Scurt istoric
Domeniul chimiei şi tehnologiei materialelor vegetale, în particular al celulozei, hârtiei şi fibrelor artificiale a fost puţin cultivat în România antebelică, atât în planul educaţiei şi cercetării ştiinţifice, cât şi în cel al promovării tehnicii avansate.
După cel de-al doilea război mondial, odată cu dezvoltarea sectorului industrial de profil, s-au depus eforturi pentru formarea cadrelor necesare, concretizate în înfiinţarea, în anul universitar 1949 / 1950, a secţiei de Tehnologia celulozei şi hârtiei la Facultatea de Chimie Industrială, din cadrul Universităţii Tehnice “Gh. Asachi” Iaşi.
Răspunderea pentru organizarea acestei specialităţi a revenit Acad. Cristofor Simionescu, care a alcătuit un nucleu de bază din care au făcut parte profesorii Vasile Diaconescu; Elena Calistru şi Emanuel Poppel şi la care s-au alăturat ulterior viitorii profesori Nicolae Asandei şi Gheorghe Rozmarin.
Istoria şcolii româneşti de celuloză şi hârtie înregistrează mai multe etape. Perioada primilor zece ani, este marcată de dificultăţi majore, inerente oricărui început, legate de organizarea laboratoarelor, elaborarea cursurilor şi abordarea primelor teme de cercetare, dar rezultatele pozitive sunt evidente. Au absolvit facultatea primii ingineri în specialitatea “Tehnologia celulozei, hârtiei şi fibrelor artificiale” şi au fost elaborarte cele dintâi teze de doctorat, în domeniile: fracţionarea celulozei (Elena Calistru), cercetări de chimie aplicată în tehnologia hârtiei (Em. Poppel), obţinerea carboximetilcelulozei (N. Asandei), cercetări privind destrucţia celulozei (Gh. Rozmarin).
Absolvenţii secţiei participă cu succes la dezvoltarea sectorului industrial de profil, afirmându-se în funcţii de conducere sau abordând probleme de cercetare şi proiectare sau de exploatare în unităţile industriale. În aceeaşi perioadă se organizează grupe de cercetare consacrate chimiei materialelor vegetale la Institutul de Chimie Macromoleculară “P. Poni” Iaşi , la care participă şi cadrele didactice de la secţia de celuloză.
Ca rezultat al strădaniilor depuse de colectivul secţiei, la începutul anilor ‘60 învăţământul superior în domeniul celulozei, hârtiei şi fibrelor ajunge la maturitatea dezvoltării sale, fapt probat printr-un succes major - organizarea, în anul 1961, a primului Simpozion internaţional de chimia şi tehnologia celulozei.
Manifestarea a devenit tradiţională, prin desfăşurarea a 12 ediţii (ultima în 1999) la care au participat numeroşi oameni de ştiinţă de prestigiu din multe ţări. Se creează primele contacte internaţionale şi se efectuează schimburi de experienţă, stagii de specializare sau se consemnează invitaţii ca profesori asociaţi în diferite centre.
Perioada fertilă, de după anul 1960, este însoţită de o intensă activitate publicistică, concretizată în lucrări ştiinţifice apărute în ţară şi străinătate şi editarea mai multor monografii. Secţia este vizitată, la rândul ei, de un număr mare de specialişti din străinătate, din recunoscute centre de învăţământ şi cercetare.
La propunerea unor specialişti străini, cu ocazia Simpozionului din 1965, ia fiinţă la Iaşi (în 1966) revista internaţională “Cellulose Chemistry and Technology”, care se alătură unei publicaţii deja existente în România - Celuloză şi Hârtie - apărută în anul 1951.
Se poate afirma că din acest moment, centrul de învăţământ şi cercetare de la Iaşi se află în contact permanent cu centre similare din întreaga lume. Tineri din Coreea, Egipt, Gabon, Grecia, India, Siria, Ungaria, Vietnam, Zair se numără printre absolvenţii secţiei sau printre cei care şi-au susţinut teze de doctorat în cadrul catedrei.
