Системно-синергетическая методика изобретательства

Ускорение нашей победы в затянувшейся жестокой кровопролитной войне с наглым “старшим братом” возможно  за счет возрождения нашей оборонной промышленности, которое, в свою очередь,  затруднено в условиях деиндустриализации  страны, ускорившейся  вследствие  войны и  деинтеллектуализации  общества. В то же время, налицо первые  успехи возрождающейся  оборонки страны, где  удалось воссоздать  ранее известный всему миру  высокий  творческий потенциал  наших тружеников,  сконцентрировавших   свои усилия на создании высокоэффективной современной инновационной  военной техники. Нет сомнений в том, что необходимо направить  все силы  на развитие этого успеха. Однако,  только лозунгами этого не добьешься и даже совершенствованием среднего и высшего образования с привитием  молодежи  способности к созданию инновационных решений, о чем  я неоднократно писал в своих статьях, в том числе, и в этом блоге. Нет у страны времени ожидать, пока даже уже обученная талантливая молодежь  вырастет и станет способной создавать не только  более эффективные дроны. Подвожу читателя к  мысли о том,      что необходимо привлечь  к  инновационному творчеству   наиболее талантливых людей  среднего и старшего поколений, обучив их  современным методам  творчества инновационных решений.  В связи с этим, а также с тем, что я уже “еду с ярмарки”, решил  впервые обнародовать  свою Системно- синергетическую методику изобретательства, некоторые   разделы  которой до этого публиковались только  в  научно-технических журналах и  нескольких моих книгах.  Может быть,  и власть, к которой я многократно обращался, надеюсь, заинтересуется  этим  проектом.

Для его реализации не потребуется обучение премудростям  сложных фундаментальных наук. Достаточно обычных инженерных знаний. Разве что, необходимо развить системное мышление, что, впрочем, давно пора сделать и  для  наших  госуправленцев,  экономистов, политиков да и   военных руководителей.

Обучить   системному мышлению, а также  эффективно его применять довольно непросто, ибо эта дисциплина требует овладения целым набором навыков мышления. Barry Richmond считает что перед изучением конкретных навыков важно понимать четырёхэтапный процесс системного мышления. Сначала вы определяете проблему или вопрос, который нужно решить. Затем формулируете гипотезы для объяснения проблемы и проверяете их с помощью различных моделей — ментальных, на бумаге или компьютерных. Когда вы убедитесь, что разработали работоспособную гипотезу, вы делитесь своими выводами с другими и начинаете внедрять изменения.

При этом системное мышление и его семь навыков играют ключевую роль в улучшении нашего мышления.Существует как минимум семь отдельных, но взаимозависимых навыков мышления: динамическое, играющее ключевую роль в формулировании проблемы или вопроса с учётом изменений во времени, структурное, определяющее,что   включить в модель, а что исключить.  обобщённое, по которому полезнее рассматривать систему в целом, а не углубляться в каждую деталь. операциональное, которое стремится понять причины поведения, а не просто выявлять корреляции или факторы, Что касается циклического, континуального и научного мышления, то  они необходимы для формирования гипотез (или ментальных моделей), которые вы собираетесь проверить и для проверки этих моделей. Каждый из этих навыков привносит вклад в анализ системного подхода.

Успех книги Питера Сенге «Пятая дисциплина: Искусство и практика обучающейся организации» показал, что системное мышление может быть привлекательным. Однако, для успешного применения его необходимо приложить усилия. Одной из причин сложности заключается в том, что навыки мышления, требуемые для этого, отличаются от тех, которые мы обычно используем в деловой сфере.

Изучив и освоив семь ключевых навыков, необходимых для эффективного применения системного мышления, вы сможете постепенно начать их применять. Если начать с освоения каждого навыка по отдельности, можно увеличить вероятность успешного объединения их в реальной ситуации. Поэтому  можно тренироваться, развивать навыки… а затем приступать к решению сложных задач! Осталось привести кучу уравнений для каждого вида  научного мышления, но с моей точки зрения,  достаточно старого доброго курса логики, которой добросовестно обучали в старой средней школе и который где-то потерялся в ходе  бестолковых школьных реформ.

