FORORD

Denne historikken er basert på Kjemiavdelingens årsrapporter, diverse utredninger og annet arkivmateriale. For arbeidet med den første delen, frem til 1965, har Olaf Deviks verk "NTH FEMTI ÅR" vært til stor hjelp. Den siste delen, etter 1965, er i stor utstrekning basert på innspill fra de professorene som var aktive i denne perioden. Gunnar Thorsen har vært behjelpelig med koordineringen, og Norvald Nesse med å fremskaffe diverse materiale. Sigurd Skogestad var initiativtager til prosjektet og har også hatt en hånd med i den avsluttende fase av arbeidet.

Sven G.Terjesen

Versjon 27jan2000: Dette er ikke helt identisk med den endelige trykte versjonen.

INNHOLDSFORTEGNELSE

side

UTVIKLINGEN FREM TIL 1965 3

- Innledning 3

- Nytenkning på NTH 4

- Nybygg 9

- Instituttet blir til 12

- Kontakten med USA 14

- Undervisningen tar form 16

- Forskningen kommer i gang 18

UTVIKLINGEN ETTER 1965 22

- Kjemiteknikkens videre utvikling 22

- Instituttets faglige profil 26

- Gassrensing 27

- Hydrometallurgi 28

- Reaktorteknologi 31

- Termodynamikk 33

- Treforedlingskjemi 35

- Prosess- og systemteknikk 37

- Diverse prosjekter 45

- Øvrige aktiviteter 47

- Studiet og studentene 49

- Administrasjonen 55

BILAG

- Dr.techn./lic.techn./dr.ing.

- Diplomkandidater 1949-97

- Utenlandske gjester og forelesere

INNLEDNING

I Norge ble faget kjemiteknikk etablert ved et eget høgskoleinstitutt for bare 50 år siden. Dette betyr selvfølgelig ikke at fremragende arbeide av kjemiteknisk karakter ikke hadde vært utført i vårt land lenge før fagbetegnelsen kjemiteknikk ble akseptert. Et eksempel er Birkeland-Eyde-prosessen med den geniale elektriske flammeovnen der nitrogenets trippelbinding ble brutt og nitrogenoksider dannet. Nitrogenoksidene ble så absorbert i en serie unike granittårn og deretter omdannet til kalksalpeter. Et annet typisk kjemiteknisk eksempel er Oslo-krystallisatoren som ble utviklet i begynnelsen av tyveårene av Jeremiassen og medarbeidere ved de Norske Saltverker. For første gang ble krystallisasjonsteori utnyttet til å oppnå maksimal krystallisasjonshastighet kombinert med sikker kontroll av krystallstørrelse. Krystallisatorene ble eksportert til mange land. Et tredje eksempel er Søderbergs selvbrennende elektrode som revolusjonerte elektrotermiske prosesser.

Vi var altså sent ute med å innføre faget kjemiteknikk ved vår tekniske høyskole, men dog før våre naboland Danmark, Sverige og Finland. Årsaken til vår sene start er å søke i kjemiteknikkens internasjonale historie. Fagets første spede begynnelse kan føres tilbake til to begivenheter:

1. Foredragsserien til George Dadvies i Manchester i 1887

2. Undervisningsopplegget til Lewis Morten ved MIT i 1888

Det som den gang ble dosert, kan ikke kalles kjemiteknikk, slik vi oppfatter faget i dag, men det var en begynnelse som pekte fremover. Det avgjørende skritt videre kom i 1915 da konsulenten Arthur D. Little ved MIT innførte begrepet enhetsoperasjoner (unit operations). Han innså at mangfoldet av industrielle kjemiske prosesser kunne oppfattes som sammensatt av et lite antall enhetsoperasjoner som gassabsorpsjon, destillasjon etc., og at disse kunne behandles som sådanne, uavhengig av hvor de forekommer i industrien. Dette var en betydelig rasjonalisering, men i første omgang av begrenset nytte, fordi enhetsoperasjonene i de forskjellige industrier behandler ulike materialer med ulike fysikalske egenskaper, noe man den gang ikke kunne håndtere. Gjennombruddet kom ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), tidlig i 20-årene ved at Warren K. Lewis begynte å studere enhetsoperasjonenes vitenskapelige grunnlag. Hans mål var å gi kjemiingeniørene teoretiske hjelpemidler til å forutberegne prosessutstyrets oppførsel. Gjennom tyveårene ble faget utviklet videre, særlig ved MIT i USA, og gjort generelt tilgjengelig gjennom en serie utmerkede lærebøker. Det er interessant at et privat selskap, Du Pont, i trettiårene bidro sterkt til kjemiteknikkens utvikling, ikke minst på det fundamentale plan. Sentralt i dette arbeidet stod T.H. Chilton og A.P. Colburn og senere R.L. Pigford. Olaf A. Hougen ved University of Wisconsin var også en viktig bidragsyter. Utgangspunktet var hydrodynamikken til Osborne Reynolds og Ludwig Prandtl.

Kjemiteknikken var som skreddersydd for den amerikanske petroleumindustriens voksende behov for fagfolk som mestret oppskalering av prosesser og konstruksjon og drift av store og kompliserte oljeraffinerier, senere også petrokjemiske anlegg.

Undervisning i faget kom etter hvert i gang også i England og noe senere i Nederland, mens Europa forøvrig nærmest var fiendtlig innstilt. Motstanden var begrunnet med at oppgavene i Europa ble tatt godt vare på gjennom et samarbeide mellom kjemikere og maskiningeniører. Ved høgskolene i Tyskland, som i Europa forøvrig, ble det utdannet maskiningeniører som var godt skolert i strømnings- og varmeteknikk og industrikjemikere med et godt grunnlag i fysikalsk kjemi med termodynamikk. Dette samarbeidet virket lenge utmerket. Det er neppe noen som vil hevde at den europeiske kjemiske industrien stod tilbake for den engelsk-amerikanske.

Kjemiteknikken ble i Tyskland anerkjent som en egen profesjon først i 1960. Nederland var det land på kontinentet hvor kjemiteknikken først slo i gjennom.

I vårt land var den tyske oppfatningen lenge enerådende. Ved høyskolens opprettelse i 1910 ble flere professorater besatt med tyske fagfolk, og tyske lærebøker ble benyttet i de fleste fagfelt. Den sterke tyske innflytelsen kom klart til uttrykk ved at 21 av de 27 professorene som ble utnevnt frem til 1920 alle var utdannet i Tyskland, unntatt en som kom fra Sveits.

NYTENKNING PÅ NTH

Fra høyskolens opprettelse i 1910 og frem til slutten av annen verdenskrig var den tekniske siden av kjemien dekket ved professorater i Teknisk uorganisk kjemi og Teknisk organisk kjemi med tilhørende institutter. Det store flertall av norske kjemiske bedrifter var gjennomgående små, og kjemiingeniøren var ofte den eneste teknisk kyndige. Han måtte derfor ta seg av oppgaver innenfor mange fagfelt. For å møte denne situasjonen omfattet studieopplegget for kjemiingeniører fag som mekanikk, maskinteknikk, elektroteknikk og bygningsfag, alle obligatoriske. Tegning av tannhjulsoverføringer og beregning av transformatorer hørte med til pensum. Kjemistudentene måtte endog tegne et hus, og nåde den som ikke fikk summen av veggtykkelser og romdimensjoner til å stemme med husets hovedmål! Ved Materialprøveanstalten sørget laborant Uglem for at kjemistudentene forstod "vannsement-faktorens" avgjørende betydning for betongens egenskaper.

En viss forandring i studiplanen kom i 1932 med innføring av apparatlære som valgfritt fag med en time forelesning pr uke i to semestre og med laboratorieingeniør Henry C.M. Ingeberg som faglærer. Regneøvinger ble det ikke, og plass og utstyr for laboratoriøvinger eksisterte ikke. Eksamen i apparatlære foregikk som et tillegg til den muntlige eksamen i teknisk uorganisk kjemi ved at Ingeberg fikk stille noen spørsmål. Men da faget var lite populært hos hovedlæreren, kom ikke Ingeberg langt før professoren konstaterte at nå var det nok.

Under krigen, etterat professor Leif Tronstad hadde forlatt landet, bestyrte Ingeberg professoratet i teknisk uorganisk kjemi.

Frem til 1950 hadde kjemiavdelingen tre linjer, en for uorganisk kjemi og elektrokjemi, en for allmen kjemi og en for organisk kjemi og næringsmiddelkjemi. Nytenkningen begynte da laboratorieingeniør H.C.M. Ingeberg i 1924 kom hjem etter et studieopphold i USA, sterkt oppglødd av hva han der hadde sett av undervisning i "chemical engineering". Den amerikanske betegnelsen oversatte han med "kjemiteknikk", et valg som viste seg å ha livets rett. Ingeberg søkte å vekke interesse for å innføre det amerikanske studieopplegget ved NTH. Studentene reagerte positivt, men blant professorene var det liten støtte å finne. Ingeberg kjempet for saken med foredrag og flere artikler i fagpressen særlig i tidsskriftet KJEMI. Han foretok også en studiereise i Europa, med besøk ved universiteter i England og på kontinentet. Han konstaterte at i Europa var engelskmennene kommet lengst. Ved ikke mindre enn tre colleger i London fant han laboratorier med apparatur i halvteknisk målestokk og undervisning med regneøvinger i enhetsoperasjoner. I Tyskland hadde professor Kirschbaum i Karlsruhe et institutt for "Apparatebau" knyttet til maskinavdelingen, vesentlig rettet mot varmeteknikk og destillasjon. I Finland og Sverige hadde man innført faget apparatteknikk med enkelte laboratorieøvinger.

Henry C.M.Ingeberg

Lab.ing. 1932-48

Ved NTH ble det akseptert at det var behov for å revidere studieplanen. Det ble nedsatt en komité som gikk under navnet Studieplankomitéen av 1934-35. Denne bestod av:

Professor S. Schmidt-Nielsen (formann)

Direktør Einar Bergve

Direktør Einar Lund

Sjefsingeniør Aage W. Ove

Professor Leif Tronstad (fra 1938)

Komitéen fremsatte to forslag av varig verdi. Det ene var opprettelse av en videregående undervisning i form av en magistergrad, innført i 1950 som en licentiatgrad og omdannet i 1975 til dr.ing. Etter initiativ fra Ingeberg foreslo komitéeen opprettelse av et professorat i maskinteknikk for kjemikere. Bakgrunnen for forslaget var et PM av 1935, utarbeidet for svenske høgskoler, der man inngående drøftet maskintekniske fag innen kjemiundervisningen sett i relasjon til den amerikanske chemical engineering. Ingeberg ønsket nok å innføre det amerikanske opplegget i sin helhet, men den faglige kløft som bestod mellom kjemiavdelingens mellomeuropeisk pregete undervisningsopplegg og den nye amerikanske retningen, sammen med personlige motsetninger mellom Ingeberg og et par av kjemiavdelingens professorer, gjorde det umulig for ham å komme lenger. Som et eksempel på den motvilje som hersket kan nevnes at da Sven G. Terjesen i 1938 ble tildelt høgskolestipend for videre studier, og valgte å studere Chemical engineering i England, ble han advart mot dette av Tronstad. Komitéens forslag om et professorat i maskinteknikk for kjemikere ble ikke tatt opp av myndighetene, og studentene fikk ikke noen endring i undervisningen. Men det var dog en markering av et klart ønske om forandring. Ingeberg fortsatte å kjempe for kjemiteknikken med artikler i fagpressen og gjennom foredrag i Norsk Kjemisk Selskap og tildels i Den Norske Ingeniørforening. Derved ble også industrien interessert.

Dyptgripende endringer kunne imidlertid først komme etter krigen. Da var det bare tre professorer tilbake ved kjemiavdelingen, nemlig C.C. Andersen, M.G. Ræder og N.A. Sørensen, den sistnevnte som den mest aktive i studieplansaker. 15. juni 1945 oppnevnte professorutvalget en studieplankomité for Kjemiavdelingen med følgende sammensetning:

Driftsleder J.A. Andersen

Disponent Oddvar Bjerkli

Dr.ing. J. Gørrissen

Professor E.W. Paulson

Laboratorieingeniør H.C.M. Ingeberg (formann)

Ingeberg, Gørrissen og Paulson reiste i mars 1946 til USA for å studere det amerikanske opplegget av kjemiingeniørstudiet. Komitéen arrangerte også en enquète blant kjemiingeniører i industrien for å få deres syn. Det fremgikk av de 252 svarene at kjemiingeniørene svært ofte begynte sin karriere i bedriftens laboratorium, noe som ga dem et godt kjennskap til bedriftens råstoffer og ferdigprodukter. Utvikling av nye metoder i laboratoriemålestokk var også en typisk oppgave for yngre kjemiingeniører. Senere ble det ofte drifts- og planleggingsoppgaver med overgang til ledelse og administrasjon. Det var en enstemmig oppfatning at kjemiingeniørene fra høyskolen hadde utilstrekkelige kunnskaper og ferdigheter når det gjaldt prosjektering av produksjonsprosesser med tilhørende apparatur. Bedriftsøkonomi ble også etterlyst av mange.

Komitéen leverte sin innstilling 28. mai 1947. Først drøftet komitéen inngående resultatet av enquèten og redegjorde deretter for hvordan kjemiundervisningen var lagt opp ved andre nordiske tekniske høgskoler. Men fremfor alt inneholdt innstillingen en utførlig analyse av situasjonen i USA med særlig vekt på chemical engineering. Komitéen så utviklingen av den moderne amerikanske kjemiske industrien som et resultat ikke minst av utdannelsen i chemical engineering. Komitéen fant at kjemistudiet i Sverige og Danmark lå nær det norske, dog med noe bredere plass for kjemisk-tekniske fag. Sammenlignes imidlertid vår undervisning i de kjemisk-tekniske fagene med den i USA fant komitéen "at vi i dag (1947) står på samme nivå som amerikanerne for 30 år siden". Vi utdanner industrikjemikere, ikke kjemiingeniører, skrev komiteen.

Komitéen fremhevet at den daværende studieplanen ga en utmerket innføring i de vitenskapelige fundamentalfagene som matematikk, fysikk og kjemi med kjemisk termodynamikk. Det er bemerkelsesverdig at kjemistudentene den gang hadde samme pensum i matematikk som f.eks. elektrostudentene, til tross for at matematikken på det tidspunkt spilte en beskjeden rolle i kjemien. Komitéen mente at dette grunnlaget måtte beholdes, like så "diplomoppgaven" som utviklet studentenes evne til selvstendig arbeide. Det som manglet, var først og fremst den amerikanske chemical engineering, bedriftsledelse og industriell økonomi, fag som alle er av sentral betydning for vordende driftsingeniører. Komitéen foreslo opprettelse av et professorat i bedriftsøkonomi og industriell organisasjon, gjerne knyttet til almenavdelingen. Ønskelisten over hva studentene burde kunne var lang, og komiteen foreslo derfor at studietiden burde forlenges fra 4 til 5 år, noe som først ble gjennomført for studenter som startet i studieåret 1997-98.

Den viktigste administrative forandringen var at de to fagene Teknisk-organisk kjemi og Teknisk-uorganisk kjemi ble erstattet av to nye fag, nemlig Industriell kjemi og Kjemiteknikk. Industriell kjemi skulle omfatte industrielle prosesser, den beregningsmessige behandling av disse og deres gjennomføring i teknisk målestokk. Dessuten skulle faget behandle disse industriers økonomi samt prosjektering av kjemiske fabrikker. Faget Kjemiteknikk skulle omfatte de kjemitekniske enhetsoperasjonene, deres apparatur og konstruksjonsmaterialer og dessuten kjemiteknisk termodynamikk. Faget skulle erstatte de tidligere fagene materialprøvning, mekanisk teknologi og maskinlære. Denne definisjonen på kjemiteknikk synes i dag å være for begrenset, men på denne tiden omfattet ikke kjemiteknikken fagene "Chemical reaction engineering" og "Process control". De to nye fagene, Kjemiteknikk og Industriell kjemi, skulle være obligatoriske for alle studenter ved Kjemiavdelingen. Den nødvendige spesialisering skulle tas vare på ved en rekke valgfrie fag som elektrokjemi, biokjemi, mikrobiologi samt videregående kurs i fysikalsk kjemi, industriell kjemi, kjemiteknikk og bedriftsøkonomi med bedriftsledelse. Dessuten skulle man beholde de valgfrie fagene man allerede hadde, som f.eks. treforedlingskjemi og metallurgi. Antall slike spesialfag ville i første rekke avhenge av hvilke nye hovedstillinger og institutter som ble opprettet.

Innstillingen inneholdt detaljerte forslag til studieplanen. Den inneholdt også romoppgaver for nødvendige laboratorier og en liste over nye stillinger, det nevnte forslag til økning av studietiden til 5 år og innføring av en licentiatgrad. Komitéens arbeide har på denne måten fått stor betydning for høgskolens, og ikke minst Kjemiavdelingens, videre utvikling og utbygging.

Komitéens innstilling av 28.mai 1947 hadde på forhånd vært drøftet inngående med Kjemiavdelingens fåtallige professorer. Allerede 3.juni 1947 kunne avdelingens formann, professor Sørensen, sende rektor og professorutvalget en meget utførlig innstilling fra Kjemiavdelingen. Den behandlet en rekke spørsmål, men vi skal her bare ta med det som ble av direkte betydning for instituttet og faget kjemiteknikk.

