iduzel: 65654
idvazba: 78753
šablona: stranka
čas: 28.5.2023 13:50:51
verze: 5263
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu
branch: trunk
Server: 147.33.89.150
Obnovit | RAW
idvazba: 78753
šablona: stranka
čas: 28.5.2023 13:50:51
verze: 5263
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/program?weburl=/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu
branch: trunk
Server: 147.33.89.150
Obnovit | RAW
iduzel: 65654
idvazba: 78753
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'phd.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu/program/22340/D401'
iduzel: 65654
path: 1/50375/50376/51163/51164/17704/65652/65654
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW
idvazba: 78753
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'phd.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/home/pro-doktorandy/nabidka-predmetu/program/22340/D401'
iduzel: 65654
path: 1/50375/50376/51163/51164/17704/65652/65654
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW
|
Chemické a procesní inženýrství
Doktorský program,
Fakulta chemicko-inženýrská
Cílem doktorského studijního programu Chemické a procesní inženýrství je vychovávat odborníky se širokým spektrem znalostí, které umožní uplatnění v akademické i průmyslové sféře. Studenti jsou podrobně obeznámeni jak s teoretickými základy chemického a procesního inženýrství, bioinženýrství a materiálového inženýrství, tak s experimentálními a praktickými aspekty oboru. Tím si vytvoří předpoklady pro základní nebo aplikovaný výzkum zaměřený na chemické a procesní inženýrství, ale také na další obory, jako je materiálové inženýrství, bioinženýrství a informatika. UplatněníAbsolvent studijního programu získá odborné znalosti, které zahrnují teorii přenosových jevů, termodynamiku, reaktorové inženýrství, teorii kontinua a hydromechaniku, materiálové inženýrství a chemicko-inženýrské aspekty péče o životní prostředí. Speciálními znalostmi jsou pak aplikovaná informatika, matematické modelování, metody nelineární dynamiky, numerické metody a programování při vědecko-technických výpočtech. Absolventi najdou uplatnění jednak v orientovaném či aplikovaném výzkumu v chemickém, procesním, materiálovém a farmaceutickém průmyslu a v bioinženýrství, jednak v manažerských funkcích při řízení výzkumu či vývoje. Absolventi se rovněž mohou uplatnit v akademické sféře jak na vysokých školách technického zaměření, tak při základním výzkumu v AV ČR i v zahraničních výzkumných institucích. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2023/24Absorpce CO2. Optimalizace průmyslového provozu.
AnotaceZáchyt CO2 je v průmyslu častou potřebou, ať se jedná o čištění odpadních plynů, kde je tento plyn obsažen v malé koncentraci, či o součásti průmyslové výroby s vysokými koncentracemi CO2, jako například výroba vodíku. Právě posledně zmíněný příklad odpovídá technologii v závodě Unipetrol, kde přetrvávají požadavky na jeho optimalizaci. V souladu s potřebami průmyslového partnera budou cíle experimentálního výzkumu zahrnovat i)studie trvanlivosti/degradace absorpčních rozotků používaných ve stávajícím provozu, ii)studie absorpčních schopností nových kapalin s vyšší selektivitou záchytu H2S a iii)studie vlivu stopových příměsí, například kovů Fe, Ni a V, na účinnost vypírek. Student získá cenné zkušenosti s prací v průmyslové výrobě, neboť se v rámci spolupráce s výzkumným ústavem průmyslového partnera (UniCRE) bude moci při výzkumu samostatně pohybovat v areálu Unipetrol, kde najde potřebné zázemí ve vybavené laboratoři i v osobách konzultantů-průmyslových pracovníků.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Aplikace modelu Cahna-Hilliarda v polymerních systémech
AnotaceCahnův-Hilliardův model má široké využití při popisu vývoje morfologie na fázovém rozhraní, lze jej tedy využít například k modelování fázové separace v systémech kapalina-kapalina mechanismem spinodání dekompozice nebo například pro popis 1D dynamiky vývoje fázového rozhraní v systémech kapalina-kapalina či kapalina-pára a následnému ab initio odhadu povrchového/mezifázového napětí. Předmětem této disertační práce je vývoj matematického modelu spojujícího popis difuzního transportu s gradientem chemického potenciálu jako hybnou silou (prostřednictvím Cahnovy-Hilliardovy rovnice) se současným popisem proudění řešením Navierových-Stokesových rovnic. Společné řešení Cahnovy-Hilliardovy s Navierovými-Stokesovými rovnicemi představuje jednu z nejzajímavějších výzev aplikované matematiky a numerických metod v chemicko-inženýrské praxi. Model bude vyvíjen a testován na reálných problémech výroby porézních dutých vláken pro plynovou permeaci či vytváření porézních struktur ("scaffoldů") pro tkáňové inženýrství metodou teplotně-indukované fázové separace. Doktorand bude mít možnost spolupracovat s rozličnými průmyslovými i akademickými partnery (např. MemBrain, KU Leuven).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Diagnostika 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 špičkovou rychloběžnou kameru Redlake MotionPro X3, popřípadě pomocí měření rychlostních polí metodou PIV (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).
