Cenu Vedec roka SR 2020 v kategórii Technológ roka získal prof. Ing. Marián Peciar, PhD., z Ústavu procesného inžinierstva na Strojníckej fakulte STU v Bratislave.
Profesor Marián Peciar je medzinárodne uznávaným odborníkom v oblasti procesnej techniky, špecifického interdisciplinárneho odboru prepájajúceho oblasť strojárstva a chemického inžinierstva.
Ocenenie mu porota udelila „za mimoriadny prínos v oblasti vývoja nových netradičných a unikátnych technológií spracovania suchých aj vlhkých práškových a zrnitých látok, v oblasti pokrokových materiálov pre nasadenie v systémoch Industry 4.0 a výchovu mladých technológov“.
V rozhovore pre portál Veda na dosah hovorí podrobne o svojom výskume, patentoch a o budúcich výzvach procesného inžinierstva.
Čo pre vás ocenenie Vedec roka SR znamená?
Ocenenie ako také je niečo, čo nie je bežné, nedá sa vynucovať, nebýva každý deň a aj forma prejavu ocenenia býva rozmanitá.
Veľmi ma napríklad tešia „ocenenia“ od študentov, keď po prednáške prídu a s uznaním povedia: „Tak toto bolo teda fakt dobré.“ Je to fantastický pocit, keď to povie študent, ktorý ešte pred hodinou o prednášanej téme veľa nevedel.
Ďalšou kategóriou uznania je, keď sa so svojím výskumným tímom pasujeme s „neriešiteľnými“ problémami napríklad v aplikačnom výskume. Ako balzam pre dušu výskumníka je to, keď sa problém po nejakom čase podarí vyriešiť a naši kolegovia z priemyslu nás jednoducho potľapkajú po pleci s komentárom: „Dobrá práca.“
A potom sú tu vážne ocenenia, ku ktorým patrí aj ocenenie Vedec roka SR. Majú pre mňa veľký význam, lebo sú uznaním odbornej komunity, ktorá má na stole viacero určite veľmi kvalitných a pozoruhodných návrhov, a rozhodne sa oceniť práve moju prácu.
Je to krásny pocit, ale aj veľký záväzok a výzva byť ešte lepším, nezaspať na vavrínoch a snažiť sa veci posúvať ďalej. Ocenenie Vedec roka SR je zaiste prestížnym ocenením, nie však jednotlivca, ale dobre zohraného kolektívu zapálených mladších či starších kolegov.
Profesor Marián Peciar na ocenení Vedec roka SR 2020. Autor: Marián Zelenák, CVTI SR
Získali ste ocenenie v kategórii Technológ roka za technológiu na spracovanie granulovaných hnojív. Prečo ste sa tejto téme začali venovať?
Aby bolo zrejmé, kedy som sa ku granulačným technológiám dostal, urobím krátky výlet do histórie. Keď som sa v roku 1976 dostal do prvého ročníka vysokej školy (Strojnícka fakulta SVŠT), bol som sa pozrieť na pracovisko (Katedra chemických strojov a zariadení), ktoré zabezpečovalo vtedajšie päťročné inžinierske štúdium.
Tam sa ma hneď ujali asistenti, pracoval som s nimi ako vedecká pomocná sila. Jeden z prvých mojich „projektov“ bola granulácia sušeného mlieka Svalíz. Aj diplomovú prácu som mal na tému vysokotlakovej granulácie – Návrh kontinuálneho dvojvalcového kompaktora.
Výskum a štúdium ma poznačili na celý život. Po päťročnej práci v komerčnej firme (ako to vtedy bolo zvykom) a získaní praktických skúseností som sa vrátil na svoju alma mater. Od roku 1986 trvale pracujem na dnešnom pracovisku a práškové technológie sa stali mojím celoživotným osudom. Na vývoji technológie granulovaných hnojív pracujeme niekoľko rokov.
O čo v tejto technológii ide?