Kjemiavdelingen fant at en vidtgående omlegging av undervisningen var nødvendig. I stedet for de daværende 3 linjer: linjen for uorganisk kjemi med elektrokjemi, linjen for almen kjemi og linjen for organisk kjemi med næringsmiddelkjemi, foreslo avdelingen en linjedeling etter første avdeling til en linje for kjemiingeniører tilsvarende den amerikanske utdannelsen i chemical engineering og en linje for industrikjemikere nær svarende til såvel tysk som amerikansk utdannelse av kjemikere. Det burde utdannes like mange kandidater på de to linjene. Etter inngående drøftelse fant avdelingen at det for norske forhold ville være best å beholde en studietid på 4 år, men gikk sterkt inn for å innføre en "post graduate" utdannelse. Kjemiavdelingens forslag til to linjer, en for kjemiingeniører og en for industrikjemikere, med linjedeling etter første avdeling var radikalt, tydeligvis for radikalt. Etterat de forskjellige stillingene var blitt besatt og tilsvarende institutter opprettet, fant man det naturlig at hver av disse fikk sine studieretninger. Resultatet ble to linjer, hver med fire studieretninger. Denne linjedeling ble gjort gjeldende fra 1955:

Linje A for almen kjemi som omfatter

Uorganisk kjemi

Organisk kjemi

Teoretisk kjemi (Fysikalsk kjemi fra 1964)

Teknisk biokjemi

Linje B for prosessteknikk som omfatter

Kjemiteknikk

Industriell kjemi

Treforedlingskjemi

Teknisk elektrokjemi

Fagene Kjemiteknikk og Industriell kjemi i tredje årskurs ble gjort obligatoriske for alle Kjemiavdelingens studenter. De kjemitekniske fagenes videre utvikling skal vi komme tilbake til senere. Oppdelingen med to linjer varte frem til 1966 da man gikk over til å velge direkte tilhørlighet til instituttene. I tillegg til instituttene ovenfor kom Silikat- og høytemperaturkjemi, som tidligere var en del av Uorganisk kjemi.

NYBYGG

Fra NTHs opprettelse hadde kjemiavdelingen holdt til i bygget "Gamle kjemi" som lå vis avis hovedbygningen. Men allerede før siste verdenskrig var det klart at NTH hadde et stort behov for fornyelse og utvidelse. Særlig innen kjemien var kapasiteten tydelig for liten. Under den nye giv som regjeringen Nygaardsvold satte i verk i 1935 vant høyskolen gehør for dette. I 1939 kom et prinsippvedtak om en betydelig utbygging. Stortinget bevilget de nødvendige midler til forberedende arbeider, og professor Berner ved arkitektavdelingen fikk i oppdrag å lage en generalplan. En bevilgning på 200.000 kroner til innledende byggearbeider ble foreslått av regjeringen på budsjettet for 1940. Krigen satte en bom for dette, men Berner fortsatte sitt arbeide og kunne i 1945 legge frem en ferdig generalplan. Berners plan var, etter forholdene i trettiårene, lagt stort an og forutsatte en fordobling av bygningsmassen på Gløshaugen med øking av studieopptaket med en tredjedel til 240, slik rektor Fredrik Vogt hadde gått inn for i 1940. NTH fikk full støtte for dette opplegget. Planen var bifalt av regjering og storting, som straks bevilget 300.000 kroner til nybygg og forutsatte 2 millioner kroner det neste året. Selv om planen var basert på skriftlig formulerte ønskemål fra avdelingene, hadde tydeligvis tiden løpt fra den. Mange fant den krampaktig og uten perspektiver for kommende tider. Det hadde tross alt skjedd en betydelig faglig utvikling siden trettiårene. Krigen hadde demonstrert teknikkens vitale betydning og skapt store forhåpninger for fremtiden. På NTH oppsto store diskusjoner og stridigheter. Byggearbeidet ble stilt i bero og pengene ble brukt til andre nødvendige påbygginger. Da Berner plutselig døde i januar 1947, førte hans frafall til, som det heter i NTHs årsberetning, at "planene for høyskolens utvidelse kom i en ny stilling". T.J. Hanisch og E. Lange konkluderer i sin jubileumsbok til høyskolens 75-års jubileum at "NTHs arbeidsform i byggesaken var kort sagt ikke på høyde med situasjonens krav. Høyskolen var så opptatt av å finne de beste løsningene på lang sikt at den ikke kjente sin besøkelsestid". I ettertid er vel ingen i tvil om at det ville vært en ulykke om Berners plan var blitt fulgt. Og når det gjelder besøkelsestid, har høyskolen ingen grunn til å klage!

I mars 1947 ble det oppnevnt en jury for en arkitektkonkurranse for de nye kjemibyggene og for høyskolens generalplan. Medlemmene var:

Rektor, professor K.M. Faye-Hansen

Professor J. Holmgren

Professor M.G. Ræder

Professor C.C. Andersen

Arkitekt Finn Bryn

Riksarkitekt K.M. Sinding-Larsen

Professor Melchior Wernstedt(Gøteborg)

Arkitekt Helge Simdahl(Stockholm)

Juryen sendte ut konkurranseprogrammet 28.juni 1948. Den innstilte 24.april 1949 på at førstepremien ble tildelt arkitektene Chr. Pran og Otto Torgersen, Oslo, med medarbeiderne sivilingeniørene Kjell Røed og E.N. Hylland. Komitéen innstilte videre på at vinnerne fikk i oppdrag å arbeide videre med generalplanen og overta utarbeidelsen av de endelige planer for kjemibyggene som utførende arkitekt. I henhold til nye retningslinjer for statens byggearbeider av 1948 oppnevnte professorrådet en hovedplankomitè for høyskolens videre utvidelse. Medlemmene var riksarkitekten, professorene Are Hagemann og J. Holmgren, den siste som formann. Det ble også oppnevnt en plan- og byggekomite for kjemibyggene bestående av hvedplankomiteens medlemmer supplert med professor Sven G. Terjesen som representant for Kjemiavdelingen.

Innstillingen fra de to komitéene av 23. november 1950 om å sette i gang byggearbeidet ble enstemmig godkjent av professorrådet. Planen omfattet et første byggetrinn bestående av:

1 blokk for teoretisk kjemi (nåværende kjemiblokk 1)

1 blokk for treforedlingskjemi og uorganisk kjemi (blokk 2)

1 blokk for kjemiteknikk og industriell kjemi med tilhørende forsøkshall (blokk 5)

Definisjonen av en begrenset første etappe var avgjørende for godkjennelsen. Det var professor Terjesens bekymring å få Kjemiavdelingen til å akseptere noe som jo betydde at de professorene som hadde lengst ansiennitet måtte vente i mange år på å få sine ønsker oppfylt. Professor Sørensen hadde et særlig godt fundert krav til å være med, men en dag da han og Terjesen gikk inn gjennom hovedinngangen til "gamle kjemi" sa han de forløsende ordene "jeg avstår". Dermed falt brikkene på plass. Det nyopprettede institutt for teoretisk kjemi var utvilsomt det mest trengende. Instituttet hadde bare dosent K. Sandveds kontor, et assistentkontor og et sterkt kviksølvinfisert øvelseslaboratorium, alt i loftsetasjen i "gamle kjemi". Institutt for kjemiteknikk hadde dog overtatt lokalene til teknisk uorganisk kjemi. Teoretisk kjemi fikk derfor den første blokken, dog således at to laboratorier skulle disponeres midlertidig av Institutt for kjemiteknikk inntil dets nybygg sto ferdig. Den nyutnevnte professoren i teoretisk kjemi, Chr.J.Finbak, nedla et stort og verdifullt arbeide ved planleggingen av denne første kjemiblokken.

I 1951 ga Stortinget den første byggebevilgningen, og en byggekomité ble oppnevnt. Den besto hele tiden av:

Professor Are Hagemann(formann)

Professor Sven G.Terjesen

Direktør Ingemann Thorp

Ekspedisjonssjef Ole Devik

Riksarkitekt K.M.Sinding-Larsen.

Kjemiavdelingen var representert ved Terjesen som holdt løpende kontakt med sine kolleger. De tre førstnevnte komitémedlemmene dannet et arbeidsutvalg, som sammen med byggelederen, arkitekt Tycho Castberg, hadde tilsyn med byggearbeidets gang og ansvaret for bruken av de bevilgede midler. Byggearbeidet for den såkalte første etappe ble gjennomført blokkvis, men som et sammenhengende hele, noe som ubetinget var rasjonelt. Det viste seg at kompliserte bygg som kjemiske laboratorier, med sine omfattende tekniske anlegg, krevet en planleggingstid på ca 15 måneder og en byggetid på ca 2 år. Selv denne relativt lange planleggingstiden forutsatte at enkeltentreprisene var omhyggelig planlagt og tidfestet. Blant de spesielle saker som opptok byggekomitéen var ventilasjonsanleggene, konstruksjon av avtrekkskapene og valg av materialer for arbeidsbenker og laboratoriegulv. I kjemiteknikken benyttes ofte apparatur som ikke kan plasseres på en vanlig laboratoriebenk. Daværende dosent Aksel Lydersen utviklet derfor en hensiktsmessig apparatstand som hadde den nødvendige fleksibilitet med lett tilkobling til avtrekk, vann, gass og elektrisitet. Planløsningene ble utarbeidet i samarbeide med de enkelte professorer og tilpasset deres spesielle behov. I ettertid har det vist seg at det for Kjemiteknikk var blitt lagt for stor vekt på laboratorier for eksperimentelt arbeide og for liten på kontorplass for mer teoretiske studier og for arbeide med datamaskiner, en trend det ikke den gang var lett å forutsi. For arbeider med absorpsjons-og destillasjonskolonner ble forsøkshallen utstyrt med et ganske høyt kolonnetårn. Dette ble senere lite brukt for sitt opprinnelige formål, men har for enkelte prosjekter vist seg meget nyttig. Ellers synes bygningene å ha svart rimelig godt til behovene. Byggekomitéen hadde mange vanskelige saker. Ved en anledning ble arbeidsutvalget trukket for retten i Oslo av en entreprenør, som hadde levert det laveste anbudet, men som arbeidsutvalget mente ikke hadde økonomisk styrke til å gjennomføre prosjektet. Naturlig nok ble arbeidsutvalget frikjent, og det hører med til historien at entreprenøren kort tid etter gikk konkurs.

De totale bevilgningene for det første byggetrinnet var 25.1 millioner kroner, inklusiv vitenskapelig utstyr. De bevilgende myndigheter innså klart at vitenskapelig utstyr må være en selvfølgelig del av slike prosjekter. Ved innvielsen 11.november 1959 var både blokker og forsøkshall i drift, selv om ikke alt vitenskapelig utstyr var kommet på plass.

Kjemiavdelingen hadde fått plass på sydsiden av selve Gløshaugen og var godt synlig fra jernbanen fra Oslo. Onde tunger ville ha det til at Kjemiavdelingen med forsett hadde ordnet det slik at når politikere og andre viktige personer kom til Trondheim med nattoget, skulle kjemibyggene fremstå som en tanngard med et gapende hull der de to siste blokkene skulle komme. På den tiden lå nemlig korridorene på første klasses sovevogner ikke langt etter Stortingskorridorene i politisk betydning. De to resterende blokkene med mellombygg og en sydfløy med to store auditorier,et romslig bibliotek og kontorer for Kjemiavdelingens administrasjon kom på plass mot slutten av 60-årene, og da under ledelse av en ny plan- og byggekomitè med professor Olav Notevarp som Kjemiavdelingens mann.

Opptaket av studenter ved Kjemiavdelingen i tidsrommet 1910 til 1950 var i gjennomsnitt ca 20 pr år. Fra 1954 økte opptaket og var i 1956 steget til ca 60. Det fast ansatte personalet økte tilsvarende. Hertil kom stipendiater finansiert av Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Forskningsråd (NTNF) og forskere knyttet til SINTEF.

INSTITUTTET BLIR TIL

To professorater i "teknisk kjemi" ble avertert med søknadsfrist 1.juli 1946. Det meldte seg 8 søkere. Da bedømmelseskomiteen ble oppnevnt av Kirkedepartementet i skriv av 11. juli 1947, ble det ene professoratet gitt betegnelsen Kjemiteknikk, og det andre Industriell kjemi. De oppnevnte komitémedlemmene for kjemiteknikk var:

Professor, dr. Olaf A. Hougen, University of Wisconsin

Professor, dr. M.C. Molstad, University of Pennsylvania Research director, Dr.Sc. Per Keyser Frölich, Rahway,N.Y.

Den siste som formann.

I sin innstilling erklærte komitéen at kun to av søkerne for kompetente, nemlig:

Laboratorieingeniør H.C.M.Ingeberg

Sivilingeniør Sven G.Terjesen

Men kun Ingeberg ble erklært professor-kompetent, noe som Kjemiavdelingen stilte seg uforstående til. Professor C. J. Finbak ble oppnevnt som ekstra sakkyndig, og hans uttalelse ga full støtte til Kjemiavdelingens syn på at også Terjesen var kvalifisert som professor.

Før utnevnelse kunne finne sted omkom laboratorieingeniør H.C.M.Ingeberg høsten 1948 ved en tragisk flyulykke i Hommelvik nær Trondheim. Ved kongelig resolusjon av 17.desember 1948 ble Sven G.Terjesen, den andre av de kompetente søkere, utnevnt til professor i kjemiteknikk.

Terjesen var kjemiingeniør fra NTH i 1937 med hovedkarakter 1,4. Etter et år som vitenskapelig assistent i fysikalsk kjemi studerte han kjemiteknikk ved University College i London. Som høgskolestipendiat arbeidet han ved NTH i 1939-40 med kombinert masse og varmeoverføring ved oppløsning av faste stoffer i strømmende væsker, en analogi til våtkuleprosessen. Arbeidet ble avbrutt ved innkalling til militærtjeneste tidlig i 1940 og ble ikke siden tatt opp. I krigsårene arbeidet Terjesen med kjemitekniske problemer i forskningssenteret til ICI i Manchester, blant annet med produksjonsprosesser for penicillin. Han tiltrådte som professor 1.juni 1949.

Boligsituasjonen i Trondheim var, som ellers i landet på den tid, meget vanskelig. Terjesens krav til bolig var beskjedne: "Vi er villige til å ta så å si hva som helst, dog mener vi at det må være vannklosett og en eller annen form for bad." Alle krefter ble mobilisert, og til slutt fant NTHs sekretariat en liten leilighet med to rom og adgang kjøkken i en gammel tregård i Holtermans vei. Men husfordelingsnemndas velsignelse var nødvendig, og for en innflytter til Trondheim var det ingen enkel sak. For å oppnå den måtte høyskolens rektor, Harald Dahl, sette inn hele sin autoritet, ved personlig besøk og et langt brev, der han mobiliserte alle tenkelige argumenter, blant annet "at det professoratet Terjesen nå overtar i realiteten er professor Tronstads professorat." Tronstad falt som kjent under krigen. Terjesen var på plass sommeren 1949.

Foruten professoren var det bare en vitenskapelig assistent, Rolf Romslo, ved instituttet. I tillegg til etablering av undervisningen, krevet planlegging og gjennomføring av nybyggene en betydelig innsats. Instituttet holdt til i Lab.C i "gamle kjemi", i de sterkt kvikksølvinfiserte lokalene til det tidligere Institutt for teknisk uorganisk kjemi. Ved en anledning klaget en student over at laboratorievasken var gått tett. Det viste seg ved nærmere undersøkelse at det var dannet en kvikksølvlås! Mulighetene til kjemitekniske laboratorieoppgaver var til å begynne med små og undervisningen ble konsentrert om forelesninger og regneøvinger.

Det fundamentalt nye med kjemiteknikken var innføringen av kvantitative beregninger der man tidligere hadde vært henvist til skjønn. Det ble lagt vekt på raskt å få frem kompendier som foruten å gi en grunnleggende innføring i faget også kunne tjene som et praktisk anvendbart verktøy. Forelesningene var stort sett basert på amerikansk litteratur, mens avsnittet om gassabsorpsjon gjorde bruk av publisert materiale fra I.C.I. Gjennom regneøvingene ble studentene trenet til å bruke dette materialet. Det var et uttalt mål at studentene, når de kom ut industrien, direkte skulle kunne gjøre bruk av det de hadde lært.

Faget var nytt i vårt land, og måtte gjøres kjent både for industrien og for allmenheten. Terjesen skrev artikler både i fag-og dagspresssen og stilte ofte opp som foredragsholder i mange fora. I de første årene, mens prosessregulering ennå var dårlig representert i Norge, ble også dette området viet oppmerksomhet. Under et foredrag om prosessregulering i Den Norske Ingeniørforening i Oslo i 1954 var Terjesen akkurat kommet til dette med forstyrrelsenes betydning da et hornorkester satte i gang med øvelser i naborommet! Nesten som bestilt! I 1956 var han den faglige leder av en internasjonal konferanse og utstilling om automatisering arrangert av NTNF og Studieselskapet for norsk industri i Oslo. Det var forelesere fra England og Tyskland, blant disse A.J.Young fra I.C.I, som i mange år opprettholdt god kontakt med norske fagmiljøer. Norsk Hydro og Borregaard ønsket kurs av en ukes varighet for sine teknisk ansatte. Her hadde Terjesen god hjelp av sine medarbeidere, Lydersen, Asbjørnsen og Mejdell. Disse kursene omfattet også prosessregulering. Kurs ble også holdt på NTH for personale fra andre bedrifter. I vårsemesteret 1959 foreleste Tejesen prosessregulering ved Åbo Akademi i Finland, der han i 1963 ble kreert til æresdoktor. I 1979 ble han æresdoktor også ved Danmarks Tekniske Højskole.

KONTAKTEN MED USA

I etableringsfasen hadde instituttet god hjelp av flere amerikanske professorer som oppholdt seg i Trondheim med Fulbright-stipendium. Den første var en av kjemiteknikkens store pionerer, den norskettede Professor Olaf A.Hougen fra University of Wisconsin i Madison. Han kom med sin hustru Olga til Trondheim februar 1951 og ble der i ca 1/2 år. Boligsituasjonen i Trondheim hadde ikke bedret seg stort, og Terjesen hadde store problemer og måtte til slutt installere de to i annen etasje i daværende Hotell Phoenix i en suite med et nedslitt plysjmøblement. Heldigvis lyktes det for professor Lyse å skaffe en møblert leilighet. Under sitt opphold holdt Hougen forelesninger og kollokvier og hjalp til med den videre planleggingen. Hougen holdt et viktig foredrag i Den Norske Ingeniørforening om "Chemical engineering education", et foredrag han også holdt i Sverige og Danmark. Noe av det viktigste som skjedde under hans opphold var dr.techn. Aksel Lydersens tilknytning til instituttet. Det foregikk på følgende måte: Lydersen var utdannet ved NTH som maskiningeniør med studieretning varmeteknikk med strømningslære. Han ble tildelt graden dr.techn. i 1950 på et arbeide over strømning og varmeoverføring i et sjikt av kuler, en modellstudie for frysing av matvarer. Han søkte et professorat i kjøleteknikk, men det gikk til dr.techn. Gustav Lorentzen, som hadde lengere praksis. Terjesen, som for øvrig er hans halvtremenning med felles oldemor, overtalte ham til å gå over til kjemiteknikken. Hougen inviterte straks Lydersen til University of Wisconsin for videre utdannelse i faget. Der ble han i 2 1/2 år i perioden 1951-54. Han arbeidet særlig med kjemiteknisk termodynamikk og estimering av fysikalske data, et område som er en nødvendig forutsetning for kvantitative kjemitekniske beregninger.