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze
AnotaceVícefázové disperzní soustavy se vyskytují všude kolem nás, jak v přírodě, tak v technologiích a průmyslových aplikacích (sedimentace, fluidace, plynokapalinové soustavy - probublávané kolony, flotační systémy, atd.). Díky své složitosti a aplikačnímu potenciálu představují seriózní výzvu pro základní výzkum v oboru vícefázové hydrodynamiky. V této disertační práci budou experimentálně i teoreticky studovány klíčové procesy probíhající v disperzích na malém měřítku (coalescence bublin, kolize bublina-částice v kapalině) a jejich důsledky pro režimy proudění disperzí ve velkém měřítku (probublávané kolony, flotační nádrže, apod.). Získané poznatky budou uplatnitelné v průmyslových aplikacích různého typu (chemický průmysl, ropný, potravinářský, metalurgický, farmaceutický, environmentální, atd.). Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v oboru chemického inženýrství, nebo strojního inženýrství, nebo matematiky a fyziky, • schopnost a ochota se vzdělávat • kreativní přístup a týmová práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Litografické postupy pro výrobu mikrostruktur a nanostruktur
AnotaceDaná disertační práce se bude zabývat experimentálním vývojem technik umožňující produkci nano a mikrostukturovaných razidel pro výrobu mikrofluidích čipů a bezpečnostních prvků. Příslušná práce bude řešena ve spolupráci s firmou IQ Structures.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Děkanát FCHI, FCHI, VŠCHT Praha
Matematické modelování procesů tvorby částic pomocí prostorově distribuovaných populačních bilancí
AnotaceProcesy tvorby částic hrají klíčovou roli ve farmaceutickém a chemickém průmyslu. Distribuce velikosti částic (PSD) je jedním z nejdůležitějších atributů kvality produktu, protože určuje chování částic jak během zpracování (filtrace, sušení, manipulace se sypkými látkami), tak při konečném použití (např. rozpouštění nebo uvolňování léčiva). Cílem tohoto projektu je vyvinout a aplikovat výpočetně účinnou metodiku pro popis vývoje PSD během tvorby částic z roztoku, zejména během reaktivní krystalizace nebo srážení antisolventem, a to buď ve vsádovém nebo v průtočném zařízení, kdy je nutné uvažovat prostorově rozložené systémy v důsledku míchání. Projekt bude probíhat ve spolupráci s průmyslovým partnerem a bude zahrnovat vývoj metody, její ověření na základě experimentálních dat a aplikaci na případových studiích.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Matematické modelování reakčně-transportních dějů v kontinuálně pracujících mikrofluidiních zařízeních
AnotaceMikrofluidní zařízení jsou charakterizována velkým poměrem velikosti mezifázové plochy a vnitřního objemu. Toho je možno využít při separacích speciálních chemických látek pomocí extrakce, membránových a dalších procesů. Separace opticky aktivních látek, důležitých farmaceutických produktů nebo meziproduktů cirkulárního hospodářství představuje výzvu pro současné chemické inženýrství. Nástroje matematického modelování mohou vést k lepšímu pochopení komplexních dějů v takových zařízeních a následně k designu efektivně pracujících mikrofluidních reaktorů a separátorů. Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou: vytvoření popisu kinetiky reakcí katalyzovaných volnými a/nebo imobilizovanými enzymy v mikroreaktorech, vytvoření matematicko-fyzikálního popisu transportu hmoty a hybnosti v mikroseparátorech s vloženým elektrickým a/nebo magnetickým polem, optimalizace modulárních mikroreaktorů-separátorů za účelem dosažení vysokého stupně konverze a vysoké separační účinnosti. Modely budou studovány přibližnými analytickými technikami a numericky pomocí programu COMSOL. Školící pracoviště disponuje kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Membránová separace primárních produktů fermentace
AnotaceV biotechnologiích jsou často využívány vsádkové procesy, při kterých je používána živá kultura / biomasa. Biomasa často vytváří látky / produkty metabolismu, kterými je sama poškozována, viz například alkoholové kvašení. Příprava sterilního prostředí a optimálních počátečních podmínek bioprocesu bývá časovou i finanční zátěží celé výrobní technologie. Je tedy žádoucí usilovat o kontnualizaci takových procesů. Jedním z opatření pro zajištění kontinualizace technologie může být průběžné odstraňování primárního produktu bioprocesu, například výše zmíněného alkoholu. Tento záměr obnáší návrh dvoustupňového separačního zařízení, kdy je nejdříve třeba separovat kulturu / biomasu, tedy pevnou dispergovanou fázi, od kapaliny a následně z homogenní kapalné fáze separovat pro biomasu nebezpečné složky. Ve druhém stupni separace lze použít například pervaporaci. Cílem dizertační práce je experimentální vývoj separační technologie s využitím dvou stupňů membránové separace - mikrofiltrace a pervaporace. Práce bude vedena z pohledu chemicko-inženýrského vývoje, tj. budou hledány závislosti dosahovaných separačních parametrů, jako