Итак, вначале немного о наиболее близкой предшественнице методики творчества, заявленной в заголовке этой статьи и  написанной на русском языке из-за  большого количества терминов, пока не  четко определенных в украинском языке. В  последние годы получила распространение  Синектика — особая форма поиска новых идей посредством построения аналогий,  предложенная американским изобретателем и исследователем методологии творчества В.Дж. Гордоном.  Известно, что еще в 1960 г. В.Дж. Гордон организовал фирму "Синектикс инкорпорейтед", которая берет на обучение группы специалистов из различных фирм и посылает в них своих сотрудников для участия в решении технических, организационных и иных проблем.

Несколько слов о нашем понимании этой методики  изобретательства. Слово "синектика" в переводе с греческого означает "совмещение разнородных элементов". В полном словаре английского языка дано такое определение: "Синектические группы - группы людей различных специальностей, которые встречаются с целью попытки творческих решений проблем путем неограниченной тренировки воображения и объединения несовместимых элементов".

Аналогия считается одним из самых универсальных эвристических приемов для решения творческих задач. Аналогия может быть выявлена сознательно, целенаправленно или случайно, без участия сознания (по ассоциации). Метод аналогий основан на свойстве человеческого мозга устанавливать связи между словами, понятиями, чувствами, мыслями, впечатлениями, т.е. устанавливать ассоциативные связи. Это приводит к тому, что отдельное слово, наблюдение и т.п. могут вызвать в сознании воспроизведение ранее пережитых мыслей, восприятий и «включить» богатую информацию прошлого опыта для решения поставленной задачи. Аналогия является хорошим возбудителем ассоциаций, которые в свою очередь стимулируют творческие возможности.

Теоретической основой синектики стали утверждения, что творческий процесс познаваем и может быть рационально организован, творческие процессы отдельного лица и коллектива аналогичны, иррациональный момент в творчестве важнее рационального; в латентном (скрытом) состоянии находится очень много творческих способностей, которые можно выявлять и стимулировать. С этим трудно не согласиться.  Глобально синектика включает в себя два базовых процесса:

А. Превращение незнакомого в знакомое - сведение новых  ситуаций к уже испытанным, известным. Процесс превращения неизвестного в известное ведет за собой огромное разнообразие решений, но требование новизны - это, как правило, требование новой точки зрения, взгляда на проблему.

Б. Превращение знакомого в незнакомое.  Превратить знакомое в незнакомое - означает исказить, перевернуть, переменить повседневный взгляд и реакцию на вещи, события.

Применение синектики в решении инновационной проблемы, как предлагают авторы,  включает в себя следующие этапы:

1) ознакомление с проблемой;

2) уточнение проблемы, что означает превращение проблемы как она была дана, в проблему, как ее следует понимать ;

3) решение проблемы. Здесь под решением проблемы понимается взгляд с какой-то новой точки зрения так, чтобы сбить психологическую инерцию. 

Блок-схема синектического процесса

1. Постановка задачи

2. Перевод задачи, "как она поставлена" в задачу, "как она понимается".

3. Выявление вопроса, вызывающего аналогии.

4. Работа по поиску аналогий.

5. Использование аналогий:

- Прямая аналогия
- Символическая аналогия
- Личностная аналогия
- Фантастическая аналогия

6. Поиск возможностей перевода найденных аналогий и образов в предложения по решению поставленной задачи. 

Однако,  чрезвычайно  успешной и результативной  Синектике   уже  70 лет. Все эти годы   развивались наука и  техника, и  возможности синектики уже ограничены, т.к. она все же оторвана от изучения объективных закономерностей развития реальной экономики и финансов.  Появились новые   научные подходы, на базе которых  целесообразно продолжить развитие  науки поиска креативных решений.

