O tym, jak wygląda proces tworzenia i rozwijania technologii w przemyśle, opowiada dr inż. Anna Szelwicka, specjalistka w Dziale Badań Petrotechnologii i Zagospodarowania CO₂ w Centrum Badawczo-Rozwojowym ORLEN S.A.
Więcej możliwości skalowania
Dr inż. Anna Szelwicka przez ponad 8 lat była pracownikiem naukowym na uniwersytetach m.in. w Polsce i Niemczech, pracując w tym czasie w licznych projektach B+R we współpracy z przemysłem, dotyczącym optymalizacji i skalowania procesów. Co daje jej teraz praca w strukturze przemysłowej, a czego nie oferowało środowisko akademickie?
– W zakładzie przemysłowym skupiamy się na technologiach, które są odpowiedzią na potrzeby rynku. Na uczelni zaś często poświęcamy się pracy nad badaniami podstawowymi, na realizowaniu pewnych koncepcji w małej skali – tłumaczy dr inż. Anna Szelwicka – Dodatkowo tutaj wchodzą też problemy związane na przykład z finansami. Często firma, jeśli chciałaby wdrożyć jakąś technologię, posiada po prostu więcej środków, więcej możliwości skalowania danego pomysłu.
Nie każdy pomysł ma potencjał wdrożeniowy – nawet jeśli jest interesujący naukowo
Jakie są kryteria oceny pomysłów badawczych? Co decyduje o tym, że dany temat zyskuje szansę na wdrożenie? Dr inż. Anna Szelwicka podkreśla różnice między środowiskiem akademickim a pracą w zakładzie przemysłowym. Na uczelniach
celem jest przede wszystkim rozwój wiedzy i opracowywanie nowych rozwiązań, nawet jeśli nie mają one bezpośredniego zastosowania.
Tymczasem w przemyśle punkt wyjścia jest zupełnie inny. Każdy pomysł musi być analizowany już na wczesnym etapie pod kątem jego potencjału wdrożeniowego i ekonomicznej wykonalności.
– W Centrum Badawczo-Rozwojowym, zapotrzebowanie na pomysły w danej dziedzinie, analizowane jest już na wczesnym etapie wykonalności. Wiele pomysłów już na tym etapie niestety będzie musiało zostać odrzuconych – przekonuje nasza rozmówczyni.
Często powodem odrzucenia jest brak realnych podstaw – np. konieczność użycia niedostępnych surowców albo koszty, które od razu wskazują, że technologia nie ma szans konkurować z rozwiązaniami konwencjonalnymi.
– Może okazać się, że pomysły oparte są na jakichś nierealistycznych założeniach, surowcach niedostępnych dla zakładu lub stwierdzamy, że ich zakup będzie zbyt drogi, by móc zastąpić konwencjonalną technologię – dodaje dr inż. Szelwicka.
Od kolby laboratoryjnej do instalacji pilotowej
Droga technologii od pomysłu do przemysłu jest długa i pełna etapów pośrednich. To, co na papierze wygląda prosto, w rzeczywistości okazuje się dużo bardziej skomplikowane.
– Chemia tylko na papierze wygląda tak samo. Schemat reakcji najczęściej wygląda w ten sposób, że mamy jakieś surowce, jakieś warunki reakcji i następnie mamy produkt. Możemy to zmieścić w jednej linijce w zeszycie. Natomiast rzeczywistość wygląda już zupełnie inaczej – podkreśla dr inż. Anna Szelwicka.
Pierwsze próby prowadzi się w skali zaledwie kilkunastu mililitrów. Na tym etapie chodzi głównie o sprawdzenie, „czy możliwe jest otrzymanie daną ścieżką danego rozwiązania”. Dopiero później rozpoczynają się długotrwałe badania nad optymalizacją i skalowaniem procesu. Optymalizacja oznacza poszukiwanie najlepszych warunków i aparatury, a skalowanie wymaga spojrzenia szerzej – nie tylko na samą reakcję, ale także na produkty uboczne, fazy reagentów czy właściwości fizykochemiczne całych strumieni procesowych.
Tutaj pojawiają się również kwestie bezpieczeństwa. To, co w laboratorium kończy się najwyżej koniecznością umycia dygestorium, w większej skali mogłoby stanowić zagrożenie życia.
– Gdybyśmy nie przeprowadzili takiego stopniowego skalowania, czyli od kolby laboratoryjnej przez potwierdzenie tej koncepcji, zoptymalizowanej w laboratorium, później również stopniowo zwiększając skalę w instalacjach pilotażowych i później instalacjach imitujących już warunki rzeczywiste, to mogłoby dojść do bardzo niebezpiecznych sytuacji, na przykład kumulacji jakichś związków, czy niekontrolowanego wzrostu ciśnienia. To następnie mogłoby stanowić śmiertelne zagrożenie dla osób obsługujących takie aparaty – zauważa dr inż. Szelwicka.
Cały ten proces ocenia się za pomocą wskaźnika TRL (Technology Readiness Level), czyli poziomu gotowości technologicznej.
– TRL podzielone są w skali od 1 do 9, gdzie 1 to są właśnie te prace koncepcyjne, a 9 oznacza, że dana technologia jest już gotowa do wdrożenia do praktyki przemysłowej – mówi dr inż. Anna Szelwicka.
Dzięki temu można jednoznacznie określić, na jakim etapie znajduje się dana technologia i jakie ryzyka wciąż należy przeanalizować.
Chcesz dowiedzieć się więcej, jak wygląda droga technologii od pomysłu naukowca do wdrożenia w przemyśle i jakie wyzwania czekają po drodze? Posłuchaj całej rozmowy z dr inż. Anną Szelwicką w najnowszym odcinku MamStartup Podcast.
