonávat nepříznivé podmínky. Mitochondrie jsou energetická centra buněk, ve kterých probíhá buněčné dýchání a ztráta mitochondriální DNA vede k nemožnosti rakovinných buněk využívat na tvorbu energie oxidativní fosforylaci, což ve svém důsledku limituje jejich růstové a maligní vlastnosti. Prof. Jiří Neužil je vedoucím Laboratoře molekulární terapie Biotechnologického ústavu AV ČR, v. v. i.. Jeho tým se zabývá biologií nádorových buněk, a to zejména z hlediska signálních drah a mechanismu buněčné smrti (apoptózy), vyvolané látkami působícími na mitochondrie (životně důležité buněčné organely). Se svými kolegy definoval „mitokany“ (odvozeno od „mitochondria and cancer“) jako skupinu malých molekul, které mají protirakovinný účinek, a které vyvolávají apoptózu působením na mitochondrie. Protože mitochondrie se v poslední době ukazují jako důležitý a invariantní zásahové místo pro protirakovinné látky ze skupiny mitokanů, jsou tyto molekuly nadějné pro budoucí praktické použití. Prof. Neužil jako první ukázal, že analogy vitaminu E, reprezentované prototypickou látkou a-tokoferyl sukcinát (a-TOS), mají protirakovinný účinek na myších modelech nádorových onemocnění, a to bez sekundární toxicity. Na základě těchto výzkumů jsou v současné době v přípravě klinické testy na pacientech s dosud neléčitelnou rakovinou pohrudnice (mesotheliom). Dále se podařilo identifikovat mitochondriální komplex II jako nové zásahové místo pro protirakovinné látky. Komplex II pouze výjimečně mutuje, tudíž se jeví jako nadějné zásahové místo pro protirakovinnou léčbu. V nedávné době se podařilo skupině prof. Neužila syntetizovat a ověřit účinnost další zcela nové skupiny protirakovinných látek působících na mitochondrie. Tyto látky jsou modifikovány trifenylfosfoniovou skupinou, což vede k jejich velmi specifické lokalizaci do mitochondrií nádorových buněk. Dosavadní výsledky ukazují vysokou účinnost jak při vyvolání apoptózy u nádorových buněčných linií, tak při potlačení nádorových onemocnění u myších modelů. Pro látky tohoto typu jsou nyní ve fázi přípravy preklinické a klinické testy. Prof. Neužil pracuje na Griffith University v Austrálii a zároveň v BTÚ AV ČR. V obou institucích vede výzkumné skupiny. »»[email protected]

47

3.2.2015 11:15:48

VELETRHY A KONFERENCE

19.2.2015 Rektorát ČVUT Praha

Odborné prezentace jako nedílní součást vědecké práce Seminář pod vedením lektorky RNDr. Evy Julákové, CSc. je určen nejen pro vědecké pracovníky a studenty, ale pro všechny, kteří hledají pomoc při přípravě odborných prezentací. Pro velký ohlas akci opakujeme i v Praze. Zde je několik důvodů k návštěvě semináře: • Tlak na publikování jako určitou formu vykazování „výkonů“ stále roste. Všichni píší publikace nebo knihy, sepisují projekty, žádají o granty, přednášejí na konferencích a sympoziích, posílají postery atd. Seminář by měl nabídnout pomoc těm, kteří se v tomto směru necítí nejjistější. • V našem systému vzdělávání není pamatováno na výchovu budoucích vědeckých pracovníků k obratnosti při sestavování odborných sdělení. Seminář se pokusí nabídnout autorům návod ke správnému formálnímu vyjádření jejich odborného know-how. • Stejně jako existuje správná laboratorní praxe či správná vědecká praxe, měla by být i „správná prezentační praxe“, kterou by měl seminář naznačit. • Někteří vydavatelé knih nebo časopisů nepostupují ve své činnosti vždy s patřičnou profesionalitou a ku prospěchu věci a autora, nebo ani nedisponují potřebným redaktorským zázemím. Seminář poskytne základní přehled povinností i práv autora, vydavatele, redaktora i odborného posuzovatele i nezbytné minimální legislativní a ekonomické informace. • Počítačové zpracování textů i jiných prezentací se stalo již naprostou samozřejmostí. Pro autory to znamená nový úkol: umět své texty samostatně zpracovat do finální podoby (často označované camera-ready). Seminář poskytne nejzákladnější informace o používání běžného softwarového vybavení na zpracování textů a prezentací. Počítače a jejich softwarové vybavení dovolují provádět pravé divy, ale pokud má uživatel program donutit, aby provedl potřebné zásahy, musí nejprve vědět, co má chtít. • Prezentační oblast je plná nejrůznějších termínů, pravidel, předpisů. Prostředí a možnosti odborné komunikace se vyvíjejí a je dobře být o nových možnostech informován. Nelze si vše naráz pamatovat a také ne každý souhlasí nebo je ochoten respektovat vše, co je jako pravidlo ukládáno. Situaci komplikuje i snaha neodchýlit se od zažitých (i když ne vždy správných) zvyklostí. Seminář by měl alespoň vyvolat v účastnících pocit, že je o určité záležitosti třeba přemýšlet, nějak ji řešit, a ne to ponechat tak, jak „se to tak většinou dělá“, i když víte, že to není úplně v pořádku. Pořádá: Česká membránová platforma Kontakt: [email protected]