Нами сделана попытка дальнейшего развития методики  творчества на базе системного анализа и  одного из его методов – синергии (иногда используют термин синергетика).

Системный анализ – это совокупность определенных научных методов и практических приемов решения разнообразных проблем, возникающих во всех сферах целенаправленной деятельности общества, на основе системного подхода и представления объекта исследования в виде системы. Характерным для системного анализа является то, что поиск лучшего решения проблемы начинается с определения и упорядочения целей деятельности системы. Системный анализ характеризуется главным образом упорядоченным, логически обоснованным подходом к исследованию проблем и использованию существующих методов их решения, которые могут быть разработаны в рамках других наук.

Синергия — популярное понятие (которое  можно смело отнести  к   науке о системном анализе) в среде маркетологов, менеджеров, экономистов и тренеров личностного роста, а сегодня -  ученых и инженеров. Термин «синергия» пришел к нам из греческого языка («syn»— «вместе» + «ergeia» — «дело, труд»). Он обозначает эффект взаимодействия нескольких факторов, который оказывается гораздо мощнее, чем сумма эффектов, вызванных этими же факторами по отдельности. Иными словами, целое оказывается больше простой суммы его частей: 1+1=3.  Но тут важно не спутать слово «синергия» с понятием «синтез», которое тоже обозначает объединение отдельных элементов в одно целое. В обоих случаях конечный результат отличается по свойствам от исходных компонентов. Но в синтезе важнее целостность, а в синергии — дополнительное качество, некий «пятый элемент», возникающий,  словно из ниоткуда (а на самом деле — из правильного сочетания элементов).

По  системному анализу, в частности, по теории технических систем  и по  синергии в инженерной химии изданы в Германии  две мои  монографии, где не только изложены теоретические основы этих двух наук, но и  результаты  применения  методики  изобретательства, созданной  на  основе их использования :

Задорский В.М. Синергия в инженерной химии. Средства и методы. Просто о сложном: Монография. Palmarium Academic Publishing (08.02.2016) – 396 с. (ISBN-13: 978-3-659-60448-5);

Задорский В.М. Теория технических систем. Оптимизация. Средства и методы: Монография. Palmarium Academic Publishing (24.05.2016) - 364 с. (ISBN-13:978-3-959-72182-3).

Для того, чтобы найти инновационные решения при проектировании промышленной техники (под техникой мы понимаем единство технологии и оборудования для ее реализации),   мы разработали, по нашему мнению развивающую метод синектики, методику изобретательства и креативного развития. Суть ее проста. Все известные методики изобретательства устраняют  противоречия.  Это заблуждение.  Довольно давно, лет 30 тому, у нас появилась идея  не устранять противоречия, не бороться с ними, а   обеспечивать  гармонию между ними.  Оказалось, что для этого  есть два пути - гармония может обеспечиваться  внутри системы без участия внешних факторов воздействия, к примеру, за счет гибкости и  адаптивности гармонирующих систем. Или путем наложения внешних воздействий, к примеру, гидродинамических - колебаний скорости  контактирующих потоков в ней   с учетом их резонанса с собственными колебаниями в системе…  С использованием этой методики в  одном из лучших в нашем  городе лицее мы успешно апробировали методику синергетичного творчества.

Алгоритм использования этой методики выглядит следующим образом:

1. Проведение системного анализа с целью декомпозиции объекта по иерархическим уровням и определения так называемого лимитирующего (определяющего)  уровня в оптимизируемой системе,

2. Выявление  противоречий между одновременно (параллельно) протекающими  процессами на лимитирующем этом уровне,

3. Анализ влияния этих противоречий на кинетику  каждого  из процессов и суммарного процесса. Поиск методов создания  гармонии между противоречиями изменением внутренних параметров системы, или наложением внешних возмущений на основе законов синергетики с помощью наших баз данных  режимно- технологических и аппаратурно – конструктивных  методов.

4. Оптимизация гармонизирующих факторов с использованием методов физического и математического моделирования (преимущественно, методов математического планирования эксперимента).