jsou selektivita, permeabilita, apod., na provozních parametrech, jako například tlak, průtok, teplota, složení nástřiku. K popisu závislostí budou využity checko-inženýrské veličiny jako polarizační modul membrány, či koeficient přestupu hmoty. Na pracovišti jsou k dispozici nové moduly pro uvedené membránové separace, které byly za účelem experimentálního vývoje technologie zakoupeny v loňském roce. Řešitel se seznámí jak se standardními membránovými moduly v průmyslových technologiích používanýmmi, tak originální sestavou vyrobenou profesionální firmou podle specifických požadavků pracoviště. Kromě toho, že se student seznámí s moderními technologiemi zaváděnými v průmyslu i s moderními zařízeními, bude pracovat v kolektivu studentů a akademických výzkumných pracovníků se zkušenostmi z průmyslové sféry. Doktorské studium s nabízeným zaměřením poskytne řešiteli dobrou průpravu buťo pro následné získání pozice kvalifikovaného pracovníka v průmyslu nebo pro systematické vedení dalšího výzkumu na vývojovém/výzkumném pracovišti s potřebným chemicko-inženýrským nadhledem. Další informace Doc. Dr. Ing. Tomáš Moucha, budova B VŠCHT Praha, přízemí, místnost T02, emai: tomas.moucha@vscht.cz
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Míchání a segregace granulárních materiálů
AnotaceNa rozdíl od kapalin je v případě míchání granulárních systémů nutné řešit rovněž otázku segregace. Granulární systémy obsahují velké množství částic. Jednotlivá zrna však nejsou identická, ale můžou se lišit ve velikosti, hustotě, tvrdosti, tvaru nebo v jiných fyzikálně-chemických vlastnostech. Takovýto typ odlišností při pohybu částic často vede v konečném důsledku k segregaci materiálu různých vlastností. I když je segregace všudypřítomný jev, který způsobuje rozdílné dynamické chování granulárních částic v sypané vrstvě, tak důvody jejího vzniku, intenzita a predikce výsledného chování systému nejsou vždy úplně zřejmé. Cílem práce je zkoumat mechanizmy vzniku procesu segregace během procesu míchání a její vliv na dynamiku granulárních materiálů. Daný výzkum bude prováděn zejména pomocí numerických simulací s využitím metody diskrétních prvků. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.
Mikrofluidní systémy pro kontinuální přípravu speciálních chemikálií
AnotaceMikrofluidní reaktory a separátory jsou moderní zařízení, která představují alternativu ke klasickým vsádkovým a průtočným systémům používaným v biotechnologické praxi. Malé prostorové měřítko zajišťuje reprodukovatelné reakční podmínky a intenzivní sdílení hmoty a tepla. Mikrofluidní zařízení zpravidla postrádají pohyblivé části a dovolují snadné kombinování mnoha jednotkových operací, jako jsou mísiče, separátory, reaktory. Hlavními cíli navrhovaného tématu jsou: kontinuální enzymová syntéza speciálních chemikálií (farmaceutik, synthonů, enantiomerů, meziproduktů pro cirkulární hospodářství), kontinuální separace produktů v modulech s kombinovanými silovými poli (gradient tlaku, elektrické pole, gradient magnetického pole) a integrace uvedených kroků do funkčních celků. Školící pracoviště disponuje potřebnými technologiemi pro výrobu mikrofluidních systémů, moderními měřicími přístroji a kvalitní výpočetní technikou. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Mikrostrukturované katalytické vrstvy ve filtrech a elektrochemických palivových článcích
AnotacePráce se zaměřuje na vývoj inženýrských metod pro přípravu a charakterizaci mikrostrukturovaných, porézních katalytických vrstev s využitím ve filtrech výfukových plynů a vysokoteplotních elektrochemických palivových článcích. Výzkum zahrnuje optimalizaci morfologie pórů a prasklin, rozmístění, velikost a kontakt částic jednotlivých aktivních složek pro dosažení požadovaných katalytických a transportních vlastností (difúze a permeace plynu, elektrická vodivost pevné fáze). Morfologie připravených vzorků bude analyzována na základě snímků z elektronových mikroskopů (SEM, TEM), elektronové a rentgenové tomografie (XRT). Vliv porézní struktury na celkovou účinnost katalytických filtrů a palivových článků pak bude testována v laboratorním reaktoru.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Modelování mechanického namáhání heterofázových materiálů