48

Semin.indd 48

T: 724 865 036 I: www.czemp.cz 24.–26.2.2015 Koelnmesse (D)

FILTECH 2015

Mezinárodní veletrh filtrační techniky. Volné vstupenky pro čtenáře časopisu CHEMAGAZÍN: filtech.de/ticket.jsp Kód: Chemagazin. I: www.filtech.de 11.–12.3.2015 hotel Pyramida, Praha

41. konference s mezinárodní účastí – PROJEKTOVÁNÍ A PROVOZ POVRCHOVÝCH ÚPRAV Konference je určena pro široký okruh posluchačů – majitele lakoven, galvanizoven a zinkoven, konstruktéry, projektanty, technology povrchových úprav, pracovníky marketinku, výrobce, distributory a uživatele nátěrových hmot, bezpečnostní techniky, pracovníky státních správy, odborných škol a další. Konference se koná ve spolupráci s Asociací korozních inženýrů, Českou společností povrchových úprav, Asociací českých a slovenských zinkoven, Asociací výrobců nátěrových hmot ČR, zástupci ministerstev, vědecko-výzkumných ústavů, vysokých škol, státních orgánů, českých i zahraničních firem, mediálních partnerů. Konferenci uděluje již opakovaně podporu Hospodářská komora ČR. Připravovaný program zahrnuje: – aktuální změny v platné legislativě, – informace o progresivních technologiích a zařízeních povrchových úprav, nátěrových hmotách, žárovém zinkování, galvanickém pokovování a dalších, – problematiku provozu, emisí, odpadních vod, hygienu a bezpečnost práce, protipožární opatření, – projektování povrchových úprav, – exkurzi na pracoviště povrchových úprav, – diskuzní večer. Informace a rezervace: PhDr. Zdeňka Jelínková, CSc. - PPK T/F: 224 256 668 E: [email protected] I: www.jelinkovazdenka.euweb.cz 18.–20.3.2015 Hustopeče u Brna

ního prostředí a nové materiály pro rozvoj jiných odvětví: ochrana životního prostředí v průmyslové praxi, výzkumné projekty na ochranu životního prostředí, nové materiály pro alternativní zdroje energie, zvyšování energetické účinnosti a ukládání energie a nové materiály na bázi biomasy. • Alternativní zdroje energie: inženýrská řešení pro aplikaci OZE, chytré sítě, decentralizace zdrojů, úspory v průmyslu, akumulace, nové jaderné reaktory, elektromobilita, energeticky úsporná domácnost. CEMC řeší evropský projekt hodnocení inovací EU ETV, pro který hledá zajímavá řešení v oblasti „materiály, odpady a zdroje“. Vybraným inovačním projektům může umožnit vstup do prestižní rodiny ověřených inovativních technologií. Blížší informace jsme připraveni poskytnout na konferenci. Pořádá: CEMC – České ekologické manažerské centrum Kontakt: Ing. Jiří Študent, výkonný ředitel T: (+420) 274 771 353, E: [email protected] I: www.cemc.cz 30.-31.3.2015 Průhonice