 Главное в этом методе то, что не ставится задача устранения противоречий, как при известных традиционных подходах, а  проводится поиск методов и оптимальных параметров их гармонизации.

Более подробное описание и примеры использования этого метода можно найти в моем  Интернет - портале «Технологический бизнес» (www.invest.ho.ua). Это не развлекательный портал для студентов, а портал для преимущественно дистанционного  обучения профессионалов, выпускников вузов инженерного профиля, специалистов, бизнесменов, предпринимателей, чиновников, депутатов, ученых, в первую очередь, субъектов малого и среднего бизнеса и т.д. Его цель - не только дать им информацию и расширить их профессиональный кругозор, но, что более важно, обучить инновационной технике и технологии бизнеса, обеспечить развитие творческих способностей, склонностей создавать инновационные решения, 

Кроме того, на этом портале приведена программа упомянутой школы синергетического изобретательства,  а также обучающего центра  консалтинга,  тренингов, коучинга, экспертизы, аудита для развития творческих способностей профессионалов при решении конкретных проблем реального производства, виртуальный он-лайновый  технологический бизнес – инкубатор (теплица) и др. Портал основан только на авторских методиках,  монографиях автора, научных статьях, описаниях многих патентов, результатов коммерциализации проектов автора и его учеников.

Хочу предложить читателям взаимовыгодное сотрудничество,  используя для этого   один из принципов сотрудничества, рекомендуемых  синергетикой - принцип слияния групп исполнителей (принцип поглощения не предлагаю). Возможны, к примеру, такие варианта слияния :

1. Cовместно доработать и  после этого совместно   защитить патентом системно- синергетическую методику изобретательства как интеллектуальную собственность с последующей реализацией  этой методики  в  различных организационных вариантах  ( к примеру, совместного  центра  промышленного изобретательства, или Центра развития креативных способностей   молодежи).

2. Организовать  хозрасчетный Центр  синергетического химического инжиниринга. 

3. Не исключены таже индивидуальные контракты с членами нашего коллектива.

Кроме самой системно - синергетической  методики поиска нестандартных эффективных решений для сотрудничества может быть интересно  синергетические взаимодействие специалистов при решении вопросов коммерциализации и  практического использования    результатов наших научных исследований по ряду перспективных направлений.  Прежде всего, это:

- Создание современного оборудования для работы с капиллярно - пористыми телами с  использованием новой эффективной технологии их пропитки   (уже определилось около 100 областей практического применения) без использования энергоемких вакуумных процессов или процесса проточной пропитки под давлением.

- Использование резонансных явлений и нестационарных режимов для создания гибких адаптивных химических производств (около 20 проектов).

- Блок проектов использования модульных подходов для создания многономенклатурных химических производств,

- Разработка комбинаций реакционно-массообменных процессов для одновременного и совместного проведения процессов синтеза и разделения с использованием синергетических эффектов взаимодействия (около 30 проектов),

- Технология глубокой очистки газов и жидкостей от субмикронных частиц с целью получения продуктов высокой чистоты для волоконной оптики и микрорадиоэлектроники.