Dette ble hans viktigste arbeidsfelt gjennom resten av livet. I Madison fikk Lydersen også anledning til å drive kjemiteknisk konsulentvirksomhet. For et stort bryggeri utviklet han en prosess for gjenvinning av kullsyre med en kvalitet egnet for bruk i drikkevarer. Gjennom Hougens opphold ved instituttet i Trondheim og Lydersens studier ved University of Wisconsin ble det etablert et varig og fruktbart samarbeidsforhold. Glør Th. Meidell, som ble knyttet til instituttet som laboratorieingeniør i 1950, ble invitert til Wisconsin for videre studier i årene 1954 til 1957. Olav Erga fikk også et langt og fruktbart studieopphold hos Hougen og hans medarbeidere. For sin innsats for kjemiteknikken og for sin bistand ved oppbyggingen av faget i Norge og ikke minst ved å gi videreutdannelse til instituttets personale, ble professor Olaf A. Hougen kreert til æresdoktor ved NTH's 50-årsjubileum i 1960. Hougen var stolt av sin norske avstamning, selv om verken han eller hans foreldre var født i Norge. Professor N.A. Sørensen hedret ham med å samle informasjon om hans norske forfedre.

Den neste Fulbright-professoren var M.C. Molstad (Mike) fra University of Pennsylvania. Sammen med sin hustru Barbara var han i Trondheim i 9 måneder i 1954-55. I tillegg til rent faglige publikasjoner har Molstad skrevet om Chemical Engineering Education. Han har også spilt en betydelig rolle i amerikanske faglige organisasjoner. Hans største innsats i Trondheim var sammen med Lydersen å innføre faget prosjektering av kjemitekniske prosessanlegg. Studentene fikk her anledning til å bruke kunnskaper fra flere fagområder, de måtte arbeide selvstendig og måtte fremfor alt se samspillet mellom de enkelte prosesstrinn. Besvarelsen av oppgaven omfattet utarbeidelse av flytskjemaer, samt estimering av kapital- og driftskostnader. Studentene arbeidet parvis og hadde ukentlige konferanser med faglæreren. Prosjektoppgavenes popularitet kom klart til uttrykk ved studentenes entusiasme og iherdige innsats. Et lite problem oppstod ved at studentene arbeidet parvis. Det ble vanskelig å bedømme den enkeltes innsats, for begge måtte jo få samme karakter. Noe stort problem var ikke dette fordi studentene, som jo kjente hverandre, stort sett valgte likeverdige partnere. Faget ble tatt opp også av Kjemiavdelingens øvrige studieretninger. Etter at datamaskiner ble generelt tilgjengelige kom programmer for material og energibalanser til å spille en sentral rolle i arbeidet.

Mike og frue skulle selvfølgelig også se litt av Norge. Etter et besøk på Røros sto Mike og Sven i hallen på turisthotellet og ventet på de to fruene som ivrig studerte innholdet i souvenirbutikken. Mike så skeptisk på dem og bemerket: "They are considering expensive items".

Den neste Fulbright-professoren var Norman H. Ceagelske fra University of Minnesota i Minneapolis. Han kom i 1958 med sin hustru Lucilla og to sønner, og foreleste over regulerings-tekniske emner. Familien ville prøve skiene i Norge og turen gikk til Storlien. Det var typisk påskeføre og Terjesen smurte tykt på med klister. Det gikk fint oppover til selve fjellet, men der var det kaldt og nysnø. Vi ble stående bommende fast og fem par ski måtte avklistres. Litt av en jobb!

I 1962 kom professor Edwin N. Lightfoot jr. fra University of Wisconsin, også med Fulbright stipendium. Gjennom en serie forelesninger introduserte han den banebrytende boken "Transport Phenomena" forfattet av ham selv og R.B. Bird og W.E. Stewart. Dette verket representerte et nytt sprang i bruken av kvantitative metoder i kjemiteknikken ved å ta utgangspunkt i de fundamentale differensialligningene for transport av impuls, varme og stoff. Ved en rekke illustrerende eksempler viste forfatterne hvordan teorien kunne anvendes. Boken kom til å prege kjemiteknisk forskning og undervisning i årene fremover, men fikk, i alle fall på kortere sikt, en begrenset praktisk anvendelse fordi de fleste industrielle prosesser har for kompliserte grensebetingelser og gjerne tilhørte det turbulente strømningsregime. Ed Lightfoot ble også en trofast venn av Trondheimsmiljøet med mange gjensidige besøk og kontakter.

Ed Lightfoot ble i 1985 kreert til æresdoktor ved NTH for sin faglige innsats og sitt bidrag til instituttets utvikling.

Instituttet hadde besøk av mange prominente gjesteforskere og forelesere. Blant disse var R.B. Bird fra University of Wisconsin i 1958, J.A. Van den Akker fra Appelton USA i 1962, R.A. Greenkorn fra Wisconsin i 1956, Rutherford Aris fra University of Cambridge i 1965 og P.V. Danckwerts, også fra Cambridge.

Yngre forskere kom for å arbeide ved instituttet. Den første var Richard Kott som var sendt av Hougen for å arbeide hos Glør Th.Mejdell med hydrogeneringskinetikk i palladiumrør i 1956-57. I 1964 kom Tom Reith fra Nederland med postdoctorate fellowship stipendium. Han ble senere professor i kjemiteknikk i Holland.

UNDERVISNINGEN TAR FORM

Som allerede nevnt, kom forelesninger og regneøvinger i enhetsoperasjoner meget raskt i gang. Da Lydersen kom tilbake fra Amerika i 1953 ble faget, som hadde betegnelsen Kjemiteknikk 1, delt i to. Lydersen tok strømnings- og varmelære samt hydrauliske og mekaniske enhetsoperasjoner, mens Terjesen tok diffusjonsprosessene. Regneøvingene, som var en meget viktig del av undervisningen, var Glør Th.Mejdells felt. Senere ble Arnfred Rølland en effektiv medarbeider i undervisningen.

Foto Foto Foto

Aksel L.Lydersen Glør Th.Mejdell Sven G,Terjesen

Dosent 1955-58 Lab.ing.I 1950-59  Professor 1949-65     Professor 1958-1995                            

Like etter krigen begynte "Chemical reaction engineering", eller Teknisk reaksjonskinetikk, som vi valgte å kalle faget, så smått å vinne innpass i USA og i Europa. Allerede i 1956 fikk faget plass i instituttets studieplan. Det var smått med lærebøker i faget, og Terjesen valgte å bruke som illustrasjon beregninger han hadde utført i ICI under krigen over tap av penicillin ved forskjellige former for inndamping av amylasetatløsninger. Med de urene oppløsningene man da hadde, kunne tapene beskrives ved en annen ordens reaksjon. Firmaet tillot dessverre den gang ikke publikasjon. Senere kom nye utgaver av kompendiene, og da gode lærebøker kom på markedet, gikk man i 1965 over til disse. Terjesen foreleste med Mejdell og senere Gunnar Thorsen som medarbeidere og ledere av øvingene, inntil Thorsen tok over faget i 1965 da Terjesen forlot NTH for å begynne som forskningssjef ved Norsk Hydro’s forskningssenter på Herøya.

Etterat Lightfoot hadde introdusert "Transport Phenomena" ble det klart at faget Kjemiteknikk 1, som var obligatorisk for alle kjemistudentene, ikke var tilstrekkelig for studentene ved studieretning for kjemiteknikk. Det ble derfor innført et fag, Kjemiteknikk 2, som bestod av flere kapitler med forskjellige forelesere. Blant disse var Lydersen med fysikalske data og Olav Erga med videregående diffusjonsprosesser.

Foto Foto Foto

Odd A.Asbjørnsen Olav Erga Gunnar Thorsen

Dosent 1963 Dosent 1964 Dosent 1967

Professor 1970-75 Professor 1977 Professor 1984

Det tredje faget som ble tatt opp var Prosessregulering. Inspirert av reguleringsteknikkens enorme betydning for krigføringen, innså den kjemiske industrien, med I.C.I. blant de første, betydningen av dette fagområdet. Terjesen, som allerede i 1946 hadde innstallert et kaskadereguleringsystem i en antrasenfabrikk i Manchester, bragte dette konseptet med seg til NTH. I 1953 startet professor Balchen ved Elektroavdelingen undervisning i Reguleringsteknikk og bygget analogimaskinen DIANA. I 1955 startet Terjesen og Asbjørnsen undervisningen i Prosessregulering, etter det som den gangen var det nye mønsteret, nemlig med blokkskjemaer og analyse basert på amplitude og fasediagrammer, og med Laplace transformen som matematisk hjelpemiddel. Det var interessant å merke at studentene ofte likte det intellektuelt krevende. Det var alltid intenst stille i auditoriet når Nyquists stabilitetskriterium ble forklart. Det samme var også merkbart i Kjemiteknikk 1 når emnet var dimensjonsanalyse. Empiriske formler er uunnværlige for den praktisk arbeidende kjemiingeniør og måtte også foreleses, men da var det alltid noen stoler som rørte litt på seg!

Asbjørnsen bygget et laboratorium for prosessregulering, finansiert av A/S G.Hartmann. En frekvensanalysator fra I.C.I. gjorde det mulig å ta opp frekvenskarakteristikker over et bredt område fra en per time til en per 10 sekunder. Derved kunne prosessenes dynamiske egenskaper belyses eksperimentelt. Den første diplomkandidaten som brukte anlegget var, karakteristisk nok, fra teknisk fysikk. Opplegget var avansert for sin tid, og ble kopiert av Mogens Kummel ved Institutet for Kemiteknik i Danmark. En verdifull impuls kom fra et sommerkurs som datidens fremste pionér i prosessregulering, professor Donald P.Campbell, holdt i 1956, der instituttet deltok aktivt. Asbjørnsen innførte senere faget Prosessdynamikk som er en forutsetning for mer avansert prosessregulering. Kurset hadde flere studenter fra Elektroavdelingen.

FORSKNINGEN KOMMER I GANG

En tragedie var knyttet til det første forsøket på å få i gang en forskningsvirksomhet. Våren 1950 ble det avtalt med en lovende diplomkandidat, Nils Sæbø, at han etter avsluttet eksamen skulle begynne som forskningsassistent. Men under en skitur i fjellet mellom Tydalen og Orkdalen ble han og en kamerat overrasket av en snestorm og begge omkom.

To prosjekter av mer grunnleggende karakter ble tidlig påbegynt og videreført helt til Terjesen fratrådte i 1965. Det første var studier over væske-væske ekstraksjon, særlig dråpers bevegelse, masseoverføring og virkningen av overflateaktive stoffer. Det annet gjaldt kinetikk ved oppløsning av faste stoffer i væsker, spesielt den inhibiterende virkningen av visse metallioner. Et tredje område var eksperimentell bestemmelse av fysikalske konstanter, og metoder for estimering av slike. Dette feltet ble tatt opp av Lydersen da han i 1953 returnerte fra USA, og har vært drevet av ham og hans medarbeidere inntil hans død i 1995. Disse prosjektene ble finansiert av Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Forskningsråd. Etter noen år fikk prosjektene status som B-prosjekter hos SINTEF. Dette innebar at SINTEF overtok regnskapsfunksjonen og ordnet med alle personalspørsmål, mens styringen helt ut var instituttets ansvar. Dette representerte en velkommen avlastning for prosjektlederne.

Studiene i den første gruppen, som alle var knyttet til bevegelse av enkeltdråper av karbontetraklorid gjennom en vannfase, begynte i 1950 med diplomoppgaven til Arne Holm og fortsatte et år med ham som instituttets første forskningsstipendiat. Senere medarbeidere var Bjørn J.Melhus, Kåre P.Lindland og G.Boye-Christensen. I 1959 ble Gunnar Thorsen knyttet til prosjektet og kom til å spille en sentral rolle gjennom resten av prosjektets levetid. I denne perioden var Rolf M.Stordalen en effektiv medarbeider i prosjektet. I 1965 ble Thorsen tildelt den tekniske licentiatgrad for sitt arbeide på feltet.

Prosjektets resultater ble presentert i form av korrelasjoner. Konsentrasjoner av overflateaktive stoffer helt ned til en milliontedels mol per liter kunne redusere masseoverførings-hastigheten med opptil 60%. For å vise at effekten ikke skyldtes det diffunderende stoffet selv, ble det utført forsøk med utveksling av radioaktivt karbontetraklorid uten noen netto massetransport. Tilsats av overflateaktivt stoff reduserte også dråpenes fallhastighet med opp til 40% ved at den interne sirkulasjon i dråpene ble inhibitert. Tidligere litteraturdata for dråpers fallhastigheter i "rent" vann ble vist å gjelde for dråper uten intern sirkulasjon, mens de høye hastighetene fordret ekstra renset vann. Som et kuriosum kan nevnes at instituttet i Trondheim innehadde verdensrekorden for væskedråpers fallhastighet. Resultatene fra disse arbeidene ble publisert i Chemical Engineering Science, i Achema Jahrbuch og presentert som foredrag på faglige kongresser og som gjesteforelesninger ved andre læresteder.

Prosjektet med kinetikk ved oppløsning av faste stoffer begynte ved at Olav Erga skulle studere oppløsning av kalsiumkarbonat i kullsyreholdig vann i et rørekar. For å sikre at partiklene av kalsiumkarbonat holdt seg svevende i væsken også ved lave rørehastigheter, ble karet gitt en spesiell form med opphøyet bunn. Det var hensiktsmessig å lage karet av kobber. Erga fikk da noen merkelige resultater. Konsentrasjonen av kalsium i oppløsningen gikk ikke mot likevekt med tiden, men stoppet fullstendig opp ved en falsk likevekt. Det var tydelig at kobberioner fra karet virket som inhibitor for reaksjonen. Scandium-og yttriumjoner viste seg særlig effektive. Konsentrasjonen av inhibitor på krystalloverflaten ble bestemt ved å bruke radioaktive yttriumioner. Forsøk med oppløsning av kalsiumfluorid i vann ga tilsvarende resultater. Kvantitative sammenhenger ble bestemt. Deltagere i prosjektet var Gunnar Thorsen, Arnfinn Ve og Ivar Nestaas, foruten Olav Erga som var den sentrale aktør, inntil Nestaas overtok. Resultatene ble publisert i Acta Chemica Scandinavica og i Chemical Engineering Science, og ellers presentert på kongresser. Ved en presentasjon i Danmark bemerket professor Jannik Bjerrum til Erga at han og hans berømte far, professor Nils Bjerrum "i to generasjoner hadde undret seg over hvorfor denne reaksjonen stoppet før likevekt var nådd".

Enkelte bestemmelser av væskefilmkoeffisienter ved absorpsjon og desorpsjon av oksygen i laboratoriekolonner, ble også utført. Spesielt kan nevnes Øystein Bøyums licentiatarbeide, som søkte å klarlegge betydningen av Webers tall.

Et annet aktivt forskningsfelt ved instituttet var, som allerede nevnt, Lydersens prosjekter for bestemmelse og estimering av fysikalske data av betydning for kjemitekniske beregninger. Disse arbeidene fortsatte også etter 1965 og vil bli nærmere omtalt i et senere avsnitt om termodynamikk.

Tidsrommet fra 1955 til 1965 var en meget aktiv periode innenfor området prosessregulering og prosessdynamikk. Det ble etterhvert klart at dynamiske analysemetoder, som måling av frekvenskarakteristikker, kunne brukes til studium av kjemiske og fysikalske årsaks- og virkningsforhold. Odd Andreas Asbjørnsens store arbeide, som begynte som et licentiatarbeide, men førte frem til graden dr.techn., gikk ut på å studere fallende væskefilmers hydrodynamikk ved hjelp av frekvensanalyse. Dette var en meget vanskelig eksperimentell oppgave. I samarbeide med Institutt for reguleringsteknikk bygget Asbjørnsen en langt mer avansert frekvensanalysator enn den som ble levert fra ICI. Den hadde et frekvensområde fra en periode per time til en periode per sekund, altså tre og en halv dekade. Den ble tilkoblet en sanntids Fourieranalysator etter et konsept fra professor Balchen. Dette arrangementet tillot et langt større støy/signal forhold i målingene. Arbeidet gikk ut på å bestemme fordelingen av oppholdstider i en fallende væskefilm på utsiden av et vertikalt rør. En saltoppløsning ble injisert som en sinusformet impuls på toppen av røret og responsen bestemt ved ledningsevnemåling av utgangskonsentrasjonen. Dette var på flere måter et pionérarbeide, ikke bare eksperimentelt. Det ble blant annet vist at oppholdstidsfordelingen og frekvensresponsen var et transformpar, uansett strømningsforhold. Videre ble det vist at frekvensresponsen ved laminær strømning kunne finnes ved Fresnels integral, og at sanne laminære forhold dominerte ved tilsats av overflateaktive stoffer. Teknikken med den tilkoblede Fourieranalysatoren muliggjorde observasjon av attenueringsforhold på flere dekader, noe som tidligere ikke hadde vært mulig ved studier av prosessdynamikk.

Asbjørnsens avanserte eksperimentalteknikk ble benyttet av Ketil Amundsen i 1961 til studium av aksiell blanding og varmeovergang i rette rør. Her ble de periodevise signalene frembragt som firkantpulser med varierende frekvens fra et heteelement. Rask respons på 0,05 sekunder ble oppnådd med tynne motstandselementer utspent over tversnittet. Etter avslutningen av sitt doktorarbeide i 1962 fortsatte Asbjørnsen studiet av bølgedannelse ved fallende væskefilmer med statistiske metoder ved hjelp av et instrument utviklet av professor Balchen.

I Asbjørnsens gruppe arbeidet Ivar Hildrum med parameter-tilpassing til eksperimentelle oppholstidsfordelinger i fylte kolonner. Arbeidet ble videreført av Terje Hertzberg som utviklet et større dataprogram for modelltilpassing, MODTLP, senere omdøpt til MODFIT. I samarbeide med professor Harald Øye og hans medarbeidere ble programmet benyttet til utvikling av termodynamiske modeller, arbeider som ofte ble sitert. Andre anvendelser av programmet var kjemiske reaktormodeller, generelle prosessmodeller og miljø- og avfallsmodeller. DeNoFa brukte programmet til operatørstøtte ved hydrogenering av animalske og vegetabilske oljer.