La prima generaţie de cadre didactice s-au adăugat, în special în perioada 1960-1970 tineri absolvenţi valoroşi, care au continuat activitatea de cercetare, prin introducerea de noi domenii, au finalizat teze de doctorat şi au contribuit la apariţia de monografii şi cursuri.
În anul 1974 secţia s-a mutat în spaţiul actual prevăzut cu laboratoare pentru studenţi şi cercetare, staţii micropilot şi cabinete pentru cadrele didactice, îmbunătăţindu-se considerabil condiţiile de studiu şi de activitate didactică şi cercetare.
În anul 1995 secţia de celuloză, hârtie şi fibre a fost acreditată pentru organizarea studiilor de aprofundare în domeniul: "Procedee neconvenţinale de prelucrare chimică a lemnului şi a altor resurse vegetale" ceea ce deschide absolvenţilor perspectiva continuării pregătirii ştiinţifice prin doctorat sau încadrării în învăţământul superior şi în cercetare.
În anul 2009 se acreditează programul de studii de licenţă (4 ani) "Ingineria Fabricaţiei Hârtiei". Tot în anul 2009 se acreditează două programe noi de studii de masterat cu durata de 2 ani: "Ştiinţa Hârtiei şi a Materialelor Compozite" şi respectiv "Materiale Macromoleculare Înalt Performante". Începând cu anul 2013 funcţionează cu acreditare programul de master "Biomateriale Polimerice şi Bioresurse".
În cei 50 ani de activitate ai secţiei, au absolvit cursurile peste 1100 ingineri, s-au susţinut 40 teze de doctorat, s-au editat 30 manuale şi tratate în domeniul celulozei, hârtiei şi fibrelor şi s-au publicat peste 800 lucrări ştiinţifice în reviste din ţară şi străinătate.
▲
Personalul colectivului
| Cadre didactice | Profesori asociaţi - conducători de doctorat |
||||
 |
|
 |
Valentin I. Popa Profesor dr. ing. tel.: 0232 278683 / int. 2202 email: vipopa@ch.tuiasi.ro webpage |
||
 |
|
 |
Elena Bobu Profesor dr. ing. tel.: 0232 278683 / int. 2203 email: elbo@ch.tuiasi.ro webpage |
||
 |
|
||||
 |
|
||||
 |
|
||||
Profesori consultanti
 |
|
|
|
Personal TESA
 |
|
▲
Contributia catedrei privind activitatea didactica la nivelul specializarilor
Catedra de celuloză, hârtie şi fibre pregăteşte ingineri şi subingineri în specialitatea "Tehnologia celulozei, hârtiei, poligrafie şi fibre" şi asigură perfecţionarea prin stadii postuniversitare şi prin doctorat. Prin planul de învăţământ se urmăreşte să se asigure viitorilor ingineri o pregătire de specialitate solidă, dar şi ample cunoştinţe în domenii conexe, care să le permită să-şi desfăşoare activitatea atât în cercetare şi proiectare cât şi în sfera industrială. Pentru aceasta, în primii doi ani de studiu, planul de învăţământ, care este comun tuturor secţiilor din facultate, cuprinde un număr de 568 ore afectate disciplinelor fundamentale şi de pregătire tehnică de profil. Matematica, fizica şi alte discipline generale de bază în formarea inginerului chimist ocupă circa. 17% din volumul total de ore. Disciplinele de pregătire tehnică sunt reprezentate prin mecanică, rezistenţa materialelor, inginerie mecanică şi construcţia utilajului chimic, electrotehnica şi electronica. Chimia anorganică, organică şi analitică cumulează în primii doi ani 1692 ore, adică 43 % din fondul de timp afectat pregătirii inginereşti.
Pentru formarea unui specialist complet, în planul de învăţământ sunt prevăzute şi discipline umaniste: filosofia, psihologia inginerului ş.a. cu un fond de 56 ore de curs.