В связи с большим объемом новых исследований с обнадеживающими результатами Минхимпрому Союза в свое время пришлось создать  на базе нашей группы  разработчиков  научно-исследовательскую лабораторию «Реакторов и массообменных аппаратов», а затем даже открыть  подразделение головного института, которые успешно сотрудничали  до распада  Союза.  Тогда  с использованием  системно-синергетической методики  были разработаны высокоинтенсивные контактные устройства  для дистилляции и абсорбции а также контактные клапанные устройства высокой гибкости. Для решения этих непростых задач, которыми занимались  известные  лаборатории США, Германии и Японии,  пришлось исследовать влияние конструктивных особенностей и веса подвижных элементов клапанных контактных устройств на величину устойчивого рабочего диапазона работы (гибкости) и амплитудно-частотные характеристики колебаний в рабочей зоне их динамического функционирования, влияние колебаний контактирующих фаз на общую эффективность контакта фаз в пузырьковом и пленочном режимах, влияние угла колебаний газовой струи на выходе газа из-под клапана на эффективность процесса массообмена, эффект эжектирования  жидкостью газа (эффект Бернулли) до его выхода из клапана и многие  другие локальные эффекты, относящиеся к взаимодействию  контактирующих потоков газа и жидкости. Потоки удалось  “подружить”,  как  написано в алгоритме , приведенном выше, “гармонизировать”, объединив функции  газового распределителя – клапана и  переливного устройства для клапана. Понимаю, что  неспециалисту - читателю затруднительно понять все сложности решения противоречивой задачи, которую удалось решить, используя новую методику, однако придется поверить в то, что это позволило  решить  не только научную но и  народнохозяйственную задачу  повышения эффективности и гибкости целого класса химических контактных  массообменных аппаратов и реакторов. Кроме того, тогда же был обнаружен эффект многократного   обращения режимов контакта фаз (инверсия фаз) в прямоточном аппарате с  чередованием зон контакта барботажной и пленочной фаз в прямоточном аппарате, замечено влияние формы и веса подвижного клапанного элемента контактного устройства на распределение скоростей газа в околоклапанном пространстве, отмечено влияние продольно-поперечных перегородок на локальную  эффективность и влияние соударения  потоков жидкости и газа в пространстве над контактными устройствами  на общую эффективность контактных устройств.

Понимая, что эта часть статьи не вызовет  особого интереса у многих читателей, отмечу, что осталась небольшая надежда на то, что читатель почувствует, что использование новой  методики поиска  нестандартных решений в процессе конструирования, в частности, химического оборудования позволила установить целый ряд  новых явлений при контактировании жидкостей с газами и затем использовать это при разработке новых инструментальных и технологических методов повышения гибкости аппаратов с саморегулируемыми клапанными контактными устройствами. В результате по результатам этих исследований с помощью новой системно - синергетической методики поиска нестандартных решений удалось выполнить ряд работ по повышению интенсивности, эффективности и гибкости работы химического оборудования (в основном для процессов массотеплообмена). и обеспечить его синергетический союз с реализованными в нем технологиями. В результате среди моих более 500 патентов и изобретений появилось примерно полсотни  патентов образцов оборудования для использования в различных областях техники. 

Все это можно объединить в несколько новых направлений, которые могут заинтересовать читателя и стать предметом взаимовыгодного сотрудничества.

1. Адаптивные колеблющиеся и пульсирующие клапанные устройства высокой эффективности и гибкости, которые реализуют  оптимальную  частоту колебаний. Эти устройства позволяют создать оптимальную частоту колебаний и амплитуду контактирующих фаз для улучшения гидродинамических показателей и эффективности контакта между фазами.

2. Контактное устройство для противоточного движения газа и жидкости в каждом клапанке. Контактное устройство с двумя зонами контакта фаз (и пузырьковой пленкой) в каждом элементе. Разработано около 10 вариантов и версий. По сравнению с обычными клапанами Glitch они обеспечивают более высокую нагрузку по газу (F-фактор 2,5) и жидкости (180 м3/м2час) и имеют более высокий КПД по Мерфри (10-15%). Устройства, используемые в процессах фракционирования в особо чистых химических производствах, таких как производство апротонных растворителей. Их также применяют в абсорбционных процессах с высокой нагрузкой «жидкость-газ», таких как абсорбция хлоридов и оксидов металлов, хлора, хлороводорода, брома и др.

3. Эжекторные нагнетательные устройства, в которых смешивание газа и жидкости происходит за счет эффекта Бернулли под каждым клапаном и в слой жидкости на тарелке барботируется не газ, а газожидкостная образующаяся смесь. Это обеспечивает большое время контакта жидкости с газом, высокую эффективность контакта между фазами, высокую гибкость (так как при увеличении нагрузки на газ увеличивается циркуляция жидкости через контактный узел). Эти устройства предназначены для оборудования с параллельными химическими реакциями и газожидкостных химических реакторов. Отличительной особенностью этих устройств является их конфигурация, когда каждый клапан представляет собой кольцо, свернутое в кольцевое сопло Лаваля с прорезью на верхней поверхности.

