|
Chemical and Process Engineering
Doktorský program,
Fakulta chemicko-inženýrská
The PhD study programme Chemical and Process Engineering aims on the education of experts with a wide range of knowledge and skills for both academic and industrial applications. The students learn in detail theoretical basis of chemical and process engineering, bio-engineering and material engineering as well as experimental and practical aspects of the field. This will create prerequisites for their further career in the basic or applied research in chemical and process engineering but also in the related areas, such as material engineering, bio engineering and informatics. UplatněníGraduates of this study programme gain the expertise in transport phenomena, thermodynamics, reaction engineering, continuum fluid mechanics, material engineering and chemical-engineering aspects of environmental protection. Specialized knowledge includes applied informatics, mathematical modeling, numerical methods, non-linear dynamics and programming for scientific and technical computations. The graduates find jobs in applied research and development in chemical, pharmaceutical, bio-engineering and advanced material industry, including management of the research and development. The graduates are also successful in academic work at technical universities, research institutes and academies of sciences. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2026/27Diagnostika dvoufázového toku v mikrokanálech
AnotaceCílem projetku je experimentální studium charakteru dvoufázového proudění (kapalina-plyn) v kanálech mikrometrických rozměrů. Naše pozornost se zaměří na zmapování tokových režimů pro různé geometrie kanálků (např. pravoúhlé křížení, T-větvení, náhlé rozšíření) a reologicky odlišné typy kapalin (Newtonské, viskoelestické, či pseudoplastické). Originální experimentální technika vyvinutá v našem oddělení, elektrodifúzní diagnostika proudění, bude využita jak pro určení směru a rychlosti proudění kapaliny v blízkosti stěny, tak i pro detekci průchodu bublin. Dodatečné informace o proudění budou získány pomocí vizualizačních experimentů využívajících rychloběžnou kameru, popřípadě pomocí měření rychlostních polí metodou mPIV (Micro Particle Image Velocimetry). Projekt je vhodný pro absolvent(a/ku) chemicko-inženýrského studia nebo studia jiného typu s technickým zaměřením. Uchazeč by měl být experimentálně zručný a měl by mít alespoň základní znalosti z oblasti hydrodynamiky. Základním předpokladem je ovšem chuť do samostatné výzkumné práce. Případný zájemce se bude moci opřít o naše bohaté zkušenosti jak v oblasti automatizovaných experimentálních měření s následným zpracováním dat (LabView), tak i řešení složitých hydrodynamických úloh (MatLab, Mathematica). Mikrobubliny: tvorba, vlastnosti, použití
AnotaceMikrobubliny jsou malé bublinky plynu (rozměry cca. 1-1000 mikronů) rozptýlené v kapalině. V mnoha ohledech vykazují odlišné chování od 'běžných' bublin o velikosti milimetrů a centimetrů, s nimiž pracuje většina vícefázových zařízení (kontaktory, reaktory). Mají nízkou stoupavou rychlost a tím velkou dobu prodlení, což zlepšuje transportní a reakční děje a snižuje plýtvání (veškerý plyn rozpustí). Mají velký měrný povrch (m2)/(m3) při daném objemu plynu v zařízení. Využívají se stále častěji v různých aplikacích, ale jejich chování v komplexních průmyslových podmínkách není dostatečně probádáno. V této disertační práci se student seznámí se základními dovednostmi práce s mikrobublinami jako jsou jejich příprava pomocí mikrobublinných generátorů a charakterizace jejich základních vlastností. Potom vyřeší zadaný projekt jejich konkrétního využití v nějakém procesu či aplikaci. Téma projektu bude zadáno dle domluvy, v závislosti na aktuálních příležitostech a možnostech. Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemické, biotechnologické, potravinářské, metalurgické, farmaceutické, environmentální). Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání - MSc chemické inženýrství nebo podobný obor, kreativní přístup k výzkumu a týmová práce Molekulární simulace interakcí hybridních lipidových nanonosičů léčiv s biologickými rozhraními
AnotaceTopická oční aplikace léčiv je řízena biofyzikálními interakcemi mezi lékovými nanonosiči a biologickými rozhraními, jako je lipidová vrstva slzného filmu (tear film lipid layer, TFLL), která představuje první ochrannou bariéru oka. Struktura, složení a interfacální chování lékových nanonosičů určují jejich kompatibilitu s TFLL a ovlivňují dobu setrvání na povrchu oka i uvolňování léčiva, což je klíčové pro dosažení optimální účinnosti léčivé aplikace. Mechanismy, jimiž tyto lékové systémy interagují s biologickými rozhraními, však na molekulární úrovni zůstávají dosud nedostatečně pochopeny. V rámci této disertační práce se uchazeč bude zabývat studiem vztahů mezi strukturou a funkcí, které řídí interakce mezi lékovými nanonosiči a TFLL, a to s využitím různých výpočetních přístupů, včetně moderních simulací molekulární dynamiky na atomární i hrubozrnné úrovni založených na silovém poli MARTINI, a jejich průběžného porovnávání s dostupnými experimentálními daty. Konkrétně se uchazeč zaměří na zpřesnění hrubozrnného silového pole MARTINI pro popis interakcí komplexních polymerních systémů s biologickými rozhraními, za podpory komplementárních simulací molekulární dynamiky na atomární úrovni. Tyto metodiky budou následně využity ke studiu interakcí různých komerčně dostupných lékových nanonosičů, stejně jako nově navržených lipidově-polymerně-peptidových nanonosičů léčiv s TFLL, s cílem racionálního návrhu účinnějších systémů pro topickou oční aplikaci léčiv. Rozpad a koalescence bublin a kapek