Începând cu anul III de studiu pregătirea se diferenţiază în concordanţă cu specialitatea pentru care a optat studentul. Astfel, la specialitatea "Tehnologia celulozei, hârtiei, poligrafie şi fibre", particularizările se referă atât la disciplinele chimice - chimia lemnului, chimia aditivilor în industria de celuloză şi hârtie - cât şi la cele inginereşti - fenomene de transfer, optimizări în industria chimică, tehnologie chimică generală , etc. Studenţii beneficiază şi de un număr însemnat de discipline la alegere: biochimie, programarea calculatoarelor, surse neconvenţionale de energie, determinarea structurii compuşilor organici, etc.
În anii terminali, IV şi V, disciplinele de specialitate ocupă 1316 ore la care se adaugă 252 ore necesare realizării proiectului de diplomă, ceea ce reprezintă 40 % din numărul total de ore, ele fiind următoarele:
-Tehnologia celulozei;
-Tehnologia hârtiei;
-Echipamente în industria de celuloză şi hărtie;
-Tehnologia fibrelor chimice;
-Procese biotehnologice în industria de celuloză şi hârtie;
-Tehnologii poligrafice;
-Reciclarea fibrelor celulozice;
-Conservarea resurselor de apă şi energie la fabricarea celulozei şi hârtiei;
-Procese hidrolitice şi fermentative;
-Tehnologii de valorificare a ligninei;
-Ambalaje din hârtie şi carton;
-Innobilarea şi prelucrarea hârtiei;
-Reologia hârtiei;
-Derivaţi de celuloză;
Dintre disciplinele liber alese se menţionează:
-Teoria sistemelor;
-Relaţii economice internaţionale;
-Inventică;
-Biodegradarea şi biostabilitatea polimerilor;
-Strategia cercetării ştiinţifice;
-Bazele proiectării;
-Resurse regenerabile de materii prime şi energie;
-Metode şi tehnici de protecţie a pieselor de patrimoniu;
-Adezivi şi materiale peliculogene;
-Tehnici de calcul în industria de celuloză şi hârtie.
Din anul 1995 în cadrul catedrei s-a iniţiat programul de studii aprofundate "Procedee neconvenţionale de prelucrare chimică a lemnului şi a altor resurse vegetale", care a primit avizul comisiei de acreditare. Planul de învăţământ pentru ciclul de studii aprofundate (anul VI), se asigură prin următoarele discipline:
-Delignificarea prin metode neconvenţionale;
-Asigurarea resurselor;
-Procese biotehnologice la fabricarea pastelor fibroase;
-Aditivi pentru fabricarea celulozei şi hârtiei;
-Metode de epurare a apelor uzate;
-Celuloze modificate şi derivaţi de celuloză
Ciclul de studii aprofundate se încheie cu lucrarea de disertaţie, care conţine un studiu de cercetare originală, efectuat de absolvent sub conducerea ştiinţifică a cadrelor didactice din catedră.
La cursurile de subingineri, pregătirea de specialitate începe în anul II şi continuă în anul III, studenţii parcurgând un set de discipline impuse, de pregătire generală şi un pachet de discipline de specialitate, dozate în proporţii aproximativ egale. Modulul de discipline la specialitatea "Tehnologia celulozei şi hârtiei" conţine următoarele cursuri:
-Chimia lemnului;
-Aditivi în industria de celuloză şi hârtie;
-Biotehnologie;
-Tehnologii şi echipamente în industria de celuloză;
-Tehnologii şi echipamente în industria de hârtie;
-Resurse în industria de celuloză şi hârtie;
-Prelucrarea hârtiei;
-Imprimarea hârtiei.
Studiile se încheie cu elaborarea proiectului de diplomă, activitate desfăşurată sub îndrumarea cadrelor didactice ale catedrei.
