CHEMIEINGENIEURTECHNIK AN DER ETH LAUSANNE - Arbeitsgruppe Ausbildung der SGVC 19. Oktober 2007

Arbeitsgruppe Ausbildung der SGVC
          19. Oktober 2007

 CHEMIEINGENIEURTECHNIK AN
     DER ETH LAUSANNE

             Urs v. Stockar

Generelles Ausbildungskonzept

   Keine thermische Verfahrenstechnik an der ETH-L

   Keine spezialisierte Ausbildung von Chemieingenieuren

   Spezialität ETHL: Ingenieur-Chemiker
    Titel: Ingénieur-chimiste dipl. EPF, bzw Master in Chemical and
    Biological Engineering

   Solide Ausbildung in Chemie + solide Grundlagen der Chemieingenieur-
    Wissenschaften (25 - 35 % der gesamten Chemiefächer)

   Erste zwei Jahre 100 % gemeinsam mit Chemikern:
    Mathematik, Physik, Biologie, Chemie, Einführung in Chemieingenieur-
    Wissenschaften mit Praktikum

   Drittes Batchelor und Masterjahr: Transportphänomene, Chemische
    Reaktionstechnik, Industrielle Trennprozesse, Materialwissenschaften,
    Biotechnologie etc.

   4 Jahre Ausbildung + 4 Monate Masterprojekt

Generelles Ausbildungskonzept

 Diploma/Master in Chemical and Biological Engineering:
  25-30 per year
     Corresponds to more than 2/3 of the Section « Chemistry and Chemical Engineering at
      EPFL »
     Corresponds to ca. 2/3 of Chemical Engineers/Engineering Chemists formed in
      Academia in Switzerland

 During the years 2000 - 2004
       179 MSc theses completed total by Chemistry and Chemical Engineering
       Of these:      94 in Chemical Engineering by      3 laboratories     (31.3 / lab)
       Of these:      85 in Chemistry by                16 laboratories     ( 5.2 / lab)
       Chemistry students enroll at EPFL because of Chemical Engineering!

 Unique educational profile in Switzerland
     Bachelor in Chemistry / Chemical Engineering and
     Master in Chemical & Biochemical Engineering
     Many graduates on MSc and PhD level professionally active in Swiss
      Chemical and Biotech Process Industries!

Genereller Auftrag

Research mission of chemical engineering at EPFL:

                  The advancement of the scientific basis for a rational,
                  sustainable and safe approach to the development of
                   products, processes and services in the chemical,
                       pharmaceutical and life science industries1.

Educational mission of chemical engineering at EPFL:

                    The education of the scientists on the PhD, master
                    and bachelor levels able to strive towards the goal
                      outlined above in academic, industrial or other
                                         careers.

  1   Institute for chemical and biological process sciences ISP, EPFL, 2001

Entwicklung der Situation
                               seit 2000
Faculté des: Sciences de base                     Sciences du vivant

90er Jahre bis 2002:

•   Chemical Reaction Engineering
    Prof. A.Renken
•   Chemical and Biochemical Engineering
    Prof. U. v. Stockar
•   Polyelectrolytes&Biomacromolecules
    Prof. D. Hunkeler
•   Chemical Biotechnology
    Prof. R. Freitag
•   Cellular Biotechnology
    Prof. F. Wurm

Ab 2004:

•   Chemical Reaction Engineering          •   Cellular Biotechnology
    Prof. A.Renken (bis 2006)                  Prof. F. Wurm
•   Chemical and Biochemical Engineering   •   Regenerative Medicine
    Prof. U. v. Stockar (bis 2007)             Prof. J. Hubbell
•   Polyelectrolytes&Biomacromolecules     •   Mechanobiology & Morphogenesis
    PD Dr. C. Wandrey                          Prof. M. Swartz

Situation ab 1.11.07

Faculté des Sciences de base

   Computational Biotechnology                                                Prof. V. Hatzimanikatis
    Large biopolymerization networks, metabolic control analysis, novel biosynthetic routes