I samarbeide med Institutt for reguleringsteknikk og med støtte fra NTNF, ble "Forskningsprosjekt ammoniakksyntesen" startet med Hydro som industripartner. Prosjektet avslørte et stort behov for simulering og statiske prosessmodeller som hjelpemidler ved prosjektering av prosessanlegg, og dette ble tatt opp ved instituttet. De utviklede programmene viste seg så nyttige at Gute Hoffnungs Hütte ønsket å kjøpe dem. Samarbeidet bidro til at Hydro bygget opp sin egen kompetanse på feltet.

Som tidligere nevnt var forelesningene, særlig om gassabsorpsjon, preget av impulser fra ICI. Dette kom til uttrykk i to av instituttets prosjekter. ICI var pioner for bruk av ristpakninger som fyllmateriale for absorpsjonskolonner for store gassmengder i kontakt med små væskemengder. De hadde små trykktap, var billige og egnet seg godt for store gassmengder. Slike kolonner ble innført av Erga for fjerning av hydrogenfluorid fra ventilasjonsluften fra smeltehallene ved aluminiumsverket i Mosjøen. ICI hadde også vært først ute med bruk av metallduk for kontakt mellom gass og væske. Lydersen tok opp dette feltet, utviklet teknikken videre og innførte den i Norsk Hydros tungtvannsfabrikk på Rjukan. Disse kolonnene har meget lavt trykkfall og utmerket væskefordeling. De egner seg derfor særlig godt for vakuumdestillasjon av høytkokende, temperaturømfintlige organiske forbindelser. Lydersen tilpasset disse kolonnene for destillasjon av fettsyrer.

U T V I K L I N G E N E T T E R 1965

KJEMITEKNIKKENS VIDERE UTVIKLING

Instituttets tilblivelse og første leveår var preget av kjemiteknikken slik den kom til uttrykk i konseptet enhetsoperasjoner. Men,som tidligere omtalt, ble både kjemisk reaksjonsteknikk (Teknisk reaksjonskinetikk) og prosessregulering tatt opp tidlig i 50-årene og gitt en bred plass i instituttets undervisning. Så tidlig som i 1937 studerte Damköhler i Tyskland samspillet mellom diffusjon, varmeoverføring og kjemisk reaksjon, og har dermed krav på farskapet til kjemisk reaksjonsteknikk. Han hadde imidlertid få etterfølgere, og det ble amerikanerne som etablerte feltet som et eget kjemiteknisk fag. Et viktig bidrag kom fra England ved Danckwerts, som innførte oppholdstidsfordelingsfunksjonen som en statistisk beskrivelse av strømningsmønsteret i en reaktor. Tekniske reaktorer har gjerne kompliserte strømningsmønstre som ikke ligger til rette for vanlig hydrodynamisk behandling. Med kjennskap til oppholdstidsfordelingsfunksjonen kan omsetningsgrader og utbytter beregnes for kombinasjoner av første ordens reaksjoner. Interessen ble tidlig fokusert på kjemiske reaktorers stabilitet og dynamiske oppførsel. Det var en kjent industriell erfaring at heterogent katalyserte eksoterme reaksjoner kunne gå ut av kontroll med alvorlige konsekvenser for katalysatoren og for sikkerheten generelt. I den senere tid har begrepet mikromiksing fått betydning i kjemisk reaksjonsteknikk for kompliserte, hurtige reaksjoner. Blanding foregår som kjent ved at væskeelementer flyttes rundt mekanisk samtidig med at det hele tiden foregår molkylær diffusjon i de enkelte elementene. Diffusjonen er relativt langsom og hvis den kjemiske omsetningshastigheten er større, kan produktsammensetningen bli influert. Dette kan ha betydning særlig for polymerisasjoner. Det er en generell oppgave i kjemisk reaksjonsteknikk å søke å lokalisere det hastighetsbestemmende trinnet i prosessen og så søke å påskynde dette. Ved heterogene reaksjoner, der masseoverføringstrinnet gjerne er energikrevende, er en tilpasning særlig viktig. Biokjemiske prosesser, der mikroorganismer sørger for de kjemiske omsetningene, er spesielt kompliserte heterogene prosesser, der oppgaven er å sørge for at mikroorganismene til en hver tid og på et hvert sted i reaktoren har optimale arbeidsbetingelser. Dette er et felt i sterk utvikling.

Innføring av prosessregulering i den kjemiske industrien skjøt fart etter siste verdenskrig, basert på det grunnlaget elektroingeniørene og matematikerne hadde lagt under krigen. Det begynte med enkle reguleringsfunksjoner, men utviklet seg til multivariabel regulering og styring ved hjelp av datamaskiner. Kontrollrommet endret karakter fra å bestå av lange, og etter hvert uoversiktlige paneler med instrumenter, til dataskjermer der operatøren kunne avlese tingenes tilstand og foreta de nødvendige korreksjoner. I denne utviklingen fikk kjemiingeniøren en sentral plass som den som kjenner prosessen og dens dynamikk.

Det ble tidlig klart at begrepet enhetsoperasjoner hadde sin begrensning. Nærmere studier viste at enhetsoperasjonene var styrt av hydrodynamikkens fundamentale lover kombinert med lovene for stoff- og varmetransport. Dette førte til begrepet "Chemical Engineering Science" med anvendelser også utenfor den klassiske kjemiteknikken. Det største enkeltbidraget til denne utviklingen kom allerede i 1960 gjennom det imponerende verket "Transport Phenomena" av Bird, Stewart og Lightfoot. Som nevnt foran, satte denne utviklingen tidlig sitt preg på instituttets undervisning. Disse forfatterne listet opp de partielle differensialligningene for transport av impuls, masse og varme, og viste hvordan disse kunne brukes ved løsning av praktiske kjemitekniske problemer. Ligningene var stort sett kjent fra fysikken og hydrodynamikken og deres relevans for kjemiteknikken var påpekt av Damköhler allerede i 1937. Men det var boken til Bird, Stewart og Lightfoot som brakte dem sentralt inn i kjemiteknikken. Som tidligere omtalt er den praktiske anvendelse begrenset fordi grensebetingelsene gjerne er kompliserte og fordi man i industrien ofte arbeider i det turbulente regime. Innføringen av datamaskinen har i høy grad redusert betydningen av disse begrensningene.

Membranteknologien er kanskje den enhetsoperasjonen som i nyere tid har utviklet seg raskest. Det skyldes ikke minst nye, effektive og robuste membraner. Den har funnet utstrakt anvendelse på områder som isotopseparasjon, gass-separasjon, avsalting av sjøvann og rensing av biologisk materiale. Metoden er økonomisk fordi den ikke forutsetter temperaturgradienter.

Det som mer enn noe annet har preget kjemiteknikkens nyere utvikling, er matematikkens dominerende rolle. I kjemiteknikkens første kvantitative periode fra 1923 til 1950 var bruken av matematikk stort sett begrenset til elementær differensial- og integralregning, Mot slutten av perioden kom bøkene til Sherwood og Reed og til Marshall og Pigford om matematikk i kjemiteknikken. Matematikkens nye og større rolle ble innledet av Neal Amundsen med god hjelp særlig av Bilous, Aris, Acrivos og Lapidus. I dag trer tre anvendelsesområder tydelig frem:

- Matematisk modellering og simulering

- Strømningsberegninger

- Prosessregulering

Modeller brukes for å gi en best mulig matematisk beskrivelse av et fenomen, en prosess eller endog en hel fabrikk. Hensikten er å skape et middel til å kunne beregne et resultat ut fra valgte inngangsbetingelser. En modell er en tilnærmelse til en virkelighet, men kan aldri være virkeligheten selv. Modeller som bygger på fundamentale lover og relasjoner, har gjerne videre anvendelsesområder enn de rent empiriske, men de blir gjerne mer kompliserte. Det er alltid en "trade off" mellom nøyaktighet og kompleksitet, bestemt av formålet med modellen. Det kan alltid reises den innvending mot en modell at den er ufullstendig, at det er elementer den ikke har tatt hensyn til. En takknemlig mulighet for en doktorgradsopponent! Matematiske modeller kan ha som formål alt fra å sammenfatte eksperimentelle resultater til å beskrive hele prosesser og kalles da gjerne prosess-simulering. Prosessmodeller skal gjerne dekke varierende driftsbetingelser og forutsetter derfor gode termodynamiske modeller for likevekter og fysikalske konstanter. Prosess-simulering er i dag et rutinemessig verktøy ved prosjektering av kjemiske fabrikker, ikke minst ved optimalisering av de enkelte enheter og deres samspill. Effektive matematiske teknikker er tilgjengelige for dette formål.

Med prosess-syntese menes konseptuell design av prosessanlegg med hovedvekt på overordnede tekniske og økonomiske faktorer. Betydningen av fagområdet ligger i at optimal utforming og drift av prosessens enhetsoperasjoner i stor grad påvirkes av samspillet med de øvrige prosessenhetene og den eksterne infrastrukturen. Prosessintegrasjon er systematiske og generelle metoder for design av integrerte prosessanlegg. Faget omfatter alt fra energioptimalisering til materialstrømmer, regulerbarhet og fleksibilitet. Historisk kan man se en utvikling fra Arthur D.Little's "enhetsoperasjoner" gjennom "systemkonseptet" og frem til integrasjon av flere fenomener innen hver prosessenhet, som for eksempel kombinasjon av reaksjon og separasjon. Prosessintegrasjon i industrien skjøt fart under oljekrisen i 70-årene, eksemplifisert ved Linnhoff's suksessfulle "pinch-teknikk" for optimalisering av komplekse varemeveksler-nettverk.

I nær tilknytning til matematiske modeller står kunnskapsteknologien eller IT. Dette er et hjelpemiddel, ikke minst for prosessoperatører, men etterhvert også for konstruktører og modellbyggere. Ved å kombinere en prosessmodell med en dyktig operatørs erfaringer kan man utvikle et program der den mindre erfarne kan søke hjelp i vanskelige situasjoner.

Prosessregulering stiller spesielle krav til matematisk behandling idet tiden kommer inn som ny variabel og modellene blir dynamiske. Oppgaven er å finne frem til effektive og robuste kontrollkonfigurasjoner. Med robusthet menes her at reguleringssystemet skal være lite følsomt for endringer i driftsforhold, modellusikkerhet og ulineariteter. Et godt eksempel er regulering av destillasjonskolonner, et felt som har fått en fremtredende plass i instituttets forskningsprogram. Kjemiske reaktorers stabilitet og dynamiske oppførsel har nær tilknytning til reguleringsteknikken. Ustabilitet skyldes reaksjonhastighetens eksponensielle temperaturavhengighet og kjemiske hastighetsligninger av annen eller høyere orden.

Strømning av væsker og gasser er et avgjørende element i mange enhetsopersjoner. Matematiske teknikker kombinert med moderne datamaskiner har gjort det mulig å følge selv kompliserte strømningsmønstre, endog i tre dimensjoner. Et godt eksempel er fluidisering der mediets strømning og samspill med partikkelbevegelsene kan studeres. Pneumatisk transport og bevegelse av pulverformede masser er andre eksempler. Strømningsmønstre i blandekar, ikke minst i kjemiske og biokjemiske reaktorer, har også vært gjenstand for stor interesse. Det har også vist seg mulig å følge utviklingen av gasseksplosjoner og studere virkningene av disse på definerte omgivelser.

Det vil alltid være en viss avstand mellom teori og praksis. Teorien må ligge foran praksis, men gapet bør ikke bli for stort. Det er derfor en viktig oppgave å bruke teoretiske innsikt til å fastlegge gyldighetsområdene til den praktisk arbeidende kjemiingeniørs korrelasjonsformler og fremskaffe nye.

I de siste 25 årene er kjemiteknikkens grensebetingelser endret på et vesentlig punkt. Med økende velstand er kravene til livskvalitet økt og industriens forurensning av miljøet tolereres ikke lenger. Kjemiteknikken har dermed fått nye oppgaver. Den første er å utvikle renseutstyr for å redusere og helst eliminere utslipp av forurensninger. Gassabsorpsjon, stripping og forskjellige former for filtrering er aktuelle, men kravet til økonomi veier tungt. Utvikling av effektive og økonomisk forsvarlige metoder for fjerning av svoveldioksid fra forbrenningsgasser er en meget vanskelig oppgave som er tatt opp ved instituttet. En ennå vanskeligere oppgave, som man ennå ikke har noen generell løsning på, er å stoppe utslippet av de såkalte drivhusgassene. I mange tilfelle er løsningen på utslippsproblemene ikke renseutstyr, men utvikling av nye og mer miljøvennlige prosesser. Men utviklingen stopper ikke der. Kravet til miljøvennlighet vil etterhvert gjelde hele produktets livssyklus, fra utvinning av råstoffet, gjennom produksjonen og helt frem til deponering eller gjenbruk.

I nær tilknytning til kravet om miljøvennlighet står kravet til sikkerhet. Den kjemiske industrien har gjennom tidene vært utsatt for en rekke alvorlige ulykker som har ført til tap av menneskeliv og store materielle verdier, både innenfor og utenfor fabrikkporten. Metoder for sikkehetsanalyse er utviklet og større bedrifter har opprettet egne stillinger med ansvar for miljø og sikkerhet.

INSTITUTTETS FAGLIGE PROFIL

INNLEDNING

Instituttets faglige profil har i hovedtrekkene fulgt kjemiteknikkens generelle utvikling. Virkningen på studiets innhold er omtalt i et eget kapittel. Forskningsvirksomheten har vært preget av den enkelte professors interesser. I 1965 var det ved instituttet to professorer og to dosenter, et antall som i 1994 var steget til 9. Instituttet fikk derfor etterhvert en bred faglig profil. De enkelte felter vil bli detaljert omtalt i egne kapitler, men det er nyttig allerede her å konstatere at utviklingen gikk i tre adskilte hovedretninger.

Den ene retningen tok sikte på å utvikle nye prosesser for å dekke klart definerte industrielle behov. Den var representert ved Olav Erga og medarbeidere som særlig arbeidet med gassabsorpsjon med kjemisk reaksjon for rensing av sure avgasser, ved Gunnar Thorsen og medarbeidere med sine bidrag til hydrometallurgien og kjemisk industri ved innføring av væske-væske ekstraksjon og industriell krystallisasjon, ved Norvald Nesse med diverse prosessutviklinger og ved Arne Grislingås og Hallvard Svendsen med anvendt reaktorteknologi.

Den andre hovedretningen var representert ved Odd A. Asbjørnsen,(inntil 1975), Terje Hertzberg, Sigurd Skogestad, Truls Gundersen, Kristian M.Lien og deres medarbeidere. Disse konsentrerte seg om utvikling av teknikker for beregning, syntese, optimalisering og regulering av prosesser. Disse arbeidene ligger tildels forut for dagens industrielle praksis, men enkelte større bedrifter har vist interesse, bidratt økonomisk til virksomheten og tatt i bruk resultatene.

Den tredje hovedretningen, som er representert ved Aksel Lydersen, Jørgen Løvland og medarbeidere, har arbeidet med kjemiteknisk termodynamikk og hatt som særlig mål å fremskaffe fysikalske data nødvendige for gjennomføring av kjemitekniske beregninger. Både termodynamiske og eksperimentelle metoder ble tatt i bruk.

G A S S R E N S I N G

Som tidligere nevnt er gassrensing et felt som ble tatt opp ved instituttet allerede i tiden før 1965. Etter oppdrag fra Elkem utviklet Olav Erga metoder for fjerning og gjenvinning av fluor fra avgassene fra aluminiumsverket i Mosjøen. Det var to typer avgasser. Den ene var 12-15 mill. m3/time ventilasjonsluft med små mengder hydrogenfluorid fra smeltehallene, den såkalte "hallgass". Denne ble vasket med sjøvann i store tårn pakket med trerister, den første anvendelse av dette fyllmateriale i vårt land. Den andre kom direkte fra smelteovnene og inneholdt større mengder hydrogenfluorid sammen med karbondioksid, svoveldioksid og betydelige mengder støv og tjærepartikler. For denne "ovnsgassen" utviklet og patenterte Erga en spesiell hullplatekolonne som kunne håndtere den forurensete gassen uten å bli gjentettet. Dette anlegget var i drift i 20 år, mens hallgass-skrubberen, etter over 40 år, fremdeles gjør nytte for seg.

Gassrensing har helt frem til i dag vært Ergas hovedinteresse. Han tok fatt på den meget krevende oppgaven å fjerne svoveldioksid fra røkgasser, særlig fra termiske kraftverk. Dette problemet har opptatt forskere rundt om i verden i over 60 år. Vanskeligheten er å finne økonomiske og driftsikre metoder uten behov for deponering av store mengder avfallsstoffer, som f.eks. kalsiumsulfat. Flere har forsøkt seg med absorpsjon i pufferløsninger, som etter stripping av svoveldioksiden returneres til skrubberen. Vanskeligheten er å hindre sulfatdannelse og tap av pufferen. Ergas arbeide gjennom 20 år har ført frem til tre forskjellige patenterte prosesser:

Natrium sitratprosessen

Natrium adipatprosessen

Natrium fosfatprosessen

Sitratprosessen, best kjent som Fläkt-Boliden prosessen, ble valgt av Electric Research Power Institute (EPRI), Palo Alto, California, for et 1 MWe (4600 Nm3/time) pilotanlegg i Alabama. En EPRI-rapport fra 1985 beskriver resultatene som imponerende. En metode for å modellere gass-væske likevekten for denne prosessen er blitt sitert i litteraturen, og har vist seg nyttig også ved senere studier av andre absorpsjonsprosesser.

Adipatprosessen, som er mer energieffektiv, ble oppfunnet av Erga under et sabbatsår ved University of Wisconsin. Prosessen har vært demonstrert i et pilotanlegg ved NTH.

Fosfatprosessen, som nå er kjent som ELSORB prosessen, blir kommersialisert av Elkem Technology. Den har møtt stor interesse hos internasjonale engineeringselskaper. Den er energieffektiv for tynne gasser og motvirker tap av svoveldioksid ved oksidasjon. Et "skid-mounted" forsøksanlegg tilknyttet et varmekraftverk har demonstrert prosessens anvendelighet. Ved Esso Slagen Raffineri er det første kommersielle anlegget installert. Regulær drift er utsatt på grunn av problemer med gasstilførselen, men dette vil bli rettet opp.