4. Газожидкостный аппарат, в котором контактные фазы движутся вверх и проходят через секцию клапанных тарелок с контактными устройствами. При этом каждая секция между соседними пластинами имеет барботажный и пенный слой с границей раздела между ними. На поверхности каждого участка происходит  инверсия фаз (фазовая инверсия), при этом  сплошная фаза становится дисперсной, а дисперсная - сплошной. Таким образом, оборудование создает многократную инверсию фаз. В то же время известно, что при каждом явлении инверсии обеспечивается практически полный массоперенос между фазами.

Эти наши устройства были запатентованы в Германии, Франции и Японии. Новая конструкция обеспечивает чрезвычайно высокую гибкость системы при работе в широком диапазоне жидкостных и газовых нагрузок и может быть использована как модуль для разработки самых разнообразных конкретных объектов. Реакторы данной конструкции и их модификации нашли применение в различных отраслях химической промышленности: в синтезе диметилформамида из диметиламина и муравьиной кислоты или метилформиата; окисление о-ксилола до о-толуиловой кислоты; производстве диоксана путем дегидратации диэтиленгликоля; производство бета-аланина и тетрабутоксититана и другие. Устройства также могут использоваться для очистки газов, в выпарных установках, и для сжигания в аппаратах погружного горения.

5. Аппараты из полимерных (тефлоновых) и углеволокнистых материалов, аппараты с использовнием   фарфоровых и керамических деталей для реакторов и  массообмена, а также устройства с заданной пористостью. Эти конструктивные решения  позволили наносить каталитическое покрытие на внутреннюю поверхность капилляров и пор с использованием нашей оригинальной конденсационной технологии. Такой подход используется не только для организации эффективных каталитических процессов но и  при производстве веществ высокой чистоты для волоконной оптики, полупроводников и др., например, при ректификации тетрахлоридов германия и кремния - с целью снижения загрязнения материала стенок и внутренних устройств изделия.

6. Что касается оптимизации конструкции регулярных (преимущественно пластинчатых) насадок, то наши исследования были посвящены созданию оптимальной частоты и амплитуды колебаний контактирующих фаз за счет  конструктивных особенностей насадок и  с помощью пульсирующих оросителей. Кроме того, большое внимание в нашей работе было уделено использованию блочно-модульного подхода.

Итак, с целью поиска инновационных решений при проектировании химического оборудования  можно  использовать принципиально новый путь изобретательства. Его алгоритм:

- Проведение системного анализа для определения так называемого лимитирующего уровня в оптимизируемой системе.

- Определение, выявление конфликтов между одновременными процессами на этом уровне.

- Поиск методов создания гармонии между внутренними противоречиями изменения параметров системы, или наложение внешних возмущений на основе синергетических законов.

- Оптимизация гармонизирующих факторов с использованием методов физического и математического моделирования (предпочтительно метода математического планирования эксперимента).

Главное в предлагаемой методике то, что не предпринимается попытка устранения противоречий как в известных общепринятых подходах, а проводится поиск методов и оптимальных параметров их согласования.

Более подробное описание и примеры использования этого метода можно найти на моем сайте «Инновационного технологического бизнеса» (дизайн доцента Манко Г.И.). Это не развлекательный портал для студентов, а портал для дистанционного обучения преимущественно специалистов, выпускников инженерного профиля, профессионалов, бизнесменов, предпринимателей, чиновников, парламентариев, ученых, стартаперов и представителей среднего бизнеса. Его цель: не только дать им информацию и расширить их профессиональный кругозор, но, что важнее, научить инновационным приемам и технологиям бизнеса, обеспечить развитие творческих способностей, склонностей к созданию инновационных решений.