Bežné granulované hnojivá, ktoré sa vyrábajú komerčne vo veľkých objemoch, využívajú takzvané technológie za vlhka nabaľovaním, respektíve výrobou z taveniny. Tento spôsob je energeticky dosť náročný, máva relatívne stabilný pomer živín N(dusík) : P(fosfor) : K(draslík) a je určený hlavne pre intenzívne veľkopoľnohospodárske účely.
Naša technológia „za sucha“ je založená na princípe lisovania suchých zmesí namiešaných práškov z komponentov s variabilným pomerom N : P : K. Ide o výrobu špeciálnych hnojív podľa receptúr, ktoré sa dajú prispôsobiť typu pôdy, ročnému obdobiu, typu rastliny, rýchlosti rozpúšťania a podobným požiadavkám. Táto technológia tiež nie je nová, doteraz sa využívala prevažne na jednoúčelovú výrobu jedného typu hnojiva.
Keďže trh s hnojivami sa tiež vyvíja, požiadavky na zloženie, aplikáciu a veľkosti granúl rastú. Už dlhší čas sme sa zaoberali vývojom nových princípov a konštrukcií pre hnojivové granulačné technológie.
Keď sme približne pred piatimi rokmi získali komerčný projekt na výskum multikomponentných hnojív granulovaných suchou cestou a prípravu projekčných podkladov pre stavbu reálnej výrobnej technológie, boli sme pripravení ukázať, že takého zadanie projektu vieme zrealizovať.
Pozrite si
Vznikol tak úplne nový koncept linky, ktorá je schopná pripraviť z dvanástich (podľa potreby aj viacerých) rôznych surovín obsahujúcich prvky N, P a K predbežne dvadsaťštyri (podľa potreby aj viacero) rôznych receptúr hnojiva.
Linka je univerzálna v tom, že má integrovaný mlyn na prípravu suroviny vhodnej veľkosti a sústavu granulátorov s triedičom, ktoré umožňujú vyrobiť produkt v želanej veľkosti a šírke frakcie granulátu (v rozsahu napríklad od 0,7 mm až do 5 mm).
V linke je použité nami vyvinuté a patentované zariadenie, takzvaný jemný granulátor, ktoré bezkonkurenčne zvyšuje efektivitu výroby granulátu (4-krát – 5-krát voči doteraz používaným granulátorom), významne šetrí spotrebu elektrickej energie a redukuje potrebu dimenzie dopravných ciest.
V technológii sú inštalované viaceré komerčne dostupné zariadenia a celá technológia je riadená počítačom. To však neznamená, že takúto komplikovanú linku môže obsluhovať nezaškolený personál a všetko funguje na jedno stlačenie tlačidla z pohodlia velína. Naučiť sa pracovať s touto technológiou vyžaduje kvalifikovanú obsluhu s vedomosťami o vlastnostiach práškov a použitých zariadeniach i rutinu získanú z prevádzkovania takéhoto kolosu.
Čomu sa venujete v súčasnosti? Aké nové témy riešite?
Granulačné technológie sa neobmedzujú iba na hnojivá. Tejto téme sa síce venujeme prednostne, ale pracujeme aj na ďalších projektoch so širokou škálou materiálov, veľkostí granulátov a aplikácií. Sortiment je naozaj široký – od farmakologických substancií a čistých chemikálií až po látky, ktoré sa bežne nazývajú práškovými odpadmi.
Ak by som mal niektoré z nich vymenovať, spracovávame liekové zmesi pred tabletovaním (analgetiká a antipyretiká s mikrokryštalickou celulózou), práškové kolostrum, intenzívne farbiace látky na farbenie textílií, rôzne plnivá (vápenec, zeolit), ale aj síran amónny, sódu bikarbónu, soľ, cukor, koreniny a podobne.
Priamo vo výrobnom závode sme riešili technológiu spracovania inhibítorov vulkanizácie, práškového karbidu vápenatého alebo aj kyanidov pre spracovanie prachového odpadu na opätovné využitie vo výrobe, lisovanie arzénového koncentrátu a mnohé ďalšie. Riešili sme tiež granuláciu jemných prachových podielov z opracovania brzdových doštičiek, zrnitého odpadu zo spracovania niklovej huty a viacerých odpadov určených pre energetické spracovanie. Podobných projektov máme desiatky a všetky majú nálepku „bezodpadové technológie“.