Et tilgrensende forskningsområde, som Erga også tok opp, var bruk av vandige aminløsninger til fjerning av karbondioksid og hydrogensulfid fra naturgass og karbondioksid fra forbrenningsgasser. Disse studiene har tildels vært støttet økonomisk av Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Forskningsråd og av SINTEF. Statoil og Norsk Hydro medvirket som effektive samarbeidspartnere. Denne virksomheten krevet omfattende testrigger.

For sitt arbeide med gassrensing ble Erga i 1979 tildelt miljøvernprisen fra Den Norske Ingeniørforening.

H Y D R O M E T A L L U R G I

Instituttets tidligere arbeide med væske-væske ekstraksjon før 1965 hadde karakter av grunnforskning. Med disse arbeidene som bakgrunn og fundament tok Gunnar Thorsen opp dette området som sitt spesialfelt rettet mot industrielle og praktiske problemer. Etter et sabbatsår ved Bradford University i 1970-71, hvor grunnlaget for industrielle muligheter ble klarlagt, etablerte Thorsen kontakt med norsk industri, i første omgang Zinkkompaniet (nåværende NORZINK) i Odda. På dette tidspunkt kom også de senere toneangivende medarbeidere Arne Grislingås (1971) og Hallvard Svendsen (1972), inn i bildet og var med på oppbyggingen av en betydelig aktivitet innen hydrometallurgi. Dette fagområde er som navnet sier, en teknologi for fremstilling av metaller ved væskefase-prosesser, og er således et alternativ til smelteovner og høytemperatur-prosesser.

Hydrometallurgi er et typisk område for kjemi og kjemiteknikk. Ofte benyttes betegnelsen hydrokjemi med tilhørende hydrokjemisk prosessteknologi. Væske-væske ekstraksjon som metallurgisk prosess ble utviklet under siste krig av amerikanerne for å utvinne og rense plutonium og uomsatt uran fra bestrålt atomreaktorbrensel. Metoden fant etter hvert betydelig anvendelse i metallurgien. Prinsippet er bruk av organiske kompleksdannere som oppløst i et hydrokarbon kan binde metallioner alt etter oksidasjonsgrad og pH i vannfasen. Det var dette prinsippet Thorsen og medarbeidere søkte å finne anvendelse for i norsk metallurgisk industri. De konsentrerte seg særlig om jern, kopper, zink og kadmium. Vellykket anvendelse av teknikken forutsetter kjennskap til de relevante likevekter, og et betydelig arbeide ble nedlagt for å bestemme disse. Hertil kom at det ikke var tilstrekkelig med selve ekstraksjonen. Forskningsaktiviteten måtte omfatte også de tilgrensende enkeltprosesser fra utluting av metallholdig råstoff, rensing og separasjon frem til isolasjon av et metallholdig sluttprodukt. Et par eksempler fra gruppens arbeide kan illustrere denne virksomheten.

I Svelgen produserer Elkem Bremanger et rent silisium ut fra et høyprosentig ferrosilisium, som etter fjerning av jern og andre forurensninger ved utluting gir rene silisium krystaller, det såkalte SILGRAIN. Problemet var utlutningsvæsken, som med sitt innhold av saltsyre og metallklorider gikk i sjøen. Thorsen og hans medarbeidere ekstraherte jernet med tributylfosfat, og fikk det ut som en konsentrert, salgbar oppløsning av ferriklorid. Aluminiumen ble utkrystallisert som salgbart klorid med seks krystallvann, mens de resterende tungmetallene ble oppkonsentrert og sendt til et deponi. Et godt eksempel på hvordan en plagsom forurensning kan snus til profitable produkter. Prosjektet fremkom som et oppdrag gjennom SINTEF, som hadde den administrative ledelse av prosjektet. Ole Wærnes ved SINTEF hadde tidligere erfaring med utfelling av klorider ved injeksjon av saltsyregass, noe som kom til anvendelse for fellingen av aluminiumklorid. Prosjektet er et godt eksempel på et vellykket samarbeide overfor industrien med SINTEF/NTH som en operativ enhet på utviklingssiden. En nøkkelperson for prosessutviklingen, med pilotanlegg både på NTH og i Bremanger, var Ole Morten Dotterud. Han var knyttet til instituttet i årene 1981-89, først som vitenskapelig assistent og dr.ing.studerende (dr.ing. 1989) og senere som ansatt i SINTEF. Etter denne tid har han vært knyttet til Falconbridge Nikkelverk i Kristiansand som seniorforsker, en typisk bedrift for hydrometallurgiske prosessanlegg.

Ved utvinning av metaller utlutes råstoffet gjerne ved en syrebehandling. Denne fremgangsmåten fører i senere trinn til et behov for tilsetning av betydelige mengder kostbar akali for pH-kontroll, noe som kan gjøre væske-væske ekstraksjon uøkonomisk. Thorsens gruppe introduserte utluting av metallholdige råstoff ved direkte kontakt med organisk fase, og eliminerte derved behovet for alkali. Prinsipppet fant anvendelse i en prosess for gjennvinning av zink fra zinkholdig flyvestøv fra metallurgiske prosesser. Dette var et samarbeidsprosjekt med NORZINK i Odda.

Særlig interessant er prosessopplegget for utvinning av kopper, jern og svovel fra sulfidmalm ved bruk av en sirkulerende flytende organisk kationveksler, men uten bruk av andre tilsatsstoffer enn oksygen og hydrogen. Toverdig kobberklorid ble brukt som oksidasjonsmiddel ved en vandige utluting der elementært svovel faller ut. Jern og kobber fjernes selektivt i to separate trinn ved oksidativ ekstraksjon med kationveksleren. Jernet tas ut som oksid ved hydrolytisk stripping av kationveksleren med vann, og metallisk kopper fremstilles ved direkte reduksjon fra kationeveksleren med hydrogen eller ved elektrolyse fra sulfatløsning via stripping av kationveksleren med en sirkulerende svovelsyre. Prosessen har vakt betydelig internasjonal interesse, men er visstnok ikke satt i produksjon. Prosessens ekstraksjonstrinn ble studert i detalj ved Ole Morten Dotteruds dr.ing.arbeide fra 1989.

Et annet godt eksempel på disse teknikkers vide anvendelse er å finne i et samarbeide med Norsk Hydro om utvikling av en ekstraksjons/felle-prosess for fjerning av kadmium fra fosforsyre i Fullgjødselprosessen. Kadmium er giftig, og det kan bli nødvendig å sette grenser for tillatt innhold i fullgjødsel.

Gruppen har gjennom sine arbeider opparbeidet en betydelig internasjonal anerkjennelse. Thorsen har bidratt med kapitler i hydrometallurgiske fagbøker og vært invitert som foredragsholder i inn- og utland. Gruppen har gjennom sitt omfattende industrisamarbeide bidratt til å styrke kontakten mellom industrien og instituttet og dermed også med universitetet.

Et annet industrirettet FoU-program som har fått en bred plass ved instituttet, er Industriell krystallisasjon. Det ble initiert av Erga og studert ved licentiatarbeider av Karl J. Holst (1969)og Sigmund Brekke (1973). Fagfeltet ble senere tatt opp av Thorsen og videreført fra 1991 i samarbeide med SINTEF. Det omfatter programmer både for organisk kjemisk industri med finkjemikalier og den tyngre uorganiske kjemi med mineralgjødsl, vannrensekjemikalier og metallsalter. Thorsen satte brukerstyring som en forutsetning for aktiviteten, med oppgaver knyttet til konkrete problemstillinger fra brukernes løpende industrielle prosesser. Eksempler er styring av felleprosessen for kalsiumkarbonat (Norsk Hydro) og mekanismer og betingelser for krystallisasjon av vanillin (Borregaard). Industriens representanter har et klart medansvar for programmet, men den faglige ledelsen ligger hos instituttet som må finne en balanse mellom kravene til løsning av de industrielle problemene og kravene til å skaffe økt innsikt og generell forståelse for de grunnlegende mekanismene ved krystallisasjon.

Olav Lier og Khalid Hussain har ved sine dr.ing.arbeider vært viktige medarbeidere under den oppbyggende fasen i krystallisasjonsprogrammet. For begge var arbeidsrammen for studiene: løsningsmiddeleffekter ved krystallisasjon i organiske systemer. I den uorganiske del av programmet er det mekanismer og betingelser for dannelsen av polymorfe komponenter ved krystallisasjon av kalsiumkarbonat, som er et sentralt emne.

R E A K T O R T E K N O L O G I

Heterogen katalyse var et sentralt forskningsfelt på instituttet i en periode etter at Erga hadde tilbrakt et friår 1973/1974, delt mellom det Tekniske Universitetet Erlangen-Nürnberg og Norsk Hydros Forskningssenter i Porsgrunn. Inspirert av det sterke fagmiljøet hos professor Hofmann i Erlangen og Hydros praktisk rettede katalyseforskning ble det ved Arne Schaathuns dr.ing. arbeide og i nært samarbeid med SINTEF, bygget opp et komplett anlegg for aktivitetstesting av katalysatorer under høye trykk. Den sentrale enheten var her en "Berty-reaktor" fra Autoclave Engineers i USA. Ved et senere besøk ved NTH kunne Dr. Berty opplyse at dette var det første eksempelet av Berty-reaktoren som ble solgt til Europa. Her gikk instituttet til og med foran industrien. Senere ble denne reaktortypen meget populær, og Erga ble spesielt invitert til Ingeniørvitenskaps-akademien i Stokholm for å berette om instituttets katalysatoranlegg.

I 1987 initierte og finansierte Forskningsrådet (den gang NTNF) et program for naturgass-konvertering kalt SPUNG. Professor Anders Holmen ved Instituttt for industriell kjemi var en av initiativtagerne sammen med aktører fra industrien. Ved Institutt for kjemiteknikk sørget førsteamanuensene Arne Grislingås og Hallvard Svendsen (professor fra 1994) for at instituttet kom med på feltet reaktorteknologi som var en viktig del av programmet. Det hele foregikk i samarbeide med SINTEF og med god støtte fra industrien. Prosjektområdet reaktorteknologi, som i sin helhet lå under Institutt for kjemiteknikk, omfattet eksperimentalarbeide og modellering av faste og fluidiserte skikt, tildels med flerfasestrømning. Dette ga støtet til framvekst av reaktorteknologi som et viktig forsknings- og undervisningsfelt ved instituttet.

Foto Foto

Arne Grislingås Hallvard F.Svendsen

Laboratorieingeniør og Førsteaman. 1984-94

førsteamanuensis 1977-93 Professor 1994-

Arne Grislingås ble knyttet til instituttet som stipendiat i 1972, og ble, etter avsluttet dr.ing grad i 1976, ansatt som laboratorieingeniør i 1977 og førsteamanuensis fra 1979. Han hadde i 1982-83 et forskningsopphold ved Mackay School of Mines i Reno. I 1987-88 arbeidet Grislingås i SINTEF Petroleumsteknologi, og ble i 1993 forskningssjef ved SINTEFs Avdeling for prosessteknologi. I 1997 ble han knyttet Statoils forskningssenter som spesialist.

Hallvard Svendsen var knyttet til instituttet som stipendiat fra 1973 med avsluttende dr.ing.eksamen i 1976. Deretter var Svendsen i Dar-es-Salaam fra 1976 til 78, der han var med på å bygge opp et to-årig undervisningstilbud i kjemiteknikk. Etter hjemkomst var han ansatt i SINTEF inntil han ble knyttet til instituttet som førsteamanuensis fra 1984.

Grislingås og Svendsen arbeidet de første årene på feltet hydrometallurgi med tilgrensende områder. Tidlig på 80-tallet utvidet de dette med aktiviteter innen olje og gassprosessering, i første omgang med separasjon av olje og vann. Bruk av hydrosykloner ble tidlig forsøkt, en teknikk som i dag er rutine offshore. I samarbeide med Alfa Laval var de også tidlig ute med å undersøke mulighetene for bruk av sentrifuger for dette formål. Denne aktiviteten har fortsatt frem til idag med mer fundamentale studier av dråpe- og boble-koalescens, noe som også er en del av reaktorteknologiområdet. Med henblikk på bruk av absorpsjonstårn på flytende plattformer ble bevegelsens betydning for utstyrets funksjonsevene studert.

Siden 1987 har reaktorteknologien stått sentralt, sterkt støttet av et fruktbart samarbeide med professor Hanns Hofmann ved Universität Erlangen-Nürnberg. Sammen med ham ble det etablert videregående undervisning og forskning i reaktorteknologi. Studier av fluidiserte skikt og slurry reaktorer sto sentralt. I samarbeide med industrien er det bygget opp et laboratorium for studier i pilot målestokk av de lokale strømningsforholdene i disse reaktorene. De tradisjonelle reaktormodellene er utilstrekkelige for sikker oppskalering, og arbeide er tatt opp med nye modeller basert på fundamentale strømningsligninger. Modellering av slurrykolonner ved dr.ing. arbeidene til Rolf Torvik, Hugo Jakobsen, Bente Sannæs og Sverre Grevskott har høstet internasjonal anerkjennelse. På dette område har gruppen samarbeidet internasjonalt spesielt med professor Milorad Dudukovic ved Washington University, St. Louis og innenlands med professor Morten Melaaen, Høgskolen i Telemark og professor Stein Tore Johansen, SINTEF Materialteknologi.

På den eksperimentelle siden er det arbeidet med metoder for analyse av de lokale strømningsforholdene. I samarbeide med professor Hugo de Lasa ved University of Ontario, London (Canada), er det utviklet en topunkts optisk fibersonde (Paul Ege) for måling av boblestørrelse og -hastighet i fluidiserte skikt. Det er også utviklet en ny sonde, også basert på optiske fibre og refleksjon av laserlys, for måling av både partikkelhastighet og boblehastighet i fluidiserte skikt (Davoud Tayebi). Tolking av eksperimentelle data har også opptatt gruppen, særlig hvordan lokale data som boblehastighet og boblestørrelse kan sammenlignes med midlere verdier og varierende kontrollvolum i modellverktøy.

I 1997 ble gruppen forsterket med førsteamanuensis Hugo Jakobsen. Han er siv.ing. fra 1989 med dr.ing.grad fra 1993 med avhandlingen: "On the two-fluid model". Han arbeidet deretter i nesten fire år ved Det norske meteorologiske institutt (DNMI) med dynamiske atmosfæremodeller for langtransport av forurensninger. Hele tiden har han hatt hatt god kontakt med gruppen. Samarbeidet med DNMI på numerikksiden har fortsatt. Reaktorgruppen har også samarbeidet aktivt med SINTEF industriell matematikk (SIMA) med Sverre Grevskott.

Etter at Grislingås i 1993 tilbragte en del av sitt friår ved Borealis i Bamble, ble det etablert et samarbeide om plast og polymerisasjon. Dette samarbeidet har gått via Statoil og det brukerstyrte forskningsprogrammet Reaktorteknologi og det Strategiske universitetsprogrammet for polymervitenskap (SUP).

T E R M O D Y N A M I K K

Termodynamikken har avgjørende betydning for kjemiteknikken på tre ulike måter. For det første kartlegger den entalpi- og entropiendringene i prosessene og muliggjør dermed oppsetting av energibalanser. For det annet bidrar den med de fysikalske data som kreves for gjennomføring av kjemitekniske beregninger, og deres avhengighet av trykk og temperatur. Og for det tredje gir den data for de kjemiske og fysikalske likevekter som opptrer, og hvordan disse varierer med trykk, temperatur og sammensetning.

Bestemmelse og estimering av fysikalske størrelser ble tidlig tatt opp ved instituttet av Aksel Lydersen. Som tidligere nevnt, arbeidet Lydersen i begynnelsen av 50-årene med denne oppgaven under sitt opphold ved University of Wisconsin. Han benyttet der en modifikasjon av teoremet om korresponderende tilstander som hevder at forskjellige kjemiske stoffer alle har tilsvarende termodynamiske egenskaper når de sammenliknes ved de samme reduserte tilstander, altså ved samme verdi for trykk og temperatur dividert med stoffets kritiske trykk og kritiske temperatur. Det er betydelige avvik fra denne regelen og Lydersen innførte i tillegg til redusert temperatur og trykk også den kritiske kompressibilitetsfaktoren som en tredje variabel. Resultatene ble fremstilt grafisk og i tabellform, og gjorde det mulig å estimere verdier for bl.a. entalpi, entropi, fugasitetskoeffisient og spesifikk varmekapasitet, dvs nettopp de data som trenges i prosessberegninger. For å benytte metoden må stoffets kritiske trykk, temperatur og volum eller kompressibilitetsfaktor kjennes, og Lydersen utviklet gruppebidragsmetoder for å bestemme disse størrelsene der de manglet.

Lydersen fortsatte arbeidet med termodynamiske data etter at han kom tilbake til Trondheim. Sammen med sin medarbeider Egil Hammer, utviklet han et apparat til bestemmelse av damp-væske likevekter ved ekstremt lave trykk og publiserte data for systemene di-n-butyl-fosfat/sebasat og for de to fettsyrene lauryl/myristin. Med Kjell Ø.Stribolt som medarbeider bestemte han trykkets innflytelse på enkelte gassers entalpi. Andre arbeider på dette feltet var kalorimetriske målinger av assosierende stoffer i gassfase, varmekapasiteter til alkoholer i dampfase, fordampningsvarmer til alifatiske alkoholer og damptrykk for alkoholer til og med det kritiske punkt.

Andre norske medarbeidere var Rolf Strømmen og Hans G.Rønne, foruten at flere utenlandske gjesteforskere deltok: J.Werabowski, E.Monostori, V.Tsochev og M.Radosz.