Кроме того, на данном портале представлены авторская программа изобретательской синергетической школы, учебному центра обучения, консультирования, коучинга, оценки, аудита для развития творческих способностей специалистов в решении конкретных задач реального производства, материалы по виртуальному технологическом онлайн-бизнес - инкубатору и т.д. Портал основан только на авторской методике,  книгах, научных статьях, описаниях многих патентов, коммерциализации результатов автора проекта и его учеников.

Вот еще несколько направлений нашей научно-технической экспертизы, помимо вышеперечисленных, доступных для использования в случае читательского интереса.

1. Разработка перспективных материалов. Антифрикционные материалы, содержащие графит, тефлон, дисульфид молибдена, фенилон (для узлов трения, поршневых колец и т.п.). Пористые металлы и неметаллические материалы (графит, керамика, стекло и др.), наполненные металлами и их солями, полимера и др., ПТФЭ и другие полимеры для применения в электрооборудовании (щетки, токоприемники, электроды электрических батарей, и т.д.), пропитанные катализаторы дожига выхлопных газов автомобилей, пропитанные катализаторы на заданную  глубину. Элементы оксидов металлов с иммобилизованной «активной» поверхностью (привитые полимеры, биокатализаторы и др.). Материалы с окисленной и азотированной поверхностью, полученные с помощью плазменной и термодиффузионной технологий.

2. Химическое производство и его совершенствование. Новая технология непрерывного производства хлорсиланов, а также эфиров ортокремниевой кислоты - базовых материалов в производстве диоксида кремния высокой чистоты  для полупроводников и оптических волокон. Очистка исходных, промежуточных и конечных жидких/газообразных соединений, содержащих субмикронные частицы, за счет термодиффузии или капиллярного эффекта. Глубокая очистка всех компонентов путем ректификации в уникальных фторопластовых (тефлоновых) колонках с контактными элементами клапанного типа. Процесс обеспечивает стабильное и высокоэффективное разделение благодаря высокой эффективности массообмена, оптимальным гидродинамическим условиям и гибкости оригинального оборудования. Дальнейшая очистка осуществляется в аппаратах таких химических реакций в процессах производства полупроводников, и в частности, процессов этерификации и гидролиза. Эти технологии обеспечивают значительное сокращение количества и габаритов машин и оборудования, снижение загрязнения сверхчистых продуктов за счет оборудования, а также улучшение экологических и энергосберегающих характеристик. Экономичная, высокоэффективная пропитка капиллярно-пористых материалов без применения вакуума и давления. Производство апротонных растворителей и  глубокое удаление субмикронных частиц.

Снижение выбросов вредных веществ за счет дожигания в плазменной струе. Разработка и оптимизация технологий электрохимической очистки, очистки и повторного использования сточных вод электрохимического производства. Разработка экологически чистых процессов очистки за счет эффектов термодиффузиофореза и термоконденсации. Инновационное оборудование для очистки дыма от аэрозолей.

3. При оптимизации этих и других химических производств используются эффективные средства и методы:

Термоконденсация.

На начальном этапе конденсации паровой фазы (например, в зоне точки росы) конденсат образуется на субмикронных частицах, даже если эти частицы трудно смачивать. В этих условиях субмикронные частицы выступают в роли зародышей конденсации, благодаря чему увеличиваются в размерах и приобретают склонность к агломерации, что облегчает их отделение.

Термодекомпрессия.

Этот эффект основан на выделении растворенного газа и образовании пузырьков вокруг его субмикронных частиц на начальных стадиях кипения пара, при этом субмикронные частицы становятся центрами пузырьков.

Сочетание химической реакции с процессом массопереноса.

Это явление предполагает синергетически совмещенную и одновременную химическую реакцию и массообмен, при этом процесс массообмена используется для удаления продукта реакции в момент его образования. Этот эффект обеспечивает значительное увеличение скорости основного процесса (иногда многократно), уменьшается образование побочных продуктов, а также улучшаются экологические характеристики процесса. Для обратимых реакций наблюдается сдвиг в сторону образования желаемых продуктов.