Cursurile postuniversitare sunt concepute ca program de educaţie continuă pentru specialiştii din industrie şi cercetare, stabilit în funcţie de tendinţele din domeniul fabricării celulozei, hârtiei şi fibrelor şi cerinţele sectorului industrial de profil. Principalele teme abordate sunt:
▲- asigurarea resurselor de materii prime, materiale şi energie;
- tehnologii neconvenţionale de dezincrustare şi de înălbire a celulozei;
- tehnologii nepoluante pentru fabricarea celulozei;
- tendinţe noi în fabricarea hârtiei;
- protecţia mediului şi tratarea apelor reziduale;
- procese biotehnologice la fabricarea celulozei şi hârtiei.
Directii de cercetare
Principalele obiective ale programului de cercetare ştiinţifică al catedrei de celuloză, hârtie şi fibre pot fi sistematizate după cum urmează :
În domeniul chimiei şi reologiei hîrtiei (Prof.dr.doc.ing. Emanuel Poppel), s-au abordat probleme ale chimiei şi tehnologiei unor procese şi operaţii din partea umedă cum sunt: încleierea în mediu neutru şi alcalin, umplerea şi retenţia, deshidratarea. Influenţa unor aditivi în partea umedă prin măsurători de potenţial Zeta, turbiditate şi microfloculare s-a studiat cu scopzul optimizării cantităţii adăugate. A continuat studiul comportării hidrodinamice şi reologice a suspensiilor fibroase şi pastelor de hârtie, ca şi modelarea reologică a comportării hărtiei sub acţiunea unor eforturi complexe. S-a adâncit cunoaşterea comportării hârtiei la calandrare, prin determinări reologice.
În domeniul delignificării prin metode mai puţin poluante, (Prof. dr. ing. Paul Obrocea, Sef lucr. dr. ing. Paul P. Obrocea), au continuat cercetările iniţiate cu circa trei ani în urmă, cu studii privind folosirea ca reactiv de dezincrustare a oxigenului în prezenţa carbonatului de sodiu. Experimentările în fază de laborator au arătat că delignificarea lemnului în prima treaptă prin procedeul sulfat cu polisulfuri până la punctul de defibrare, urmată de tratarea cu oxigen în prezenţă de carbonat de sodiu cu concentraţia de 10 g/L, conduce la celuloze moi, cu randamente de 50-52 % şi bune proprietăţi de rezistenţă. Rezultatele obţinute justifică complicarea tehnologiei de dezincrustare prin desfăşurarea procesului în două trepte.
În domeniul biotehnologiei, (Prof.dr.ing. Valentin I. Popa), s-au abordat aspecte privind influenţa tratamentelor enzimatice asupra materialelor celulozice, urmărindu-se elucidarea mecanismelor de reacţie care intervin fie în procesele de bioînălbire, fie în cele de prelucrare a maculaturii cu scopul recuperării potenţialului papetar al fibrelor secundare. De asemenea, s-a studiat influenţa enzimelor în controlul substanţelor coloidale din apele din circuitele de fabricaţie a hârtiei. În acelaţi context, cercetările au fost îndreptate spre stabilirea condiţiilor care favorizează apariţia şi dezvoltarea microorganismelor, precum şi în direcţia prevenirii şi diminuării efectelor acestora în fabricile de hârtie. O parte din cercetări sunt finanţate în baza unor proiecte de cooperare europeană (COST E 11 şi COST E 17).