Foto

Jørgen Løvland

Instituttingeniør og

førsteamanuensis 1967-90

Profesor 1990-

Fra 1989 bidro igjen gjesteforskere, i samarbeide med Jørgen Løvland, til ny aktivitet innen termodynamikken. Løvland ble sivilingeniør i 1960. Frem til 1965 hadde han industripraksis, bare avbrutt av et år som stipendiat ved Missouri School of Mines i USA. I 1965 ble Løvland knyttet til instituttet som stipendiat og ble dr.ing. i 1973 med et arbeide over dynamisk optimalisering. Han ble ansatt som instituttingeniør fra 1968, førsteamanuensis i 1974 og professor i kjemiteknikk i 1990. Samarbeidet med gjesteforskerne var konsentrert om å utvikle dataprogrammer for termodynamiske størrelser. Følgende deltok: P.Vonka (beregning av faselikevekter), P.Chuchvalec (database), og W.Hu (generaliserte ligninger for damptrykk for en del homologe serier). Dr. Vonka var ved instituttet i 1989-90 og hver sommer siden, og har i løpet av denne tiden utviklet en programpakke for beregning av damp-væske og væske-væske likevekter, basert på kubiske tilstandsligninger. Kubisk tilstandsligning er basis-modellen i alle kommersielle prosess-simuleringsprogrammer. Det som kjennetegner gruppens programmer, er valgmuligheter for renkomponentdata ved tilpassingen, et stort utvalg av blanderegler, mulighet for å inkludere assosiasjon, og mulighet for å forhindre falske væske-væske splitt i beregningene. Programmene er utvidet til å omfatte upolare polymersystemer.

Et eksempel på anvendelsen er beregning av likevekts vanninnhold i naturgass som lagres i saltkaverner i Tyskland. Gassen er tørr når den sendes ned i kavernen, men der er det en mettet saltoppløsning i bunnen, og gassen tar opp vann, noe som kan føre til problemer når gassen tas ut. Denne aktiviteten skjer i samarbeid med TU Bergakademie Freiberg og støttes av Statoil og Verbundnetz Gas.

Øvrige forskere innen termodynamikk ved instituttet var Terje Strøm, Bjørn Kvamme, Carsten Sørlie og Tore Haug Warberg. Truls Gundersen bidro med å klarlegge det matematiske grunnlaget. Etterat Kvamme ble professor ved Høgskolen i Telemark fortsatte han å arbeide på dette feltet.

T R E F O R E D L I N G S K J E M I

Institutt for treforedlingskjemi ble i 1985 slått sammen med Institutt for kjemiteknikk og ble en del av dette. Institutt for treforedlingskjemi har som selvstendig institutt en lengere historie enn Institutt for kjemiteknikk og fortjener sin egen historikk. Det synes riktig her å gi en meget kort fremstilling av fagets utvikling ved NTH fulgt av en nærmere omtale av utviklingen etter sammenslåingen.

Allerede i 1934 foreleste ing. Overwien ved Ranheim fabrikker faget papirfabrikasjon for maskin- og kjemistudentene. I 1938 opprettet Borregaard et gaveprofessorat i cellulosekjemi. Carl C. Andersen ble utnevnt i 1946 og satt i embetet inntil sin død i 1955. Han ble etterfulgt av professor Hans W. Giertz som i 1984 gikk av med pensjon. Dosent Torbjørn Helle ble da utnevnt til professor med hovedvekt på papirfabrikasjon. I 1962 tiltrådte Per Koch Christensen som dosent i treforedlingskjemi og ble i 1985 utnevnt til professor.

Foto Foto

(Finnes i "Professorater ved NTH 1910 - 1968)

Carl C.Andersen Hans W.Giertz

Professor 1946-55 Professor 1956-94

Per K.Christensen Torbjørn Helle

Dosent 1962-85 Dosent 1967-85

Professor 1985-95 Professor 1985-

I den første tiden var Giertz opptatt av høyutbytte sulfitmasser. Senere skiftet han mot kjemimekaniske, og deretter mot termomekaniske masser. Han hadde like sterk interesse for papir som for cellulose, og ga viktige bidrag til teorien for papirstruktur og bruddprosessene.

Christensens interesse var hele tiden koking av cellulosemasser; modifisert i retning av mer miljøvennlige prosesser. Han har gitt viktige bidrag til blekeprosesser basert på klorfrie kjemikalier som peroksid.

Helle har arbeidet med flere sider av grunnleggende papirfysikk. Fiberkarakterisering var et tidlig område sammen med overflateliming og papirstyrke. Innen teknologi har han gjort viktige arbeider over initiell forming av papir, samt våtpressing.

Industriens fremgang og omstrukturering har appellert til studentene og resultert i flere dr.ing. kandidater. Konsentrasjon i større enheter har økt industriens forskningsmessige slagkraft, med god støtte av Papirindustriens Forskningsinstitutt. Dette har igjen ført instituttets forskning i retning av mer grunnleggende problemstillinger. Interessen rettes i større grad mot områder som: karakterisering av fibre og fiberegenskaper; karakterisering av papirstruktur, særlig papiroverflater, samt prosessvariables innvirkning på fibre og papir. For massefremstillingen studeres samspill mellom prosessvariable og egenskaper hos mekaniske massefibre, samt sammenhengen mellom fiberegenskaper og papirkvalitet. For kjemiske masser er identifisering og nedbrytningsprodukter et aktuelt felt med vekt på miljøriktige koke- og blekeprosesser. Et viktig hjelpemiddel er prosessanalyse og -modellering.

I 1998 fyttet Papirindustriens Forskningsinstitutt til Trondheim, til et nytt bygg som også huser treforedlingsgruppen. Dette for å oppnå faglig samlokalisering. Det nye bygget ligger nær Institutt for kjemiteknikk så kontakten blir godt opprettholt.

P R O S E S S - S Y S T E M T E K N I K K

Som nevnt tidligere, har kjemiteknikken fra 60-årene og frem til idag gjennomgått en dyptgripende omstilling i retning av bruk av mer avanserte matematiske metoder, sterkt hjulpet av stadig kraftigere datamaskiner. Prosessene kunne beskrives i større detalj og derved med større nøyaktighet. Det ble også mulig i større grad å ta utgangspunkt i fundamentale relasjoner. Databaser og prosessmodeller ble tradisjonelle hjelpemidler, samtidig som prosessreguleringen fikk sine dynamiske modeller. Denne utviklingen viste seg å ha en sterk intellektuell tiltrekning på studentene, og en stadig større del av instituttets doktorander ble å finne innen dette området.

Bruken av datamaskinen har undergått store forandringer. Mens programmering tidligere sto sentralt, benyttes nå gjerne ferdige programmer. Høynivå programmeringssprog som MATLAB ble tatt i bruk ved instituttet i 1988 og letter den programmering som ennå er nødvendig. Dette fører igjen til økte krav til brukerens innsikt i programmenes forutsetninger, deres yteevne og fremfor alt til deres begrensninger. Det må ikke glemmes at datamaskinen kun bearbeider det brukeren putter inn i den.

Professor Odd Andreas Asbjørnsen sto sentralt i arbeidet med å bringe instituttet i inngrep med denne nye utviklingen. Som nyutdannet maskiningeniør sluttet han seg i 1955 til Institutt for kjemiteknikk, og ble i 1963 tildelt graden dr.techn. for sin avhandling om fallende væskefilmers hydrodynamikk. Han ble utnevnt til dosent i 1963 og var professor fra 1970 til 1975. I perioden 1965 til 1967 virket Asbjørnsen ved University of West Indies i Trinidad og Tobago. I 1975 ble han ansatt som koordinator for teknisk databehandling ved Norsk Hydro i Porsgrunn, men fortsatte som professor II ved instituttet inntil 1983 da han ble professor ved universitetet i Houston, Texas, og fra 1986 til 93 ved University of Maryland, USA. For sitt arbeide med systemteknikk ble han kreert til æresdoktor ved Åbo Akademi.

Asbjørnsen, med god hjelp av Hertzberg, var drivkraften ved innføringen av datamaskinen ved instituttet og dens bruk ved utvikling av matematiske modeller, både statiske og dynamiske. Denne innsatsen og tidligere forskning er omtalt i historikkens første del, frem til 1965. Etter sin hjemkomst fra West Indies i 1967 fikk Asbjørnsen støtte fra NTNF til utvikling av et programsystem for generelle material- og energibalanser, MAHEBA. Dette ble gjort i samarbeide med Norsk Hydro, som senere anvendte flere av idéene i NPKBAL, et programsystem for fullgjødselprosessen.

Eksperimentelle undersøkelser av prosessers dynamikk ble gjenopptatt med frekvensanalyse av granulære skikt ved Bjørn Wang, men nå med datalogging og Fourieranalyse i ettertid på datamaskin. Ut fra prosessdynamiske modeller kunne diverse parametere estimeres, som varmeovergang fra gass til partikler, aksial diffusjon, varmetap til omgivelsene, og endog varmeledning i partiklene. Arbeidet ble publisert i Chemical Engineering Science, og fremlagt av Asbjørnsen ved Department of Thermal Physics som prøveforelesning for et professorat han ble kallet til av den hollandske dronning. En tilsvarende teknikk ble brukt av Ketil Rekdal ved studier av molekylærdiffusjon i kapillarrør. Ledningsevnen ble målt over kapillarets hele lengde, ved sprangvis tilsats av sporstoff til den laminære strømmen. Teknikken var nøyaktig og original og vakte anerkjennelse.

I perioden 1970-73 samarbeidet gruppen for prosessdynamikk med dosent Åge Solbakken ved Institutt for industriell kjemi med modellering og statistisk vurdering av forsøksresultater fra et større prosjekt for fremstilling av acetylen fra naturgass. Effektiv bråkjøling av reaksjonblandingen var avgjørende, og dynamikken for denne ble studert av Bjørn Wang. Temperaturmåleres dynamikk ble tatt opp av Tore Bergersen. Acetylenprosessen ble oppgitt og avløst av prosjekter knyttet til etylenkrackeren på Rafnes. Disse prosjektene omfattet også modeller for simulering av reaksjonsbetingelser der frie radikaler gjør reaksjonsligningene meget stive. Her hadde man god nytte av løsningsmetoden med ortogonal kollokasjon til professor Villadsen ved Danmarks Tekniske Højskole. Senere i 70-årene samarbeidet Terje Hertzberg med Syvert P. Nørset ved Institutt for numerisk matematikk hvor man hadde utviklet løsningsmetoder for stive differensialligninger. Disse metodene ble tatt opp i faget Prosess-simulering. Et annet prosjekt der gruppen deltok, var optimalisering av et ekstraksjonsbatteri for sjeldne jordarter.

Etterat Asbjørnsen 1.januar 1975 ble konsernkoordinator for teknisk databehandling i Norsk Hydro, ble det Terje Hertzberg som førte dette fagområdet videre. Etter avlagt eksamen ble Hertzberg våren 1964 knyttet til instituttet som assistent hos Asbjørnsen. I 1975 ble han tildelt graden dr.ing. på sitt arbeide over ikke-lineær modelltilpassing, han ble dosent i 1977 og professor i 1984. Som assistent hos Asbjørnsen begynte han med programmering i ALGOL av numeriske optimaliseringsmetoder på NTHs første datamaskin GIER. Sammen utviklet de et bibliotek av programmer basert på direkte søkemetoder. Et tidlig forsøk på parametertilpassing i en modell for bruning av tørrfisk som Ole Devik ved SINTEF hadde utviklet, førte ikke frem fordi modellen hadde for mange parametere og Devik for få målinger. Dette var Hertzbergs første møte med ikke-lineær parametertilpassing, et emne han ofte senere kom tilbake til. Herzberg fikk stor respekt for datamaskinen GIER, som var utviklet og bygget av Den Danske Regnesetral, og for den avanserte ALGOL oversetteren, som var et felles europeisk prosjekt, også med norske deltagere. Med sine 1 Kb hukommelse og intelligente mellomlagring kunne maskinen kjøre store programmer, som den større amerikanske UNIVAC ikke maktet flere år senere.

I det tidligere nevnte ammoniakkprosjektet for Norsk Hydro var Hertzberg, sammen med Rolf Strømmen og Ola Langeland, med på å lage pakken med fysikalske data-beregninger. Sammen med Asbjørnsen var han med på å lage programmet for beregning av alle varmevekslerne for ammoniakksyntese sløyfen. Dette var avanserte beregninger, blant annet med horisontale og vertikale tofasevekslere med kondensasjon i nærvær av inerte gasser, et arbeide som lå foran sin tid, men som dessverre ikke ble publisert. Etterat Asbjørnsen var reist til Trinidad, fortsatte Hertzberg samarbeidet med overingeniør Frank i Norsk Hydro. Han minnes en episode da Frank hadde bragt med seg til Trondheim den gamle, men meget dyktige overingeniør Strand, som med en liten regnestav kontrollerte datamasinen før han ville akseptere resultatene.

Asbjørnsen og Hertzberg hadde flere publikasjoner sammen, avvekslende med den ene eller den andre som første navn. Emnene var prosessregulering, modellering og modelltilpassing. Hertzberg knyttet til seg flere meget dyktige medarbeidere. Blant disse var Bjørn Kvamme som ble professor ved Høgskolen i Telemark, Truls Gundersen og Kristian Lien som begge ble professorer ved NTNU. I denne perioden arbeidet Hertzberg innen feltene parameterestimering, modelltilpassing, utvikling av beregningsprogrammer og ekspertsystemer. Som eksempler kan nevnes prediksjon av hydratdannelse i gassledninger med Kvamme og Are Lund, dynamisk prosess-simuleering med Lysberg, Hillestad og Riksheim, datamaskinassistert prosessmodellering med Sørlie, P.C.Lund og Moe, dynamisk prosessoptimalisering med Kvamsdal og Støren og estimering av usikkerhet i prosessberegninger med Tørvi.

I 1987 ble Sigurd Skogestad professor ved instituttet og bygget raskt opp en sterk gruppe for prosessregulering. Som resultat av denne og den øvrige virksomhet ved instituttet opprettet NTH og SINTEF sommeren 1994 "Strong Point Center in Process Systems Engineering" forkortet til PROST. Dette var som en anerkjennelse for den internasjonale posisjon denne virksomheten hadde vunnet. NTH og SINTEF tildelte PROST 1 million kroner pr. år i 5 år. En uttalt hensikt med PROST var å styrke samarbeidet med SINTEF og dermed med norsk prosessindustri. Skogestad ble senterets leder.

PROST's internasjonale posisjon ble i særlig grad markert ved at gruppen 25-29 mai 1997, med Kristian Lien og Sigurd Skogestad som ledere, arrangerte et symposium som kombinerte en årlig europeisk kongress (ESCAPE) med en treårig internasjonal kongress (PSE). Symposiet samlet over 400 deltagere fra 32 land. Det var 14 bidrag fra norske deltagere, vesentlig med tilknytning til PROST.

PROST ble organisert i 5 grupper:

* Gruppe for Prosessregulering (S.Skogestad)

* Gruppe for Modellering og Simulering (T.Hertzberg)

* Gruppe for Prosess Syntese og Optimalisering (K.Lien)

* Gruppe for Prosessutvikling (A.Grislingås,SINTEF)

* Gruppe for Prosessintegrasjon (T.Gundersen)

Senere ble PROST utvidet med to nye grupper:

* Gruppe for prosesskybernetikk (B.A.Foss,Teknisk kybernetikk)

* Gruppe for prosessregulering (P.Singstad,SINTEF)

De to sistnevnte er ikke direkte knyttet til Institutt for kjemiteknikk og vil derfor ikke bli videre omtalt her.

Foto Foto

Terje Hertzberg Sigurd Skogestad

Dosent 1977-84 Professor 1987-

Professor 1985-

Foto Foto

Truls Gundersen Kristian Lien

Professor II 1986-96 Professor 1991-98

Vi skal i det følgende se litt nærmere på de enkelte gruppene og deres ledere.

Lederen for gruppe for prosessregulering, professor Sigurd Skogestad, ble uteksaminert i 1978 med innstilling. Etter militærtjeneste ved Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI),

og ansettelse i Norsk Hydro 1980-83 fikk han utdanningsstipend fra NTH for å arbeide ved Caltech fra 1983 til 1987. Der samarbeidet han særlig med professor M.Morari, og ble tildelt graden Ph.D. for avhandlingen "Studies on Robust Control of Distillation Columns". Fra hans opphold ved Caltech kom det en strøm av publikasjoner, i alt vesentlig med Skogestad som første navn. De fleste publikasjonene gjaldt prosessregulering, både modeller, reguleringsstrategier og regulerbarhet. Skogestad var særlig opptatt av reguleringens robusthet, dens evne til å fungere også om det er avvik mellom modell og virkelighet. For disse publikasjonene mottok Skogestad to amerikanske priser. Den ene var "Ted Petersen Student Paper Award" fra American Institute of Chemical Engineers (1989), og den andre den meget prestisjetunge "George S.Akselby Outstanding Paper Award" fra Institute of Electrical Engineers (1990).

I 1987 kom Skogestad tilbake til instituttet som professor i kjemiteknikk med fagområde olje- og gassteknologi. Siden Løvland allerede dekket de termodynamiske deler av dette fagområdet, konsentrerte Skogestad sitt arbeide om prosessregulering og destillasjonsprosesser. Innen prosessregulering var det spesielt "regulerbarheten" av prosessen som opptok hans interesse, og målet var å bestemme hvilke egenskaper som gjør en prosess lett eller vanskelig å regulere, og å kunne foreslå hvordan prosessen kan modifiseres for å gjøre den mer regulerbar. Dette arbeidet ble utført sammen med en rekke dr.ing. studenter, og de fleste av resultatene innen regulering finnes i hans store verk: S.Skogestad og I.Postlethwaite: "Multivariable feedback control - analysis and design", som ble utgitt på Wiley forlag i 1996. En god del av arbeidet med boken ble utført under Skogestads friår ved University of California i Berkeley i 1994-95. Høsten 1994 oppholdt også hans medforfatter, professor Ian Postlethwaite fra Leicester University i England, seg på friår ved Berkeley.

Som et eksempel på gruppens industrisamarbeide kan nevnes en ammoniakkreaktor ved Norsk Hydro i Brunsbüttel. Den var kommet i uforklarlige svingninger, men studier av reaktorens dynamikk, utført av John Morud, løste problemet. I samarbeide med Nycomed og andre bedrifter tok gruppen i 1995 også opp studier av destillasjonskolonner for satsvis drift (batch distillation). Skogestad lanserte en idé om multi-tanks satsvis destillasjon for derved å spare vesentlig energi i forhold til konvensjonell satsvis destillasjon. Skogestad foreslo en ny måte å regulere denne kolonnen på som til å begynne med høstet mye skepsis, men som ble akseptert av de fleste etter at Bernd Wittgens i 1995 bygget opp verdens første eksperimentelle kolonne av dette slaget.