   Electrochemical Engineering                                                   Prof. C. Comninellis
    Solid oxide fuel cells, electrochemical promotion of catalysis, extreme current densities

   Catalytic Reaction Engineering                                                       PD Dr. L. Kiwi
    Environmentally begnin processes, microreactors, plasma catalytic reactors

Faculté des Sciences du vivant

   Cellular Biotechnology                                                               Prof. F. Wurm
    Mammalian cell culture technology, gene transfer tools, transient protein expression

   Regenerative Medicine                                                              Prof. J. Hubbell
    Biomaterials, angiogenesis, bone and wound healing, nerve regeneration, targeted drug delivery

   Mechanobiology & Morphogenesis                                                      Prof. M. Swartz
    Interstitial and lymphatic transport, cancer metastasis, lipid transport, immune cell function

Beobachtung

 Chemieingenieurtechnik wird in Richtung molekulare und vor allem
  medizinische Forschung weiterentwickelt

 Die verfahrenstechnischen Aspekte werden in den Hintergrund
  verdrängt

 Empfehlung eines Peer-Review Komitees nach einem Audit der Fakultät:

       "The traditional chemical engineering programme (including the
       Masters Programme) should be phased out and the resources
       used to strengthen biochemical engineering…"

       (SB Audit Committee Report, 25.5.07)

   Interpretation in den Worten unserer Studenten:

         Bio, pas tuyaux

   Zeigt, wie unlogisch diese Empfehlung ist…

Position of Engineering?

                    University of
Academia          applied science?       Industry

Science          Engineering           Applications

Know-why                                Know-how
Know-what                               Know-what
                        ?

Chemical Engineering between
            Sciences and Applications

                Academic Univ. of Appl.
               Universities Sciences         Industry

               New ideas                     Real world
Applications
               New molecules                 applications
               New know-what

                               Engineering

               Basic and        Scientific
Science        molecular         basis of      Sciences
               sciences        engineering

Wissenschaftliche Herausforderungen an
                 das Chemical Engineering
     Chemieingenieurwissenschaften an den akademischen Hochschulen:
      nicht die Aufgabe, know-how für die Industrie bereit zu stellen

     sondern know why, Erforschung der wissenschaftlichen Grundlagen!!

     Beispiel Petrochemie!
•     Wie funktionieren Katalysatoren, inkl Biokatalysatoren, auf molekularer Ebene?
•     Wie ist es möglich, ihre Selektivität einer neuen Aufgabe anzupassen?
•     Wie können neue Katalysatoren für eine gegebene Aufgabe rational entworfen
      werden?
•     Wie können thermodynamische Gleichgewichte in hochkomplexen Systemen
      vorausgesagt werden?
•     Anwendung der Thermodynamik auf lebendige Zellen nicht im Gleichgewicht?
•     Wie kann die Verhaltensweise lebendiger Zellen im Bioreaktor quantitativ
      vorausgesagt werden?
•     Wie kann sie modifiziert werden?
•     Wie können Zellpopulationen so entworfen werden, dass sie sich quantitativ genau
      so verhalten, wie dies im Bioreaktor, im menschlichen Körper etc. verlangt wird?

                 Solche Fragen nur durch Grundlagenforschung lösbar!!!

SCHLUSSFOLGERUNGEN

 Prekäre Situation der prozessbezogenen Chemieingenieurtechnik an
  der ETH Lausanne
    wahrscheinlich allgemeiner Trend

 Beruht auf falschen Vorurteilen
   – keine wissenschaftlichen Herausforderungen mehr
   – wirkliche Wissenschaft nur molekular, nur bio
   – etc….

 Wenn industrielle Produkte, Verfahren und Dienstleistungen
  nachhaltig, rationell, wissenschaftlich werden sollen
    Dann müssen wir die
      Grundlagen unserer Ingenieurdisziplinen wissenschaftlich
      erforschen

     DAS PROZESSBEZOGENE WISSENSCHAFTLICHE CHEMICAL
      ENGINEERING AN DEN HOCHSCHULEN MUSS GESTAERKT
      WERDEN!!!