Un alt proiect se referă la influenţa unor factori de mediu asupra dezvoltării vegetaţiei forestiere. În acest sens s-a desfăşurat un program de cercetare pe bază de grant finanţat de Academia Română şi care şi-a propus investigarea compoziţiei chimice a lemnului ca răspuns la acţiunea unor factori de stres. În paralel, s-au efectuat experimentări model pentru a simula procese de biosinteză sub influenţa unor agenţi poluanţi în cazul unor plante anuale. Pentru recuperarea unor produse secundare din industria de celuloză, s-au analizat problemele create de subproduse cum sunt coaja şi apele reziduale. Astfel, A.N.S.T.I. a finanţat un proiect de cercetare privind introducerea materialelor celulozice în structuri compozite. În baza unor scheme de valorificare complexă a biomasei este în studiu problema recuperării unor produse polifenolice din resurse vegetale pentru care s-au stabilit proprietăţi de regulator de creştere a plantelor. Referitor la apele reziduale, s-au investigat condiţiile de separare a clorligninelor din efluenţii de la înălbirea celulozei, folosind un sistem de precipitare original, bazat pe proprietăţile chitozanului.
În domeniul aditivilor folosiţi în tehnologia hârtiei, (Prof.dr.ing. Elena Bobu, şef lucr.dr.ing. Florin Ciolacu), cercetările au avut ca obiectiv stabilirea condiţiilor optime de încleiere a hârtiilor fără conţinut de material de umplere plecând de la analiza interacţiunilor chimico-coloidale care au loc între componenţii pastei de hârtie. În acest scop s-au studiat efectele unor aditivi cationici – polietilenimina (PEI), chitosanul şi amidonul cationic – asupra încleierii şi caracteristicilor de rezistenţă ale hârtiei. Încleierea neutră s-a realizat cu dispersie de colofoniu cu şi fără adaos de sulfat de aluminiu, iar încleierea alcalină s-a realizat cu emulsie de alchil-dimercetene activată cu promotor. Analiza densităţii de încărcare ionică a tuturor componenţilor a permis calculul dozelor optime de materiale de încleiere şi a aditivilor cationici. Rezultatele obţinute au demonstrat că emulsiile de alchil-dimercetene din noua generaţie (activate cu promotori) sunt deosebit de eficiente la fabricarea hârtiilor rezistente dacă se utilizează o combinaţie de aditivi cu efecte multiple, care să contribuie la creşterea retenţiei particulelor de clei şi a capacitaţii de deshidratare , simultan cu îmbunatăţirea caracteristicilor de rezistenţă.
În domeniul utilizării fibrelor secundare, cercetările au avut ca obiectiv îmbunătăţirea capacităţii de legare a fibrelor reciclate prin tratamente mecanice, enzimatice şi chimice. Efectele tratamentelor singulare şi a celor combinate au fost evidenţiate prin : modificarea caracteristicilor fibrelor (lungimea medie, suprafaţa specifică, conţinutul de material fin, flexibilitatea în stare umedă şi capacitatea de legare), evoluţia capacităţii de deshidratare a pastei fibroase, precum şi prin caracteristicile de rezistenţă ale hârtiei. Rezultatele obţinute au arătat că aceste tratamente pot conduce la modificări cu efecte din cele mai diverse, care nu au putut fi explicate în totalitate. De aceea, se impune continuarea investigaţiilor pentru a explica mecanismele de modificare a caracteristicilor superficial-coloidale, care ulterior vor permite găsirea soluţiilor practice de îmbunătăţire a potenţialului papetar.
În domeniul fizicii hârtiei, (sef lucr.dr.ing.Florin Ciolacu), investigaţiile au fost focalizate pe efectele temperaturii şi a conţinutului de umiditate asupra plastifierii fibrelor din structura hârtiei în timpul proceselor de calandrare. De asemenea, au fost cuantificate efectele plastifierii fibrelor din straturile superficiale, respectiv din întreaga structură asupra proprietăţilor hârtiilor de tipar.
Rezultatele obţinute au evidenţiat posibilitatea dezvoltării proprietăţilor de suprafaţă (netezime, luciu) fără o afectare majoră a structurii hârtiei şi implicit a proprietăţilor importante din punctul de vedere al utilizării hârtiei ca suport pentru imprimare (compresibilitate, opacitate). Acest fapt a fost posibil prin dezvoltarea unor procese de plastifiere a fibrelor din structura superficială a hârtiei prin creşterea temperaturii valţului metalic la valori de 140-160oC.