AnotaceMechanika namáhání materiálů je obvykle modelována s využitím tzv. metody konečných prvků (Finite Element Method, FEM), která je standardní součástí výpočetních nástrojů používaných ve stavebním a strojním inženýrství. Předmětem této práce je alternativní přístup k problematice, a to metodou diskrétních elementů (Discrete Element Method, DEM), která bude vyvíjena a testována zejména pro porézní (ale obecně více-fázové) materiály s vnitřní morfologií definovanou na meso-měřítku (škála jednotek až stovek mikrometrů) přímo ovlivňující výsledné aplikační vlastnosti materiálu. Příkladem mohou být tenké porézní filmy vyrobené z derivátů hyaluronanu a využívané v "inteigentních náplastích", jejichž struktura ovlivňuje jak jejich mechanickou odolnost, tak schopnost sorbovat účinné farmaceutické látky (API). Jiným příkladem mohou být porézní nosiče (skafoldy) používané v tkáňovém inženýrství, u nichž je mechanická stabilita jedním z nejdůležitějších faktorů pro úspěšnou reálnou aplikaci. Doktorand(ka) se bude zabývat nejen vývojem matematických modelů umožňujících popis mechanického namáhání (včetně dynamiky propagace prasklin) heterofázových materiálů, ale také samotnou prostorově 3D rekonstrukcí morfologie těchto materiálů z dostupných experimentálních dat (např. konfokální laserové mikroskopie či rentgenové mikro-tomografie) a využitím DEM přístupu k modelování dalších (bio)chemických a fyzikálních přeměn v těchto materiálech probíhajících, např. hydrolýzy a biodegradace. Schopnost algoritmizace a znalost numerických metod jsou nespornou výhodou pro zájemce o toto téma.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Návrhové parametry bioreaktorů - Experimentální studie transportních charakteristik různých typů zařízení
AnotaceEfektivita výroby nových produktů v oblasti biotechnologie a farmacie je významnou měrou dána použitím vhodného typu bioreaktoru. Při návrhu bioreaktoru jsou klíčovými hledisky maximální výtěžek a současně životnost přítomných mikroorganismů. Cílem doktorského studia je porovnat návrhové parametry (transportní charakteristiky jako objemomvý koeficient přestupu hmoty, zádrž plynu v kapalině, intenzita disipace energie ve vsádce) tří typů nejčastěji používaných bioreaktorů, jak je uvedeno dále. Výsledky práce budou sloužit k charakterizaci rozdílů a podobností jednotlivých typů bioreaktorů z hlediska distribuce plynu, přenosu hmoty a promíchávání v závislosti na celkové energii dodávané do systému. Transportní charakteristiky budou získány experimentálně pro modelové vsádky, které budou navrženy na základě fyzikálních vlastností reálných fermentačních médií. Práce je zamýšlena jako spolupráce VŠCHT Praha (pracoviště školitele) a Ústavu chemických procesů AV ČR (pracoviště konzultantky), ideálně pro dva řešitele, a vhodně se doplňuje s druhou prací vypsanou zde uvedenou konzultantkou. Obě pracoviště jsou vybavena potřebnými aparáty, disponují třemi typy bioreaktorů i) mechanicky míchaná nádoba, ii) probublávaná kolona a iii) air-lift reaktor. Všechny typy reaktorů jsou uzpůsobeny pro měření transportních charakteristik stejnými metodami, které tudíž poskytnou porovnatelné výsledky. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství, strojního inženýrství, organické technologie, biotechnologie a podobných oborech; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce; zájem o experimentální práci.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Numerické simulace interakce fluidní částice s vírovou strukturou
AnotaceFluidní částice (bubliny/kapky) dispergované v kapalině jsou součástí vícefázových systémů, které se vyskytují v řadě průmyslových procesů (aerace, emulzifikace, extrakce, atd.). Pochopení mechanizmu interakce těchto částic s vírovými strukturami vyskytujícími se v kapalině je nezbytné pro možnost optimalizace chování vícefázových systémů v průmyslovém měřítku. Doktorská práce je zaměřena na numerické simulace interakce fluidní částice (bubliny nebo kapky) s definovaným vírem. Cílem práce bude vytvoření modelů, které budou schopny predikovat výsledek interakce, tzn. deformaci původní částice, případně její rozpad na více menších částic, deformace původního víru, změnu jeho energie, případně jeho rozpad. Pracoviště na ÚCHP disponuje licencemi ANSYS Fluent a COMSOL, které lze využít při numerických simulacích hydrodynamického chování vícefázových systémů. Pracoviště se také tématem zabývá i experimentálně, a proto je schopno dodat potřebná experimentální data pro ověření výsledků numerických simulací.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Pevnost a tekutost granulárních materiálů
AnotaceMechanika granulárních materiálů (písek, jíl, bahno, suť) je jedním z nejcitovanějších problémů v geologii a průmyslové výrobě. Přírodní katastrofy jako jsou zemětřesení nebo sesuvy půdy jsou způsobeny mechanickou nestabilitou granulární sutě. Z pohledu stavebnictví, farmaceutické a chemické výroby je nutné zabývat se mísením a transportem granulárních materiálů, kdy je obvykle vyžadována jejich "tekutost". Cílem této práce je studovat pevnost granulárních materiálů, která charakterizuje přechod ze statického do tekoucího stavu, a porozumět mechanismům, které vedou ke snížení pevnosti. Student bude provádět a analyzovat počítačové simulace granulární vrstvy namáhané smykovými silami. Výhodou virtuálních experimentů je, že umožnují separovat vliv jednotlivých procesů, které ovlivňují pevnost materiálu. Student se zaměří především na možnost degradace pevnosti vlivem porézní tekutiny nebo vnějších oscilací. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzice, geologii, matematickém modelovaní, počítačových vědách; • ochota učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.