REACH CONFERENCE 2015 REACH Conference 2015 is organized for the eight time combining lecturers and participants from different sectors of industry, authorities, academia and other stakeholders. Now we are approaching the CLP classification deadline for mixtures which will require attention of many companies including SMEs which will require expertise and time = investment for compliance. REACH registration 2018 deadline will be a challenge especially for SMEs. Subsequent duties for downstream users in the supply chain are under implementation. Exposure scenarios and e-SDSs are more and more frequent and creating new tasks for all of involved. Also authorisation process is on the place—the Candidate list now containing a total of 155 chemicals and the first decisions for Annex XIV chemicals were already published by ECHA. Further restrictions are applied by revision of Annex XVII. Difficulties as well as good practices will be discussed during the REACH E: www.reachconference.eu

Týden výzkumu a inovací pro praxi Týden výzkumu a inovací pro praxi (TVIP 2015) v jehož rámci proběhnou následující dílčí konference: APROCHEM, Alternativní zdroje energie, Symposium Odpadové fórum a Hodnocení inovací ETV. APROCHEM se v roce 2015 zaměří na: • Řízení rizik: průmyslová rizika, novely zákona k chemickým látkám a prevenci závažných havárií (SEVESO III), vyhlášení nových tématických okruhů TA ČR, klimatické změny fenomén současné doby. • Výzkum a inovace pro ochranu život-

3.–6.5.2015 Hotel Eroplán, Rožnov pod Radhoštěm

5. Česká chromatografická škola – HPLC 2015 Konference !Česká chromatografická škola – HPLC 2015! patří mezi pravidelná setkání odborníků pracujících v oblasti separačních metod se zaměřením na HPLC/UHPLC a kapilární elektroforézu. Pořádá ji občanské sdružení Česká chromatografická škola a je organizována jako setkání studentů, vědců, pracovníků v průmyslu i státní sféry, techniků a zástupců firem. Konference je zaměřena zejména prakticky a aplikačně


3.2.2015 11:16:23

VELETRHY A KONFERENCE

a je vhodná jak pro pracovníky QC laboratoří, tak pro studenty a učitele vysokých škol. Oficiálním jazyky jsou čeština, slovenština a angličtina. Na konferenci proběhne vernisáž knihy „Historie kapalinové chromatografie v Čechách a na Slovensku“. V neděli 3.5. v odpoledních hodinách proběhne kurz HPLC: Pokroky v HPLC a bude vyhlášen vítěz soutěže o nejlepší fotografii s knihou Moderní HPLC separace v teorii a praxi I. a II. I: www.ceskachromatografickaskola.cz/hplc2015-21.htm 5.–8.10.2015 Hotel DAP, Praha 6

INDC 2015 – 15th International Nutrition & Diagnostic Conference Chaired by Assoc. Prof. Aleš Horna and supported by the Czech Society for Nutrition and the Czech Society of Probiotics and Prebiotics, the INDC conference series is a leading meeting which represents an invaluable resource for nutritionists, medical doctors, analytical chemists, biochemists, chemists, and those in the clinical diagnosis seeking new technologies and new approaches in the field of nutrition, food diseases, food components and health trends. Nutrition, food science and diagnostics have improved their importance in today´s human´s life style. Food diseases, nutritional disorders, and malnutrition habits are becoming major public health concerns recently. It is important for people to balance nutrition and physical activity nowadays, therefore is determinant to prevent and manage food diseases. The meeting will feature an extensive scientific programme of lecture and poster presentations which will focus on providing the newest research results to address the diverse challenges faced by today´s scientists. Keynote lectures will be presented by leading academic and industrial scientists from around the world including: Igor Bondarenko (North West Research Centre for Hygiene and Public Health, Russia), Mirek Macka (University of Tasmania, Australia), Helena Tlaskalová-Hogenová (Charles University, Czech Republic), Jianbo Xiao (Central South University, China). In addition to the scientific content, INDC 2015 will include an industrial exhibition where delegates can learn about the latest developments in instrumentation for clinical diagnosis, and separation science. There will also be a business meeting which will give the opportunity to delegates to meet potential partners and researches. E: [email protected] I: www.indc.cz 9.–12. 6. 2015 na Štrbskom Plese vo Vysokých Tatrách