Aké výzvy čakajú v najbližšej budúcnosti váš vedný odbor?
Žijeme v ére, ktorá sa vyznačuje víziou totálnej automatizácie a umelej inteligencie, prevádzkovania bez potreby zásahu obsluhy. Platí to aj pre spracovateľské technológie nášho vedného odboru procesná technika.
O koncepte Industry 4.0 zrejme netreba hovoriť, táto téma bola už mnohokrát pretriasaná. Ani najlepšia automatizovaná linka však nebude spoľahlivo pracovať, ak nebude mať surovinu s garantovanými a časovo stabilnými vlastnosťami. Žiaľ, práškové materiály takýmito vhodnými vlastnosťami spravidla nedisponujú, spekajú sa, vlhnú, ťažko sa transportujú a kladú odpor pri dávkovaní a vysýpaní.
Nezostáva teda nič iné, iba nevhodné vlastnosti upraviť tak, aby plne vyhovovali náročným procesným požiadavkám. Jednou z možností je napríklad transformácia tvaru do mikrogranulátu alebo úprava povrchových vlastností. Netýka sa to však iba samotných spracovávaných materiálov, ale často aj súvisiaceho návrhu spracovateľských strojov a aparátov.
Využívame netradičné konštrukčné materiály, pracovné princípy, spôsoby opracovania aj dimenzovania. Všetky nové návrhy overujeme v laboratóriách na zariadeniach vo veľkosti pilot-plant, pri zostavovaní celých výrobných technológií využívame napríklad aj virtuálnu realitu.
Na svojom konte máte viacero patentov. Na ktorý z nich ste najviac hrdý a prečo?
Na túto otázku je veľmi ťažké odpovedať. Je to, ako keby ste sa pýtali rodiča, ktoré zo svojich detí má najradšej. Každý z patentov alebo úžitkových vzorov má svoju históriu, pozadie vzniku aj možnosť využitia a podľa toho je jedinečným.
Hlboko v mysli mám prvý patent z čias, keď som pracoval v praxi ako samostatný výskumný pracovník v oblasti automatizácie smaltovania. Vyvinuli sme technológiu elektrostatického nanášania suchého práškového smaltu na ploché aj tvarované výrobky (vane, práčky, sporáky, hrnce a podobne).
Profesor Marián Peciar pri práci v laboratóriu. Zdroj: archív M. P.
V elektrostatickom poli sme dokázali naniesť jednu základovú vrstvu a dve biele krycie vrstvy na výrobky na jeden výpal, čo dovtedy nebolo možné. Táto technológia ušetrila cca 60 percent energie a licencia bola úspešne predaná do viacerých štátov.
Odvtedy som spoluautorom a pôvodcom takmer 3 desiatok patentov a úžitkových vzorov, ktorých vlastníkom je STU. Niektoré vznikli aj počas spolupráce na medzinárodných výskumných projektoch, napríklad s Univerzitou Karlsruhe a Darmstadte.
Z posledných patentov, ktoré sú pripravené na predaj licencie, je významným medzinárodný patent The method of granulation of the particulate material, the granulator of the particulate material with the flat matrix (2019) – Spôsob granulácie partikulárneho materiálu, granulátor partikulárneho materiálu s plochou matricou.
Je kľúčovým zariadením aj granulačnej technológie multikomponentných NPK hnojív a postupne overujeme jeho využitie i pre iné segmenty priemyslu (napríklad granulácia kŕmnych zmesí alebo vitamínov pre zvieratá). Pripravujeme sa tiež na opakovaný projekt granulácie hnojív, respektíve granuláciu samostatných komponentov hnojív pre zahraničného odberateľa. Musím však konštatovať, že som hrdý na všetky predmety priemyselného vlastníctva z našej kuchyne.