Pokročilé formulační postupy kombinující fluidní lože a automatizovanou tvorbu partikulárních směsí
AnotacePotahování a granulace ve fluidním loži jsou robustní a dobře zavedené procesy ve farmaceutickém průmyslu. Jejich potenciál pro optimalizaci vlastností výrobků (např. přizpůsobené rozpouštěcí profily) však není zdaleka plně využit. Například potahování pelet nebo vrstvení může poskytnout velmi účinný způsob řízení disolučních profilů. Alternativou k tvorbě amorfních pevných disperzí rozprašovacím sušením může být také potahování ve fluidním loži. V neposlední řadě může tvorba směsí částic z "rychle" a "pomalu" se rozpouštějících pelet představovat velmi flexibilní způsob vytváření přípravků s libovolně přizpůsobitelnými profily rozpouštění, což může být výhodné například v případě personalizované medicíny nebo při přípravě prototypů pro bioekvivalenční studie, u nichž je třeba mírne doladit farmakokinetický profil. Cílem tohoto projektu bude prozkoumat kombinaci procesů s využitím fluidního lože a automatického míchání, vyvinout obecnou metotodologii pro návrh produktů s rozpouštěcím profilem "na vyžádání" a demonstrovat proveditelnost těchto přístupů na několika případových studiích ve spolupráci s průmyslovým partnerem.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Pokročilé inženýrské přístupy ke kontinuálnímu zpracování farmaceutických nanosuspenzí
AnotaceNanosuspenze aktivní farmaceutické látky (API) představují novou oblast v procesech farmaceutické formulace, protože umožňují přesnou kontrolu nad rychlostí rozpouštění při zachování API v termodynamicky nejstabilnější krystalické formě. Nanosuspenze se obvykle připravují buď postupem zdola nahoru (srážením s antisolventem), nebo shora dolů (mokrým mletím), přičemž každý z těchto postupů má své klady i zápory. Vzhledem k nutnosti zajištění průtoku, rychlosti míchání a omezené rozpustnosti nelze při srážení antisolventem dosáhnout velmi vysokých koncentrací nanosuspenze, což vyžaduje odpaření velkého množství rozpouštědla v následujících formulačních krocích, jako je fluidní potahování nebo granulace. Mokré mletí často vystavuje částice API dlouhodobému mechanickému a tepelnému namáhání, které může vést k jejich degradaci. Cílem projektu bude prozkoumat kombinaci přístupů zdola nahoru a shora dolů tak, aby bylo možné maximalizovat jak hmotnostní podíl API v suspenzi, tak poměr API:stabilizátor. Srážení antisolventem zajistí řízenou nukleaci, zatímco kulové mletí zajistí účinné mletí a zabrání vzniku velkých klastrů API. Součástí projektu bude také následné zpracování nanosuspenze do pevných lékových forem (potahované pelety nebo granule), které zajistí dobrou redispergaci a disoluční vlastnosti.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Pokročilé průtočné elektrochemické reaktory pro zpracování a konverzi odpadních vod
AnotaceZnečištění životního prostředí z různých průmyslových odvětví včetně chemického průmyslu, energetiky a dopravy představuje naléhavé technologické a společenské výzvy nadcházejících desetiletí. Elektrochemické technologie mají již dnes velký význam v rámci průmyslového přechodu k ekologičtějším a environmentálně odpovědnějším technologickým řešením, včetně vyššího využívání obnovitelných zdrojů energie, čištění odpadních vod a ekologické výroby cenných produktů. V rámci této disertační práce bude student zkoumat a vyvíjet různé technologie elektrochemické konverze za využití průtočného elektrochemického reaktoru odvozeného z konstrukce článku průtočné baterie. Vybrané vhodné technologie pro čištění odpadních vod a přeměnu odpadů na hodnotné produkty budou experimentálně i teoreticky studovány a optimalizovány s využitím nejmodernějších charakterizačních zařízení a metod. Výstupem doktorské práce bude nejen série publikací, ale také praktické poznatky vedoucí ke zdokonalení těchto technologií a to s ohledem na energetickou účinnost, životnost a cenu. Na projektu bude doktorand spolupracovat nejen v týmu doktorandů a post-doků na našem pracovišti, ale také s partnery z několika firem a univerzit. Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Pokročilé redoxní průtočné baterie pro stacionární úložiště energie