20. medzinárodná konferencia – Riadenie procesov 2015

Zameranie konferencie: Navrhovanie lineárnych a nelineárnych systémov riadenia; Modelovanie, simulovanie a identifikácia technologických procesov; Technické prostriedky merania a regulácie; Optimalizácia procesov; Robustné a adaptívne riadenie; Simulácia a riadenie v pedagogickom procese; Inteligentné systémy riadenia; Informačné technológie v automatizácii; Aplikácia výpočtovej a riadiacej techniky v priemysle; Prediktívne riadenie; Algoritmy a počítačové riadenie; Výpočtové nástroje v MATLABe.

automatizační a regulační techniky zahrnující všechny obory veletrhu. Obor elektronika, automatizace a měřící technika je po obráběcí technice a materiálech a komponentech ve strojírenství třetím nejobsazenějším specializovaným celkem MSV 2015.

Plenárne prednášky:

I: www.msv.cz

– prof. Vladimír Havlena (Honeywell/ ČVUT Praha): Advanced Process Control: from Processing Industries to Embedded Applications, – prof. Mazen Alamir (University of Grenoble): On Trade-offs Governing Real-Time Implementation of MPC. Akceptované príspevky budú indexované v IEEE Xplore a v databáze Web of Science. Pořádá: Ústav informatizácie, automatizácie a matematiky, FChPT, STU v Bratislave, Katedra řízení procesů, FEI, Univerzita Pardubice Informácie a registrácia: Ústav informatizácie, automatizácie a matematiky, FChPT, STU, Bratislava T: +421 (02) 59325 366 E: [email protected] I: www.kirp.chtf.stuba.sk/pc15 10.–12. 6. 2015 Saigon Exhibition & Convention Center, Vietnam

Vietnam Coating Expo

Veletrh vytvářející připojený most mezi místními a zahraniční podniky a je příležitosti k prozkoumání potenciálu vietnamského trhu. I: www.incoating.com 15.–19. 6. 2015 Messe Frankfurt a.M. (D)

ACHEMA 2015

31. ročník vedoucího světového veletrhu pro procesní průmysl. Očekává se 3 800 vystavovatelů z 50 zemí a na 170 000 návštěvníků z cvelého světa. I: www.achema.de 14.–18. 9. 2015 Výstaviště Brno

57. Mezinárodní strojírenský veletrh Mezinárodní strojírenský veletrh je nejvýznamnější průmyslový veletrh ve střední Evropě, s každoroční účastí více než 1 500 vystavovatelů a 80 000 návštěvníků. Ze zahraničí přijíždí přes 35 % vystavovatelů a 10 % návštěvníků. Návštěvnost je vysoce odborná, přes sedmdesát procent návštěvníků ovlivňuje rozhodování o investicích, třetina patří k vrcholovému managementu. Zastoupeny jsou všechny klíčové oblasti strojírenského a elektrotechnického průmyslu. Hlavním tématem MSV je průmyslová automatizace, prezentace měřící, řídicí,


Semin.indd 49

MSV je tradičně věnována vysoká mediální pozornost, akredituje se přes čtyři sta novinářů. Součástí veletrhu je špičkový doprovodný program odborných konferencí, seminářů a workshopů na aktuální technická, obchodní a ekonomická témata. 23.–24.9.2015 Kongresové centrum Praha