Skogestad knyttet en rekke dyktige personer til sin gruppe. De fleste tok graden dr.ing. og er nevnt i bilaget over dr.ing. studenter. Her kan nevnes Elling Jacobsen som mottok en amerikansk "Best Paper Award" for en av sine publikasjoner om destillasjon som han hadde sammen med Skogestad, og som fikk Esso-prisen for beste anvendte dr.ing.-avhandling ved NTH i 1992. Han arbeider i dag som dosent ved KTH i Stockholm. Skogestads (og instituttets) første kvinnelige dr.ing., Eva Sørensen, som arbeidet med satsvis destillasjon, ble i 1996 ansatt som Lecturer ved University College i London.

Morten Hovd, som tok sin doktorgrad i 1992 på mer reguleringsteoretiske problemstillinger, ble i 1998 utnevnt til professor i prosessregulering ved Institutt for teknisk kybernetikk ved NTNU.

Lederen for gruppen for prosessmodeller og -simulering, professor Terje Hertzberg, og hans virksomhet er omtalt tidligere i dette kapittel. Hans forskning fortsatte stort sett i samme spor som tidligere, men som nytt felt tok han sammen med Hanne M.Kvamsdal opp "pressure swing adsorption".

Lederen for gruppen for prosess syntese og optimalisering, professor Kristian M. Lien, ble uteksaminert i 1982 og fikk i 1988 graden dr.ing. med avhandlingen "Expert systems technology in synthesis of distillation processes". Lien arbeidet ved instituttet fra 1983 til 85, først som sivilarbeider og siden som stipendiat. I 1986 hadde han NATO Science Fellowship for studier ved Carnegie Mellon University der han arbeidet sammen med professor A.W.Westerberg. I 1987 etablerte Westerberg det anerkjente Engineering Design Research Center ved Carnegie Mellon, der Lien i 1987 ble invitert til å arbeide i et semester. Dette var begynnelsen til et langvarig samarbeide med Carnegie Mellon University, der nær ti dr.ing.studenter har hatt forskningsophold som ledd i sine arbeider. Instituttet har også hatt hyppige besøk fra Carnegie Mellon. Lien ble tilsatt som førsteamanuensis i 1987, som Nordisk Råd Forskningsprofessor i 1991 og som "ordinær " professor i 1995.

Liens dr.arbeide tok opp bruken av ekspertsystem-teknikker ("Kunstig Intelligens") innen prosessdesign. For å lære de nye teknikkene og videreutvikle dem tok Lien initiativet til jevnlige sammenkomster med interesserte fra en rekke fagområder ved NTH/SINTEF. Dette var begynnelsen til Liens engasjement for tverrfaglig forskning.

Ved slutten av 80-tallet var det oppstått to forskjellige "skoler" innen data-assistert prosessdesign: i tillegg til ekspertsystem-skolen hadde matematisk programmering en sterk utvikling. Flytskjemaene ble generalisert til "superstrukturer" som omfatter et antall strukturelt forskjellige flytskjemaer med muligheter for optimalisering mhp. både strukturelle og kontinuerlige parametere. Sammen med sin dr.ing.student Per Eilif Wahl leverte Lien et bidrag til denne type optimalisering ved å inkorporere teknikker fra "kunstig intelligens". Denne type optimalisering kalles nå "logic based mixed integer programming". Den ble ved instituttet brukt til optimalisering av destillasjonsystemer.

Liens professorat var opprinnelig eksternt finansiert av det Nordiske Energiforskningsprogrammet, delprogram for petroleumsteknologi. Dette programmet, og dets etterfølger i prosessintegrasjon, finansierte i perioden 1991-98 en vesentlig del av Liens forskningsvirksomhet.

I denne perioden gjennomførte Torbjørn Pettersen sitt dr.ing.arbeide over optimalisering av membransystemer for gass-separasjon. Dette arbeidet gjorde det mulig å forenkle optimalisering av struktur og driftsbetingelser for komplekse membransystemer og ledet frem mot et samarbeide med en norsk produsent om anvendelser til gasstørking for Nordsjøen. Et annet prosjekt fra denne tiden er Tore Omtveit’s SPUNG-finansierte dr.ing.arbeide over syntese av reaktor systemer. Dette tok utgangspunkt i Linnhoff’s pinch-teknikk og i Glasser og Hildebrand’s nyutviklede "Attainable Region" metode. Omtveit utviklet metoden og pekte på anvendelser der kjemisk reaksjon og separasjon foregår simultant, og la derved grunnlaget for to nye arbeider, et rettet mot polymerisasjon og et mot reaktiv destillasjon.

Etter oppfordring fra flere norske prosessbedrifter ble det i 1994 startet et forskningsprogram rettet mot drift av prosessanlegg. Det fikk navnet INPRO (Integrerte produksjonssystemer for prosessindustrien), og var et av de første norske brukerstyrte dr.ing.programmer. Foruten Institutt for kjemiteknikk ved Kristian Lien deltok NTH-instituttene Teknisk kybernetikk og Organisasjon og Arbeidslivsfag. Programmet finansierte i alt 9 dr.ing.stipendiater, som i sitt arbeide har vært tett koblet til de deltagende bedriftene og der arbeidet med utviklingsoppgaver i tillegg til sin akademiske forskning. Dette har vist seg å være en interessant modell, som etter avslutningen av INPRO i 1998 er tatt opp av NTNU som tverrfaglig utdanning også på siv.ing. og masternivå.

Kristian Lien hadde sabbatsår ved Carnegie-Mellon University og Statoil i 1997-98 og gikk umiddelbart etter dette over i stilling som forskningssjef ved Aitos i Trondheim.

Professor Truls Gundersen har også vært nær knyttete til instituttets aktivitet i prosess-systemteknikk. Gundersen ble utdannet som sivilingeniør i fysikk ved NTH i 1977 og ble dr.ing. i 1982 på sin avhandling "Decomposition of Large Scale Chemical Engineering Systems" med Terje Hertzberg som veileder. Han var vitenskapelig assistent ved instituttet fra 1978 til 81 og ble da ansatt ved Norsk Hydros forskningssenter i Porsgrunn hvor han ble inntil 1993. I denne perioden foreleste han flere ganger i faget prosess-simulering. Gundersen utviklet faget i retning av prosess-syntese som fra 1989 ble eget fag. I tiden 1987 til 88 arbeidet Gundersen hos professor Ignacio E. Grossmann ved Carnegie Mellon University i Pittsburgh i USA med Fulbright-stipendium og støtte fra Forskningsrådet. Han var knyttet til Institutt for kjemiteknikk som professor II fra 1986 til 96 da han ble full professor, og da ved Institutt for termisk energi og vannkraft. Han var også knyttet til sivilingeniørutdanningen ved Høgskolen i Telemark, fra 1993 til 96 som professor.

En annen sentral person ved instituttet gjennom mange år er Arne Grislingås. Han ble uteksaminert i 1971 og ble dr.ing. 1976 på et arbeide over bruk av kationvekslere i væske-væske ekstraksjon med Gunnar Thorsen som veileder. Han var i mange år professor Thorsens nære medarbeider på feltet hydrometallurgi. Sammen med professor Hallvard Svendsen tok han senere opp reaktorteknologi, herunder fluidisering. Han sluttet i 1994 for å overta ledelsen av SINTEFs gruppe for prosessteknikk. Grislingås gikk over i ny stilling ved Statoils forskningssenter i Trondheim i 1997, men opprettholder sin kontakt med instituttet.

D I V E R S E P R O S J E K T E R

Instituttets forskningsvirksomhet har vært konsentrert om de områdene som er omtalt i de foregående kapitlene. I tillegg kommer en rekke mindre prosjekter, særlig knyttet til instituttets samarbeide med SINTEF. Disse har vært av mer praktisk natur og har gitt instituttets virksomhet en større bredde og videre industrikontakt. Sentral i dette arbeidet er professor Norvald Nesse. Etter eksamen i 1962 arbeidet Nesse i fem år i SINTEF med forskning og utvikling. Han ble deretter knyttet til instituttet som laboratorieingeniør og fra 1982 som dosent og senere professor i kjemiteknikk med særlig ansvar for prosjektering av industrielle prosessanlegg I 1975-76 var han Visiting Professor & Research Fellow ved Colorado State University. Fra 1968 har han fungert som teknisk-vitenskapelig rådgiver

og prosjektleder for SINTEF.

Nesses virksomhet dekker et vidt område

med hovedvekt på næringsmiddel-

teknologi og membranteknikk. Med sin Foto

erfaring fra industrielle prosjekter

var det naturlig at han overtok

hovedansvaret for undervisningen i

prosjektering og hadde særlig mange Norvald Nesse

diplomkandidater. Professor 1982-

NTNU har nylig gått inn for større satsing på næringsmiddelteknologi med instituttet som bidragsyter for utvikling av billigere og mer skånsomme avvanningsmetoder. Der klassiske metoder kommer til kort, har membranfiltrering vunnet innpass. Nye robuste membraner med skreddersydde egenskaper har ført til en lang rekke nye anvendelser. Allerede i 1984 bygget Torstein Holt, under Nesse's ledelse, en rigg for gass-separasjon. Den ble senere brukt for en rekke formål, bl.a. til kontroll av programvare for beregning av gass-separasjon basert på fysikalske og geometriske parametere. En tysk utvekslingsstudent utviklet et omfattende program som beskriver strømning, diffusjon og reaksjonskinetikk ved absorbsjon i hulfiber. Instituttet deltar i et skandinavisk samarbeide om utvikling av dr.ing.-kurser med utveksling av foredragsholdere.

Etterat Ole Devik forlot SINTEF overtok Nesse prosjektet "Rehydratiserbart fiskeproteinkonsentrat". Som sitt dr.ing-arbeide studerte Turid Rustad hvordan funksjonelle egenskaper hos fiskeprotein påvirkes av behandlingsbetingelsene, som temperatur, tid og fuktighetsnivå under tørking. Virksomheten innen næringsmiddelteknologi ledet til to andre dr.ing.arbeider. Moses Makayoto fra Kenya fikk graden for arbeidet: "Processing of indigenous Keynean oilseeds". Oppgaven gikk ut på å finne metoder til utvinning av olje fra Mafura-nøtter uten at nøttenes innhold av et brekningsmiddel kom over i den ferdige oljen og dermed gjorde den ubrukelig som næringsmiddel. I 1988 oppnådde Edel Elvevoll graden med sitt arbeide:"Biokjemikalier fra marine fett". Prosjektet gikk ut på karakterisering av marine oljer og utvinning av antioksidanten ubiquinon ved superkritisk ekstraksjon med karbondioksid.

Arbeidet med superkritisk ekstraksjon ledet til et nytt dr.ing.fag, Videregående kurs i separasjonsteknikker, som også omfatter membranteknikk og adsorpsjon. Sentrale deler av dette gis nå som ordinært fag i 4. årskurs med membranteknikk som hovedemne.

Ekstrudering av næringsmidler under betingelser som gir koking ved dyseutløpet og derved oppblåsing av produktet er

en vanlig fremgangsmåte. Miguel Oliveira fra Brasil fikk i 1990 dr.ing.graden på avhandlingen "Fish Feed Extrusion - A Modelling Approach" der han forsøkte å bestemme sammenhengen mellom definerte produktegenskaper og parametere knyttet til råstoff og driftsbetingelser. Arbeidet vakte interesse og resulterte i kontakter med produsenter både av fiskefôr og husdyrfôr. Prosjektet medvirket til et nytt fagtilbud ved Institutt for kuldeteknikk, idet ekstrudering nå inngår i faget næringsmiddelteknologi, der Nesse forøvrig har utarbeidet kapitler om reologi, membranteknikk og mekanisk avvanning.

Prosjekter med industrielle anvendelser som mål kan ofte være teknisk vellykket uten å finne anvendelse fordi ytre omstendigheter har endret seg. Nesse og hans gruppe hadde utviklet en proses for fjerning av lukt fra avdampen fra fiskemeltørkere, men oljekrisen med høye oljepriser førte til omlegging av produksjonen slik at avdampen mærmest forsvant. Noe tilsvarende skjedde med utviklingen av en "spouted bed"-tørke for limvann for fiskemelindustrien. Den skulle ta seg av de ekstra store limvannsmengdene som oppsto som resultat av lang transport og høyt åteinnhold i råstoffet, men nye konserveringsmidler reduserte limvannsmengden til det normale, og overflødiggjorde den nye tørketeknikken. Som et kuriosum kan nevnes at arbeidet med luktfjerning var lite populært ved instituttet fordi lukten ofte hadde en stygg tendens til å havne i kollegenes laboratorier!

Ø V R I G E A K T I V I T E T E R

I tillegg til de sentrale oppgaver som undervisning, videreutdanelse til dr.ing. og forskning kommer en rekke aktiviteter et høyskoleinstitutt forutsetningsvis bør ta seg av.

Forskning kan ikke skje i et vakuum. Det er nødvendig med kontakt med beslektede miljøer, norske eller utenlandske. Forskere søker dit der de finner andre forskere med tilsvarende interesser, og det blir gjerne i utlandet. Paradoksalt fører det til at den dypeste faglige kontakten ikke fortinnsvis blir med andre av universitetets forskere eller institutter, og ofte heller ikke innen instituttet forøvrig. Den eksterne kontakten opprettholdes ved gjensidige besøk som gjesteforelesere, eller ved sabbatsår. Hyppig deltakelse i kongresser og konferanser bidrar også til dette. Vi kan ikke her gå i detalj, men bare konstatere at slike muligheter har vært flittig benyttet innen den ramme bevilgningene setter.

Instituttets samarbeide med universitetet i Dar es Salaam i Tanzania må nevnes spesielt. På initiativ av professor Tormod Førland bidro Norge gjennom NORAD og sammen med Sveits til å opprette en avdeling for Chemical Engineering i Dar es Salaam. Som tidligere nevnt var Hallvard Svendsen to år (1976-78) i Dar es Salaam der han sammen med nåværende forskningssjef i Statoil, Fredrik Steineke og direktør Bjørn Berge ved Hydro Aluminium bygget opp et to-årig undervisningstilbud som ledet frem til MSc i Chemical Engineering. Dette er senere blitt utvidet til et eget institutt som uteksaminerer 20 til 30 kandidater årlig i Chemical Engineering og som nå har undervisning helt opp til PhD nivå. Samarbeidet har fortsatt med felles forskningsprosjekter og ved at flere kandidater fra Dar es Salaam har fått sin dr.ing. grad i Trondheim. Målet har hele tiden vært at de lokale krefter selv skulle drive instituttet.

Teknologioverføring til industrien er en annen av instituttets viktige oppgaver. Det skjer mest effektivt gjennom nyuteksaminerte sivilingeniører og dr.ing.kandidater som bringer nye kunnskaper og ferdigheter med seg til bedriftene. Men kunnskap foreldes raskt, og det er et ansvar for instituttet gjennom foredrag og kursvirksomhet å søke å holde industriens ingeniører à jour med den tekniske utviklingen. Teknologioverføring skjer også gjenom konsulenttjenester, men mest effektivt gjennom samarbeide om konkrete prosjekter, ofte formidlet og oranisert av SINTEF. To felter utmerker seg særlig, nemlig hydrometallurgi og gassrensing. Prosjekter innen disse feltene har gått over mange år og ført til betydelig industriell nyskapning. De er omtalt i egne kapitler. SPUNG-prosjektet ble initiert av forskningsrådet, NTNF, for å finne nye anvendelser for naturgassen fra Nordsjøen. Institutttets bidrag har vært gasskonvertering, reaktorteknologi, termodynamikk med hydratdannelse og systemteknologi.

Instituttets personale har ytet en rekke administrative tjenester der fagkunnskap har vært nødvendig. Sven G.Terjesen var landets representant i styre og tekniske komité i EUROCHEMIC, et selskap for rensing av brukt atombrensel. Han var også skandinavisk redaktør av tidsskriftet Chemical Engineeing Science fra dets opprettelse i 1961 og frem til 1984. Lydersen var i mange år medlem av et islandsk utvalg for kontroll av utslipp fra landets aluminiumindustri. Internasjonale organisasjoner har også lagt beslag på instituttets krefter, først og fremst the Europeen Federation of Chemical Engineering der instituttets medlemmer er representert i de mange faggruppene og periodevis i den rådgivende forsamling.

Aksel Lydersen utgav to kjemitekniske lærebøker: "Fluid Flow and Heat Transfer" og "Mass Transfer in Engineering Practice", begge på forlaget John Wiley. Kjemiteknikken syntes ofte å mangle faste definisjoner på begrepene, noe som fikk Lydersen, sammen med Ingrid Dahlø, til å utgi en ordbok for kjemiteknikk på Tapirs forlag. Denne ble senere utvidet og utkom hos Wiley som "Dictionary of Chemical Engineering", og omfattet sprogene engelsk, fransk, tysk og spansk. Den utmerket seg særlig ved tallrike og meget klare skisser som illustrerer begrepene. Lydersen kunne ofte irritere seg over dårlig bruk av det norske språket, ikke minst blant studentene. Han var et aktivt medlem av Sentralstyret i Riksmålsforbundet i 17 år, 6 av disse som landsformann. Han var også ï mange år medlem av Norsk Språkråd.

Støtte til faglige foreninger er en naturlig oppgave for lærekreftene ved akademiske institusjoner. Studentene har også behov for personlig kontakt med sine faglærere, noe som blir stadig vanskeligere med økende studentkull. Glør Mejdell var en særlig aktiv deltager i studentenes Chemikerforening, noe det ble satt stor pris på.

Lydersen var sekretær for Norsk Kjemisk Selskaps landsmøte i Trondheim i 1973, en tung oppgave. Terjesen var president for selskapet i to perioder, 1970-74 og 1980-84, og ble i 1983 tildelt Guldberg og Waage-medaljen. Han var president for Norges Tekniske Vitenskapsakademi fra 1959 til 1964.