AnotaceDekarbonizace energetiky je jednou z největších technologických i společenských výzev nadcházejících desetiletí. Schopnost účinně a bezpečně skladovat velká množství vyrobené elektrické energie představuje zásadní předpoklad zabezpečení energetických nároků lidstva obnovitelnými zdroji. Průtočné baterie představují perspektivní alternativu k dnes více rozšířeným alternativám. Širší uplatnění redoxních průtočných baterií je zpomaleno několika techno-ekonomickými příčinami, například nízkou hustotou energie a vysokou cenou jak elektrolytu tak svazku elektrochemickýchcelčlánků. V rámci tohoto projektu bude student zkoumat a vytvářet strategie pro zvýšení energetické a výkonové hustoty redoxních průtočných baterií s anorganickými a organickými redoxními páry. Výzkum bude sledovat různé strategie včetně aditivace elektrolytů, vyskoušení vyzkoušení konceptu tzv. suspensních suspenzních průtočných baterií a ověření konceptů s nerozpustnými či omezeně rozpustnými redoxními páry. Teoreticky a experimentálně budou také studovány koncepty využití depozice kovů na elektrodách či využití vzduchových (či obecně plynových) elektrod. Výzkum bude probíhat v plně vybavených laboratořích. Výstupem doktorské práce bude nejen série publikací, ale také praktické poznatky vedoucí ke zdokonalení těchto technologií na bázi kov-vzduch a to vzhledem s ohledem kna energetické energetickou účinnosti, životnosti a maximálnímu měrnému výkonucenu. Na projektu bude doktorand spolupracovat nejen v týmu doktorandů a post-doků na našem pracovišti, ale také s partnery z několika firem a univerzit. Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Polymerace - obnova výroby
AnotacePolyvinylchlorid, PVC, je produktem s širokou škálou uplatnění v průmyslu i domácnosti. Jedná se o produkt nabízený na trhu již po několik desetiletí. Z toho vyplývá i skutečnost, že existuje řada popsaných postupů jeho výroby a tyto jsou neustále intenzifikovány a optimalizovány. Cílem této práce je navrhnout výrobní režimy při obnově provozu polymerace PVC ve firmě Spolana Neratovice. Práce bude prováděna ve spolupráci s firmou. Student tedy bude mít možnost se kromě práce v kolektivu studentů a učitelů na VŠCHT seznámit také s průmyslovým prostředím a způsobem práce v něm.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Provozní měření koncentrace vodíku - vývoj prototypu přístroje Hmetr
AnotaceVodík je v současnosti používán v mnoha oblastech průmyslu ve stále větší míře, čímž také vzrůstá význam technik měření jeho koncentrace v plynech a kapalinách. Příkladem, na jehož řešení se zaměřuje i tato práce, je udržování optimálních podmínek chladiva primárního okruhu jaderných elektráren, které jsou významnou měrou dány koncentrací rozpuštěného vodíku. Jelikož světový trh nabízí velmi omezený sortiment zařízení pro selektivní měření koncentrace vodíku, byl v Laboratoři sdílení hmoty vyvinut funkční vzorek přístroje a úspěšně odzkoušen v provozních podmínkách jaderné elektrárny Dukovany. Cílem práce je posunout vývoj měřícího přístroje založeného na důmyslném chemicko-inženýrském využití difúzního procesu od funkčního vzorku k prototypu. Vývoj navazuje na zkušenosti Laboratoře sdílení hmoty získané při vývoji zařízení pro měření koncentrace kyslíku. Student se podrobně seznámí s chemicko-inženýrským pojetím principů difúze a s praktickými aspekty průmyslových měření, včetně poznání moderních prostředků snímání provozních dat.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Přestup hmoty plyn - kapalina. Experimentální studie porovnání efektivity různých zařízení - Cotutelle with UNIPA
AnotaceObjemový koeficient přestupu hmoty (kLa) je klíčovým parametrem v návrzích průmyslových kontaktorů kapaliny-plynv případech, kdy je rychlost procesu řízena přestupem hmoty mezi plynem a kapalinou. Odhad hodnot kLa pro průmyslové návrhy v současnosti vychází z literárních korelací. Cílem výzkumu je vyvinout spolehlivé korelace pro predikci kLa dat v různých typech zařízení, které budou podloženy ověřenými experimentálními daty. Cílem dizertační práce je porovnat různé typy kontaktorů kapalina-plyn z hlediska jejich efektivity pro mezifázový transport hmoty. Budou vyvinuty vhodné korelace pro popis mezifázového transportu hmoty jak v mechanicky míchaných nádobách, tak v kontaktorech míchaných pneumaticky, jako je například airlift reaktor.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Separace enantiomerů pomocí membránových procesů