LABOREXPO 2015

VII. ročník veletrhu anayltické, měřicí a laboratorní s odborným doprovodným programem. Veletrh LABOREXPO je nejvýznamnější veletržní událost pro oblast analytické, měřicí a laboratorní techniky v ČR, pořádaná pouze jednou za dva roky. Návštěvníci zde najdou široký sortiment přístrojů, zařízení a laboratorního vybavení předních domácích a zahraničních výrobců a nabídku služeb poskytovaných laboratořemi na zakázku. V rámci veletrhu se uskuteční Odborný program - dvoudenní blok přednášek zaměřených na prezentaci významných výzkumných projektů v oblasti chemie, biochemie, life science, nanotechnologií a dalších oborů vědy a aplikovaného výzkumu. Cílem přednášek je představit současné moderní laboratorní a analytické metody a nároky na jejich vybavení v konkrétních souvislostech. Přijďte a seznamte se s nejnovějšími analytickými přístroji a laboratorní technikou. Nejnovější výrobky přinášející významné inovace laboratorní techniky jsou přihlášené do soutěže o „Oceněný exponát veletrhu LABOREXPO“. Návštěvníci veletrhu se mohou zúčastnit Slosování vstupenek s hlavní výhrou 7“ tabletem Samsung věnovaným časopisem CHEMAGAZÍN a dalšími cenami od vystavovatelů. Vstup na veletrh je zdarma. Návštěva veletrhu i jeho doprovodného programu je bezplatná. Odevzdáním vyplněné vstupenky návštěvník obdrží veletržní katalog. Přihlašte se jako vystavovatel na jedinou samostatnou domácí veletržní událostí zaměřenou na oblast analytické, měřicí a laboratorní techniky. Získáte výjimečnou příležitost k osobnímu setkání se zákazníky z laboratoří ve vědě a výzkumu, průmyslové výrobě, zdravotnictví nebo státních kontrolních organizacích. Využijte slevy na pronájem veletržní plochy platné do 28. února! K 31. lednu bylo zaregistrováno již 30 vystavovatelů. Organizátor: CHEMAGAZÍN s.r.o. T: 603 211 803 E: [email protected] I: www.laborexpo.cz

49

3.2.2015 11:16:23

3. mezinárodní chemicko-technologická konference rd 3 International Conference on Chemical Technology

13. - 15. 4. 2015, Mikulov

www.icct.cz

www.icct.cz TEMATICKÉ OKRUHY • Chemické technologie a materiály, zdroje energie - Petrochemie a organická technologie - Ropa, plyn, uhlí, paliva, biopaliva - Polymery, kompozity - Anorganická technologie, katalýza, nanotechnologie, materiálové inženýrství, palivové články, materiály a technologie pro energetiku - Biotechnologie - Syntéza a výroba léčiv

50

Semin.indd 50

• Technologie pro ochranu prostředí - Zpracování odpadů, ochrana ovzduší a vod, technologie pro dekontaminaci půd, zelené průmyslové procesy - Bezpečné řízení procesů, prevence havárií, analýza rizik, atd.


3.2.2015 11:16:23

57. mezinárodní strojírenský veletrh

MSV 2015

Měřicí, řídicí, automatizační a regulační technika

MSV 2015

nejvýhodnější cenové podmínky do

31. 3. 2015

elektronická přihláška k účasti: www.bvv.cz/e-prihlaska.msv

14.–18. 9. 2015 Br n o – V ý s tav iště www.b v v.c z/msv

EMSURE® je když: chemikálie a rozpouštědla stupně čistoty “pro analýzu” mají � širokou specifikací podle ACS, ISO a podle Reag. PhEur � vysokou chemickou čistotu 99,7 – 99,9 % � jednotné metody zkoušení EMSURE® – záruka spolehlivosti výsledků kvantitativních chemických analýz!

Úspora času při kompletaci a vedení dokumentace chemikálií používaných ve Vašich laboratořích pomocí dokumentace Basic nebo Advanced. EMSURE® Quality Documentation Basic nomenklatura, synonyma, vzorce, BL, REACH klasifikace, specifikace, země původu, standardní věty o nebezpečnosti, certifikáty: BSE/TSE, DIN ISO 9001, DIN ISO 14001. Přístup zdarma. EMSURE® Quality Documentation Advanced stručný popis výroby, metody zkoušení, reprodukovatelnost šarží, certifikáty: RoHS, aflatoxiny, alergeny, zbytková rozpouštědla, GMO, CMR a informace o přítomnosti nanočástic. Přístup po podpisu dohody o důvěrných informacích. Garance aktualizací po dobu 5ti let po uhrazení poplatku.

www.merckmillipore.cz, www.mecomm.cz www.merckmillipore.sk, www.mecomm.sk

DSC do 1600 C

Recommend Documents