AnotaceDisperze kapalina-plyn nebo kapalina-kapalina jsou součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Částice tekutiny (bubliny nebo kapky) se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají, koaleskují a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu a koalescence částic je důležité, protože teoretické modely popisující tyto mechanizmy jsou nezbytné pro numerické modelování složitých vícefázových systémů. Doktorská práce bude zaměřena na experimentální studium dynamického chování bublin nebo kapek při řízeném rozpadu a koalescenci s cílem kvantifikovat veličiny důležité pro numerické modely a distribuci velikostí nově vzniklých částic. Mechanizmus rozpadu a koalescence bude studován v závislosti na různě zvolených hydrodynamických a fyzikálně-chemických podmínkách systému. Pracoviště je dostatečně vybavené pro studium rozpadu i koalescence bubliny/kapky. Má k dispozici aparáty pro řízenou tvorbu bublin, toroidního víru, pro interakci bublin/kapek. Dále disponuje potřebnými řídícími a vyhodnocovacími programy. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství nebo strojního inženýrství; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci. Separace organických par a plynů funkcionalizovanými membránami
AnotaceMetal/kovalentní organická molekulární síta a funkcionalizované nanostrukturní materiály s iontovými kapalinami přestavují novou cestu pro zlepšení separačních schopností polymerních membrán pro dělení plynů a organických par. Tento druh funkcionalizace membrán rovněž vede k potlačení negativních jevů jako je plasticizace a stárnutí, které limitují využití nové generace polymerních materiálů s excelentními separačními vlastnostmi. Cílem práce je zjistit, jaký vliv má typ a množství funkcionalizace na transportně-separační parametry a strukturu membrán. Studie transportních a separačních vlastností bude provedena za použití automatizovaných systémů na měření permeace směsí plynů a organických par. V rámci práce budou zkoumány možnosti predikce transportních parametrů pomocí fyzikálních modelů a metod strojového učení. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzikální chemii nebo relevantním oboru. • zájem o vědu, ochota experimentovat, učit se nové věci, schopnost týmové práce. Transport tepla v granulárních materiálech při mechanickém míchání
AnotaceDisertační práce se zaměřuje na vztah mezi kontaktní dynamikou částic a přenosem tepla v míchaných granulárních systémech. Kombinací metody diskrétních prvků (DEM), CFD simulací a experimentů na rotačním bubnu a vertikálním míchadle bude zkoumáno, jak typ a intenzita míchání ovlivňuje dominantní mechanismy tepelného transportu. Cílem je propojit mikroskopickou kontaktní mechaniku s makroskopickým tepelným chováním systému. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce. Vliv adheze na dynamiku a segregaci granulárních materiálů při míchání
AnotaceDisertační práce se zaměřuje na roli adheze v chování granulárních systémů při mechanickém míchání. Pomocí metody diskrétních prvků (DEM) s využitím kontaktních modelů (JKR, bond model) a experimentální validace bude zkoumáno, jak adheze ovlivňuje segregační vzorce a dynamiku tvorby a rozpadu aglomerátů. Cílem je pochopit, za jakých podmínek a jakým způsobem adheze modifikuje segregaci a jaké faktory určují stabilitu aglomerátů při mechanickém namáhání. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce. Vliv vlastností mezifázového rozhraní na dynamiku bublin
AnotaceVícefázové systémy s přítomností plynné fáze v kapalném prostředí jsou všudypřítomné v přírodě i živých systémech. Kontakt kapaliny s plynem je důležitý také v mnoha průmyslových procesech, jako je flotace nebo aerované reaktory. Surfaktanty, PAL, se svou schopností snižovat mezifázové napětí mezi kapalinou a plynem, mění chování mnoha vícefázových procesů. Pro mnoho systémů však charakterizace rozhraní pouze povrchovým napětím nestačí a nezbytné začínají být méně konvenční měření povrchové reologie a adsorpční/desorpční charakteristiky PAL. Cílem této práce je experimentálně určit vliv povrchově aktivních látek na dynamiku bublin a s tím související procesy (pohyb bublin, absorpce, koalescence atd.) a charakterizovat vybrané PAL měřením relevantních fyzikálně-chemických a transportních vlastností. Práce zahrnuje měření mezifázové reologie, pozorování a vyhodnocení dynamiky bublin pomocí rychloběžné kamery, a interpretaci získaných výsledků. Požadované vzdělání a schopnosti • VŠ studium chemického, strojního inženýrství nebo fyzikální chemie; • Systematický a tvůrčí přístup k práci, schopnost týmové spolupráce. |
Nacházíte se: VŠCHT → Web PhD → Doktorské studium na VŠCHT Praha → Současní doktorandi → Nabídka předmětů doktorského studia → Detail programu
Aktualizováno: 25.8.2022 15:42, Autor: Jan Kříž