AnotaceCílem doktorské práce bude dělení racemických směsí membránovými separačními procesy. Racemické směsi obsahují stejné množství L a D enantiomerů. Jednotlivé enantiomery mají tytéž fyzikálně-chemické vlastnosti v achirální prostředí, a proto je velmi obtížné je vzájemně odseparovat. Nicméně v lidském organismu mají L a D enantiomery jiné účinky a D enantiomery mohou být zdraví škodlivé. Doktorská práce bude zaměřena na vývoj nových membrán a separačních technik pro selektivní separaci enantiomerů z racemických směsí s praktickými aplikacemi, především ve farmaceutickém, potravinářském nebo agrochemického průmyslu. U doktoranta bude vyžadováno zpracování podrobné rešerše zahraniční literatury v dané problematice (nutnost aktivní znalosti anglického jazyka), samostatné měření a zpracování výsledků a ve spolupráci se školitelem i napsání publikací do zahraničních periodik. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Snížení materiálové náročnosti farmaceutických formulačních procesů
AnotaceMnoho farmaceutických tablet obsahuje velké množství pomocných látek bez zjevného technologického nebo klinického přínosu. Často je objem pomocných látek jednoduše důsledkem nedostatečné (nebo nepotřebné) optimalizace složení během vývoje původního léčivého přípravku. U velkoobjemových léčivých přípravků po vypršení platnosti původního patentu však existuje řada důvodů, proč se snažit objem pomocných látek v tabletách snížit. Patří mezi ně důvody ekonomické (náklady na materiál, čas výroby), ekologické (velikost balení, uhlíková stopa výroby a distribuce), kvalitativní (pomocné látky jsou často zdrojem reaktivních nečistot, které mají za následek degrataci) a klinické (velké tablety se hůře polykají). Cílem tohoto projektu je proto identifikovat farmaceutické výrobky s nejvýznamnějším potenciálem pro snížení obsahu pomocných látek, refurmulovat tyto výrobky při zachování bioekvivalence a prokázat výhody pro výrobu a/nebo pacienty. Bude vypracována obecná metodika pro redukci pomocných látek na základě vlastností materiálu (např. tekutost, přilnavost). Projekt bude probíhat ve spolupráci s průmyslovým partnerem a bude zahrnovat reálné případové studie.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Sttřižné síly v míchaných disperzích - experimentální a numerická studie pro spolehlivější návrhy fermentorů . Cotutelle with TU Berlin
AnotaceVe fermentačních technologiích jsou často používány mechanicky míchané aerované nádoby. V případě aerobních procesů je za hlavní návrhový parametr považována měrná spotřeba kyslíku (Oxygen Uptake Rate - OUR). To znamená, že je uvažován proces řízený mezifázovým transportem kyslíku (mezi plynem a kapalinou) a klíčovým návrhovým parametrem je objemový koeficient přestupu hmoty - kLa. Praxe však ukazuje, že s míchadly nižšího příkonového čísla (což znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což znamená vyšší intenzitu turbulence a vyšší kLa). Vysvětlení přináší fakt, že mikroorganismy mohou být poničeny vyšší mírou turbulence, jak je vysvětleno dále. Intenzita turbulence je úměrná střižným silám působícím v mechanicky míchané fermentační vsádce. Vysoké střižné síly mohou "přetrhnout" mikroorganismy, které tím přestanou vyrábět svůj primární produkt. Cílem dizertační práce je proměřit veličiny úměrné střižným silám za různých experimentálních podmínek a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Takové propojení dat umožní vyvinout metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Studium interakcí bublin a kapek s vírovou strukturou
AnotaceDisperze kapalina-plyn nebo kapalina-kapalina jsou součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Částice tekutiny (bubliny nebo kapky) se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu částic v turbulentním proudění je důležité, protože teoretické modely popisující tento mechanizmus jsou nezbytné pro numerické modelování složitých vícefázových systémů. Doktorská práce bude zaměřena na experimentální studium dynamického chování bubliny nebo kapky při interakci s toroidním vírem s cílem určit rychlost rozpadu původní částice a distribuci velikostí nově vzniklých částic. Mechanizmus rozpadu bude studován v závislosti na různě zvolených hydrodynamických a fyzikálně-chemických podmínkách systému. Pracoviště je dostatečně vybavené pro studium rozpadu bubliny/kapky v turbulentním proudění. Má k dispozici aparáty pro řízenou tvorbu bublin, toroidního víru i pro tvorbu intenzivní turbulence. 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Studium transportních vlastností 3D strukturovaných materiálů v závislosti na jejich topologii a geometrii