S T U D I E T O G S T U D E N T E N E

Som allerede påpekt har studiets innhold endret seg betydelig i løpet av 50-årsperioden. Den største forandringen har vært en sterkt økende vekt på bruk av kvantitative metoder. Innføringen av kjemiteknikken var i seg selv et betydelig skritt i denne retningen, men med datamaskinen skjøt utviklingen ny fart. Belastningen på studentene for å kunne mestre de nye teknikkene ble tung, og gjorde det nødvendig med en drastisk reduksjon av laboratorieøvingene både i kjemifagene og i kjemiteknikken. Det ble også nødvendig med større spesialisering, med konsentrasjon om de sentrale kjemitekniske fagene. Støttefag som elektroteknikk og maskinfag har måttet vike, sammen med faget mineralogi og krystallografi. Noe stort tap har dette ikke vært fordi prosessindustrien, også de små enhetene, i dag bruker fagspesialister på disse feltene. På den annen side stiller samfunnet i dag strengere krav om at ingeniørene tar etiske hensyn og vurderer innflytelsen av sin virksomhet på miljøet, både internt i bedriftene og i det omgivende samfunn. De må også føle et ansvar for sine produkters virkning på mennesker og omgivelser. Dette ble inntil 1997 imøtekommet av det obligatoriske faget Samfunn og bedrift 2: miljø/verdier, og senere i Ex.phil. fagene. Det er også blitt en større forståelse for at ingeniøren må kunne fungere i et komplisert moderne samfunn. Det tidligere faget sosialøkonomi ble derfor erstattet av de to obligatoriske fagene organisasjon og økonomi. De samfunnsrettede fagene har fått et økende omfang, med betydelig endret innhold. I den nye studieplanen utgjør de tilsammen 10% eller ett semester.

Matematikken har fått en stadig mer sentral plass i kjemiteknikken. Antall forelesningstimer (F) og øvinger (Ø) har økt fra 22 i 1938 til 40 i 1997, inklusiv statistikk som også er blitt et obligatorisk fag. Innholdet er økt betydelig og er tilpasset bruken av datamaskinen og behovet til moderne reguleringsteknikk og matematisk modellering.

Undervisningen i de to første årskurs, og enkelte fag i tredje årskurs, var og er felles for alle studentene ved Kjemiavdelingen (fra 1993: Fakultet for kjemi og kjemisk teknologi og fra 1996: Fakultet for kjemi og biologi). Dette betyr at alle kjemistudentene får et grunnlag i de kjemitekniske fagene, inklusiv kjemisk reaksjonsteknikk (teknisk reaksjonskinetikk). Det betyr også at studentene med kjemiteknikk som studieretning får et utmerket grunnlag i kjemifagene, inklusiv fysikalsk kjemi. Dette er i motsetning til det man gjerne finner i USA og England, og setter våre studenter bedre i stand til å forstå de prosessene de arbeider med.

En større forandring i studieopplegget kom i 1997 med utvidelse av studietiden til 5 år. Utvidelsen var nødvendig for å kunne tilfredsstille økte krav til kunnskaper og fordypning. Med status som universitet var det også naturlig å gi mer plass til almendannende fag. Disse ble innført i første årskurs som en variant av universitetenes Ex.phil., det inngår to fag som er blitt obligatorisk for alle studenter ved NTNU. Innholdet omfatter bl.a. vitenskapsteori, filosofi- og vitenskapshistorie, samt kultur og miljø.

For å illustrere utviklingen av studieplanen gjengis tre eksempler, fra 1937, 1960 og 1997, presentert i en noe konsentrert form.

1937

Første og annet årskurs, obligatorisk for alle:

Fag Uketimer

F Ø

Matematikk 12 10

Mekanikk 5 5

Fysikk 8 4

Uorganisk kjemi 8

Organisk kjemi 6

Fysikalsk kjemi 2

Analytisk kjemi 2

Mineralogi og krystallografi 4

Mekanisk teknologi 3

Maskinfag 5 7

Bokføring 1 2

Hertil kommer lab.øvinger i kjemi og fysikk

Tredje og fjerde årskurs for linje 2:

Obligatoriske fag:

Sosialøkonomi m.m. 8 1

Fysikalsk kjemi 4 2

Elektroteknikk 4

Teknisk uorg. kjemi 8

Teknisk org. kjemi 4

Lab.øvinger i kjemi og fysikk

Valgbare fag for linje 2:

Matematikk 4

Teoretisk fysikk 7

Brennstoff 4

Materiallære 3

Apparatlære 2

Treforedlingskjemi Etter avtale

Papirfabrikasjon 2

Maskinteknisk fabrikkdrift 4

Lab.øvinger i teknisk kjemi

1960

Første og andre årskurs, obligatorisk for alle:

Uketimer

F Ø

Matematikk 18 8

Bokføring 2 1

Mekanikk 6 6

Fysikk 8 4

Generell og uorganisk kjemi 8 4

Organisk kjemi 6

Teoretisk kjemi I 4 4

Kjemisk analyseteori 4

Mekanisk teknologi 3 1

Hertil kommer lab.øvinger i kjemi og fysikk

Tredje og fjerde årskurs, studieretning Kjemiteknikk,

obligatoriske fag:

Kjemiteknikk I og II 9 9

Industriell kjemi I 6 6

Prosesskontroll 4 3

Elektroteknikk med lab. 4 3

Teoretisk kjemi II 6 2

Sosialøkonomi og rettslære 6

Bedriftslære 3 4

Prosjektering 1 16

Valgbare fag for Kjemiteknikk:

Teknisk reaksjonskinetikk 3 3

Matematikk 7

Industriell kjemi II 4 5

Treforedlingskjemi 2 2

Teknisk elektrokjemi I 2 2

Teknisk elektrokjemi II 2 2

Biokjemi 3

Mikrobiologi 2 2

Teknisk biokjemi 3

Papirfabrikasjon 2 2

1997

5-årig studieplan

Første og andre år: Uketimer

F Ø

Matematikk og statistikk 12 12

Fysikk 4 4

Generell uorganisk kjemi (inkl. lab) 7 22

Organisk kjemi (inkl. lab) 6 12

Fysikalsk kjemi (inkl. lab) 6 12

Ex. phil. 7 10

Kjemitekniske fag 7 10

Informasjonsteknologi 4 4

Tredje - femte år

Obligatorisk for alle:

Matematikk (2 fag) 8 8

Kjemitekniske fag (inkl. lab) 5 14

Materialteknologi eller Biokjemi 4 4

Obligatorisk for Institutt for kjemisk prosessteknologi:

Termodynamikk 4 4

Overflate- og kolloidkjemi 4 4

Prosessregulering 3 6

Prosessutforming 3 6

Prosjektering - 24

Valgfag gitt av det tidligere Institutt for kjemiteknikk:

Transportprosesser 4 4

Reaktormodellering 4 4

Trekjemi og fiberfysikk 4 4

Separasjons- og renseprosesser 4 4

Prosessberegninger 4 4

Papirteknologi 4 4

Papirmasseteknologi 4 4

Antall uteksaminerte studenter fra studieretning for kjemiteknikk er vist i figuren.

Tabell og figur inn her

I den første 5-års perioden, før nybyggene kom i bruk, ble det uteksaminert 23 kandidater ved Kjemiavdelingen, et tall som ble fordoblet i neste 5-års periode og som gradvis steg til 184. Selv om det har vært kvinnelige studenter ved Kjemiavdelingen siden lenge før siste krig, ble de to første med kjemiteknikk, nemlig Anne Blaker og Kirsti Zeiner Gundersen, uteksaminert først i 1973. Kvinneandelen har siden økt jevnt og synes å ha stabilisert seg på rundt 40%. Søkningen til studieretning for kjemiteknikk har vært meget god, men kapasiteten har begrenset antallet. I 1997 var det planlagt 45 studieplasser i kjemiteknikk av Fakultets totale antall på 176. Studentene uteksaminert i 50-års perioden er listet opp i bilag 2, ordnet etter eksamensår.

Som allerede nevnt har dr.ing. graden, tidligere licentiatgaden, helt fra instituttets opprettelse spilt en sentral rolle i dets forskningsvirksomhet og videregående undervisning. I tillegg til det vitenskapelige arbeidet kreves eksamen i påbygningsfag, tilsvarende ett studieår, som skal gi bredde i studiet og gi kandidatene et verktøy for arbeidet med avhandlingen.

Instituttet har i tillegg til de ordinære fag gitt et tilbud av dr.ing.-fag som primært skal være innsiktet på å kunne inngå som del av hovedfag for dr.ing.graden. Fagene er på et faglig nivå som ligger over nivået i tilsvarende fag ved det ordinære sivilingeniørstudiet. I 1997-98 er fagtilbudet:

- Videregående prosess-simulering

- Videregående prosess-syntese

- Videregående kurs i utvalgte separasjonsprosesser

- Papir: materialet, påvirkning, prosesser

- Papirmasse, spesielle delprosesser

- Reaktormodellering

- Industriell krystallisasjon og felling

- Matematisk modellbygging og modelltilpassing

- Gassrensing med kjemiske løsningsmidler

- Faselikevekter for fluider

Dr.ing.studiet finansieres gjerne ved stipendier fra Norges Forskningsråd og kan være et samarbeidsprosjekt med industrien. Interessen for graden har vært økende, og kandidatene har vært etterspurt av industrien. Frem til og med 1997 har graden vært tildelt 61 kandidater. Disse er listet opp i bilag 1 etter tildelingsår sammen med arbeidets tittel og faglærerens navn.

A D M I N I S T R A S J O N E N

Instituttets interne administrasjon har vært meget enkel. En valgt instituttstyrer tok seg av den daglige driften. I den første tiden, da instituttet ennu var lite, falt det naturlig at Terjesen fungerte som instituttstyrer og at Lydersen overtok da han forlot NTH. I 1973 ble det innført formelt valg. Instituttstyreren har til disposisjon et råd hvor viktige saker fremlegges, som budsjettforslag, innstillinger om ansettelser og forholdet til fakultetet/avdelingen. Instituttstyreren representerer instituttet overfor fakultetet og holder instituttets medlemmer underrettet om saker av betydning. Dette har fungert uten større problemer gjennom de forløpne 50 år. Fra 1997 har instituttet fått en overingeniør som tar seg av den løpende daglige drift.

Instituttstyrere gjennom perioden har vært følgende:

1949-65: Sven G.Terjesen

1965-73: Aksel Lydersen

1973-75: Odd Andreas Asbjørnsen

1975-77: Gunnar Thorsen

1977-78: Aksel Lydersen (i Thorsens friår)

1978-83: Gunnar Thorsen

1983-86: Olav Erga

1986-88: Thorbjørn Helle

1988-89: Norvald Nesse (ble avd. form. i 1989) 1989-90: Per Koch Christensen

1990-96: Terje Hertzberg

1996-98: Norvald Nesse

Instituttets professorer har i enkelte perioder også vært formenn for Kjemiavdelingen, fra 1990 med tittel dekanus. Terjesen og Lydersen hadde i den første tiden noen perioder som avdelingsformenn. Senere fungerte:

1974(6 mndr) Odd Andreas Asbjørnsen (sluttet for å gå over til Norsk Hydro)

1979-81: Thorbjørn Helle (da tilkn. treforedl.)

1981-83: Olav Erga

1989-92: Norvald Nesse

Det første utvalget til behandling av Kjemiavdelingens studieplan var Bøckman-komitéen av 1969. Dens mandat var begrenset til studieplanen for første avdeling og var derfor bare av indirekte betydning for instituttet. Den neste var virksomhetskomitéen av 1970, også kalt Harg-komitéen. Denne fremsatte vidtgående forslag til Kjemiavdelingens oppbygging og administrasjon. Ved etableringen av Universitetet i Trondheim i 1968 forutsattes et intimt samarbeide om undervisningen i de grunnleggende fagene. Hargutvalget foreslo derfor en felles første avdeling for realkandidater og sivilingeniørstudenter. Det viste seg imidlertid at opprettelsen av Universitet i Trondheim til å bgynne med bare fikk ubetydelige konsekvenser for NTH. Forslaget om felles første avdeling falt derfor bort. Et annet og meget radikalt forslag var å oppløse instituttene og erstatte dem med 10 faggrupper. Tanken var å samle under en hatt forskere med relaterte faglige interesser. Faggruppene skulle stå så fritt som mulig til å organisere sin egen virksomhet. Overgang fra en faggruppe til en annen skulle være lett, og antall faggrupper skulle kunne tilpasses behovet til enhver tid. Forslaget ble ikke gjennomført, men det ble heller ikke glemt. Utvalget foreslo også å innføre et nytt organisasjonsmønster med faste komitéer for undervisning, teknisk-økonomisk drift, romdisponering og budsjettering. En undervisningskomité ble opprettet, men dens oppgave ble begrenset til koordinering og utarbeidelse av studieplanen. Noen reell innvirkning på fagenes innhold fikk den ikke. Dette fortsatte å bli den enkelte faglærers domene. Den teknisk-økonomiske driften ble tatt vare på av en overingeniør. Noen romkomité fant man ikke behov for. Budsjettarbeidet tok avdelingsrådet og dets arbeidsutvalg seg av, basert på innspill fra instituttene. Det kan synes som om lite konkret kom ut av komitéens arbeide, men det må erindres at utviklingen av et fakultet er en langsiktig evolusjon der alle innspill er av langsiktig verdi.

I 1983 kom innstillingen fra strukturkomitéen ved Kjemiavdelingen, også kalt Krohn-komitéen. Den lanserte en struktur med tre seksjoner:

Uorganisk kjemi Teknisk biokjemi Organisk kjemi

Fysikalsk kjemi Marin biokjemi Kjemiteknikk

Teknisk elektrokjemi Industriell kjemi

Silikat- og høytemp.kj. Treforedlingskjemi

Samtidig foreslo komitéen at silikat- og høytemperaturkjemi skulle slås sammen med uorganisk kjemi, og treforedlingskjemi med kjemiteknikk. Disse to tiltakene ble gjennomført. Siden 1985 har de biokjemiske fagene vært samlet i ett institutt: Institutt for bioteknologi.

Saken ble bragt videre ved innstillingen av 1992 fra komitéen for omorganisering av Kjemiavdelingen. To modeller ble utredet, en med ett institutt og en med tre institutter. Komitéen foretrakk modellen med ett institutt og en rekke faggrupper, på linje med Harg-utvalgets tidligere forslag. Dette møtte imidlertid en god del motstand, blant annet ved Institutt for kjemiteknikk. Noe standpunkt til forslaget ble ikke tatt, idet man ventet på den nye universitetsloven som ble gjort gjeldene fra 1.januar 1996 for Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet (NTNU).

Som et resultat av opprettelsen av NTNU ble også NTHs kjemiavdeling (som fra 1991 var omdøpt til Fakultet for kjemi og kjemisk teknologi) slått sammen med Kjemisk institutt, Botanisk institutt og Zoologisk institutt ved det tidligere Nat.fakultet ved AVH, til et nytt Fakultet for kjemi og biologi. Også Institutt for metallurgi ved den gamle Bergavdelingen ble med i det nye fakultetet. Det kan nevnes at det var en del diskusjon om å få med "teknologi" i det nye fakultetsnavnet, men dette ble utelatt fordi navnet allerede var langt nok og fordi universitetsnavnet NTNU allerede viste til et teknologi-fokus.

Det lå i kortene at også instituttene skulle reorganiseres, og fra 1. januar 1999 ble følgende instituttstruktur innført:

- Institutt for kjemisk prosessteknologi (av tidligere Institutt for kjemiteknikk og Institutt for industriell kjemi)

- Institutt for kjemi (av tidl. Institutt for uorganisk kjemi, Institutt for organisk kjemi, Institutt for fysikalsk kjemi og Kjemisk institutt)

- Institutt for materialteknologi og elektrokjemi (av tidl. Institutt for metallurgi og Institutt for elektrokjemi)

- Institutt for bioteknologi (som før)

- Botanisk institutt (som før)

- Zoologisk institutt (som før)

Det ble også vedtatt at man ved en senere anledning skulle vurdere å slå de to sistnevnte sammen til et nytt institutt for biologi.

Det var en del diskusjon rundt navnet "kjemisk prosessteknologi". Enkelte hevdet at navnet "kjemiteknikk" var bedre ut fra en internasjonal og ikke minst skandinavisk språkbruk, men det var samtidig viktig å markere at det nye instituttet var en videreføring av aktivitetene ved begge de tidligere institutter.På engelsk ble man likevel enige om å bruke "Department of Chemical Engineering".

Bilag 2

BILAG 3

UTELANDSKE GJESTER og FORELESERE VED INSTITUTTET

Professor Olaf A.Hougen, University of Wisconsin 1950

-"- M.C.Molstad, University of Pennsylvania 1954-55

Richard Kott, University of Wisconsin 1956-57

Dr. R.A.Greenkorn, Purdue University 1957-58

Professor Norman A.Ceaglske, Univ. of Minnesota 1958-59

-"- E.N.Lightfoot, University of Wisconsin 1961-62

Dr. T.Reith, Nederland 1964-66

Jacek Werbakowski, Polen 1966-67

Vassil Tsochev,Bulgaria 1967-68

Endre Monostori, Ungarn 1968-69

Professor Alan S.Foss,

University of California, Berkeley 1969-70

Dr. Anthony L.Frey, Colorado State Univ. 1970-71

Dr. Carlo G.Alessandrini,

Univ. of California, Berkeley 1971-72

Professor Robert L.Kabel, Pennsylvania State Univ. 1972-73

-"- Truman S.Storvick,

Univ. of Missouri-Columbia 1972-73

Dr. Tadeusz Komorowiz. Univ. of Krakow ?

Christina D.Madolina,

Univ. of Philippines at Los Banos 1978-79

DR. Maciej Radosz, Polen 1979-80

Dr. K.Borowiez, Polen 1980

Dr. Kenneth R.Robilliard, New Zealand 1980-81

Professor James Hendrix, Univ. of Nevada 1981-82

DR. Terry R.Guilinger,

Sandia Natnl. Lab.,New Mexico ?

Professor Thomas F.Anderson, Univ. of Connecticut 1985-86

Dr. Ilyas Pervez, Bangladesh 1989-91

Dr. Petr Vonka, VSCHT, Praha 1989-90

Dr. Siva Sivakumar, India 1990-92

Si-Qin Wang,

Southeast Univ., Nanjing, China 1990-92

Dr. Pavel Chuchvalec, VSCHT, Praha 1991-92

Yongjiang Yu,

Shenyang Inst. of Techn. China 1992-93

Wangming Hu, Zhejiang Univ. China 1992-93

Dr. Hanny Farag, Canada 1993-95

Dr. Valeri Kiva,

Karpov Inst. Phys. Chem. Russland 1996-97