Капиллярный эффект.В

основе этого эффекта лежит увеличение площади поверхности контакта развивающейся фазы (испарение, нагрев и т.п.), а в качестве рабочего тела используется капиллярно-пористое тело.

Транспортная химическая реакция.

Этот метод применяется в тех случаях, когда прямая химическая конверсия не достижима, или получаемый выход целевого продукта слишком низок, или невозможно избежать нежелательных примесей, а желаемый результат достигается набором «отвлекающих» химических веществ реакции.

Метод химической рециркуляции.

Он был предложен М.Нагиевым и А.Плановским и включает прекращение химической реакции до ее завершения, разделение продуктов реакции и сырья и возврат последнего в начало процесса.

Цикличность химико-технологических процессов.

Этот метод основан на поочередном (например, импульсном) введении фаз в реактор или массообменный аппарат. В ряде случаев этот метод позволяет корректировать такие параметры процесса, как степень конверсии, выход и т. д.

Очистка сырья, промежуточных продуктов и растворителей от субмикронных частиц.

Хлориды германия, титана и кремния и многие другие вещества, которые используются в микроэлектронике и производстве оптических волокон, требуют удаления субмикронных частиц с целью улучшения качества конечного продукта.

Очистка жидкой фазы.

Две новые технологии были разработаны, протестированы и теперь доступны для коммерческого использования. Первая технология основана на эффекте термодекомпрессии. Поток жидкости под давлением предварительно насыщен растворимым газом под давлением. Затем в аппарате производят резкое снижение давления, что приводит к образованию пузырьков ранее растворенного газа (или пузырьков пара при кипении жидкости) вокруг субмикронных частиц за счет термодекомпрессионного эффекта. Вторая технология основана на капиллярном эффекте, возникающем при использовании фитилей, изготовленных из проводящего капиллярно-пористого материала (например, кордов политетрафторэтилена, графитового переплетения). Фитили помещались в жидкость, и к пакету фитилей подавался электрический ток. Электрическая энергия расходуется на испарение жидкости с поверхности фитиля.

Удаление субмикронных частиц из газообразного сырья и технологических газов.

В технологии используется многократная термоконденсация, возникающая в устройстве с прямотоком фазы. Термоконденсация, вызванная падением температуры при расширении газового потока, происходит всякий раз, когда газ (пар) проходит через отрегулированный диффузор. После каждого такого этапа конденсат с субмикронными частицами удаляется и затем может быть очищен любым из двух описанных выше методов. Сочетание конденсационного и термодекомпрессионного методов позволяет обеспечить наилучшие результаты очистки с высоким выходом целевого продукта. С точки зрения конструкции комбинация двух методов может быть реализована в одном модуле устройства.

Украина находится в состоянии войны и в глубоком экономическом кризисе. При этом основной научный потенциал сохраняется, и многое из того, что сделано, не утратило научной и коммерческой ценности. Ученые и специалисты и сегодня  могут предложить не только высокую степень готовности разработок, которые могут стать базой для стартапов, но и услуги дистанционного обучения специалистов, выпускников инженерного профиля вузов, специалистов, бизнесменов, предпринимателей, представителей органов власти, чиновников, парламентариев, ученых, прежде всего представителей малого и среднего бизнеса и т.д. Могут не только дать им информацию и расширить их профессиональный кругозор, но, что еще важнее, научить инновационным методам и технологиям бизнеса, обеспечить развитие творческих способностей, склонностей к созданию инновационных решений. Наряду с традиционными методами одновременно (тренинги, вебинары, коучинг, корпоративное обучение, консалтинг, аудит, экспертиза) могут быть такие новые авторские средства и методы обучения, как синергетические изобретения, онлайн-виртуальный технологический бизнес - инкубатор (теплица). Подробнее о них — на сайте www.invest.ho.ua. Это поможет в решении задач реформирования и технологической трансформации предприятий реального сектора экономики и повышения качества необходимой для этого подготовки кадров.