Creşterea conţinutului de umiditate al hârtiei la calandrare are un efect pozitiv asupra îmbunătăţirii proprietăţilor de suprafaţă, însă valori ridicate ale umidităţii conduc în final la structuri dense, rigide şi cu opacitate scăzută.
În domeniul obţinerii celulozelor înălbite prin metode mai puţin poluante, (Prof.dr.ing.Dan Gavrilescu, Ing. Cristina Negruţu), s-a acordat în continuare atenţie delignificării cu oxigen, efectuându-se cercetări privind mecanismul şi cinetica procesului, precum şi asupra factorilor care influenţează selectivitatea. S-au evidenţiat avantajele introducerii extracţiei alcaline oxidative, EO, EP şi EOP asupra reducerii comsumului de reactivi la înălbire şi creşterii gradului de alb. Rezultatele obţinute arată că folosind secvenţe simple de tipul O-D-EOP-D se poate înălbi celuloza sulfat de răşinoase până la grade de alb ridicate cu consum moderat de dioxid de clor. Sunt în curs cercetări privind înălbirea celulozelor numai cu oxigen şi peroxid. Aceste studii au fost finanţate printr-un contract cu A.N.S.T.I.
Facilitati:
- Instalatie de cromatografie HPLC VARIAN (pompa de presiune Varian, Autosampler Waters 717 plus, detector programabil varian UV-VIS, Detector de fluorescenta Jasco FP-820)
- Spectrometru de fluorescenta PERKIN-ELMER LB 50B
- Spectrofotometru FTIR DIGILAB-FTS 2000 cu dispozitiv ATR (ZnSe)
- Spectrofotometru UV-VIS Jasco V 550
- Gaz-cromatograf FID HP 5980
- Instalatie de cromatografie pe gel permeabil cu detector UV-VIS si colector automat de fractiuni GILSON
- Instalatie de extractie in faza solida GILSON ASPEC XL
- Fotocolorimetru electronic pH-metru de laborator electronic cu electrod HANNA
- Microscop optic cu camera digitala MAGNUM T si soft de analiza de imagine IMAGE PRO EXPRESS
- Rotavapor Bai de apa termostatate
- Centrifuge cu si fara termostatare (SORVALL, SIGMA 4-10, MERMEZ 320 K, WIFUG 2000 E)
- Etuve la presiune normala si presiune redusa
- Balante analitice digitale (Sartorius)
- Aparatura de achizitie si proiectie a imaginilor
- Presa manuala cu platane incalzite 20-200 C CARVER
- Instalatie de extractie tip Soxhlet
- Spectrograf de masa MALDI-TOF LASERMAT AT 2000
Colaborari nationale si internationale
Programe internaţionale în derulare:
Denumire program |
Director program UTI |
Finanţare/Buget |
Perioada |
| PAPHERCON | Prof.dr.ing. Elena Bobu | 2 750 000 lei | 2012-2014 |
FP7- SORT IT |
Prof.dr.ing. Elena Bobu |
225 000 Euro |
2008-2011 |
Prof.dr.ing. V.I.Popa |
158 000 Euro |
2005-2008 |
|
| EPPIC – European Pulp and Paper Industry more Competitive |
Prof.dr.ing. Elena Bobu |
32 000 Euro |
2001-2004 |
| EUROLIGNIN G1RT-CT-2002-05088 |
Prof.dr.ing. V.I.Popa |
17450 Euro |
2002-2005 |
| COST E 17 |
Prof.dr.ing. Elena Bobu |
- |
2001-2004 |
| COST E 26 |
Prof.dr.ing. Elena Bobu |
- |
2002-2005 |
| COST E 32 |
Prof.dr.ing. Elena Bobu |
- |
2003-2006 |
Contact
Şef colectiv: Șef lucrari dr. ing. Florin Ciolacu
Telefon: 0232 278683 / int. 2201 email: fciolacu@ch.tuiasi.ro