AnotaceVrstvy náhodně sypaných částic v současné době převažují v mnoha průmyslových aplikacích jako jsou například zkrápěné katalytické nebo fluidní reaktory. S rozvojem technologií aditivní výroby (3D tisku) se jako vhodná alternativa k sypaným vrstvám ukazují strukturované náplně, které představují značný potenciál pro zlepšení transportních charakteristik optimalizací jejich geometrie. Lze tak získat strukturované lože, které vyniká nízkou tlakovou ztrátou, ale přitom výhodnějšími parametry pro sdílení hmoty a tepla a také vyšším specifickým povrchem v porovnání se sypanou vrstvou stejného objemu a porozity. Základem strukturovaných náplní jsou typicky pravidelné nebo nepravidelné geometrické prvky, jež se v prostoru pravidelně opakují. Tato doktorská práce je zaměřená na návrh a modelování 3D strukturovaných materiálů pomocí výpočetní mechaniky tekutin (CFD) s cílem studovat vliv geometrie a topologie na efektivní transportní charakteristiky. Numerické simulace budou podpořeny experimentálním měřením charakteristik sdílení hmoty, tepla a hybnosti.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Tenkovrstvé fotokatalyzátory na bázi grafitického karbon nitridu
AnotaceGrafitický karbon nitrid (g-C3N4) je fotosenzitivní materiál, který se vyznačuje schopností využít k fotokatalytickému procesu i viditelnou část spektra solárního záření, a neomezuje se na tak jen na UV oblast. Lze jej proto potenciálně využít pro odstraňování polutantů nebo generaci H2 fotokatalytickým rozkladem vody. Jeho struktura a vlastnosti jsou známy a stále hojně studovány zejména v podobě prášku, avšak jeho možnosti praktického využití se výrazně rozšíří, je-li připraven ve formě tenkého filmu. Jeho vysoká fotoaktivita však musí zůstat zachována. Práce se proto zaměřuje na přípravu a studium strukturních a foto-eletrochemickýh vlastností tenkovrstvých filmů na bázi g-C3N4 a využití jejich oxidačních a redukčních účinků. Studovanými vlastnostmi budou např. pevnost, adheze, porozita a další fyzikálně-chemické vlastnosti v závislosti na tloušťce vrstvy a ve vztahu k jejich fotokatalytickým vlastnostem. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství, chemie a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci, která je nutná pro studium fotoaktivity připravených filmů, vyhodnocení a zpracování získaných dat. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a v neposlední řadě také znalosti anglického jazyka.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.
Termodynamika aplikovaná na technologie recyklace plastů a ukládání energie
AnotaceMotivací této disertační práce je řešení současných společenských výzev v oblastech recyklace plastů a ukládání energie. Experimentální testovaná řešení pro tyto výzvy mohou být podpořeny termodynamickými nástroji umožňujícími predikovat fázové rovnováhy, rozpustnosti, povrchové vlastnosti a transportní vlastnosti. Konkrétně v oblasti recyklace plastů bude doktorand teoreticky podporovat aktivity v recyklacích využívající rozpouštědla, konkrétně v oblastech odstraňování aditiv pomocí extrakce z polymerů, v oblasti frakcionace polymerních materiálů či směsí plastových materiálů, a v oblasti extrakce nízkomolekulární frakce polymerů. Techniky recyklace plastů pomocí rozpouštědel nabízejí nespočet variant uspořádání procesů a termodynamické modely jsou potřebné nejen pro racionální výběr vhodných rozpouštědel, ale také pro recyklaci rozpouštědel a odstraňování stopových množství rozpouštědel z polymerů. Neméně důležitý je termodynamicky konzistentní predikce povrchových vlastností polymerů včetně povrchových či mezifázových napětí. V oblasti polymerů disertační práce rovněž propojí difúzi v polymerech s relaxačními procesy, přičemž obě skupiny vlastností dokážeme experimentálně studovat. Termodynamický popis transportu v polymerech by měl také pomoci vysvětlit zajímavá experimentální data. V oblasti ukládání energie se soustředíme především na průtočné baterie s organickými elektrolyty a baterie s přídavkem takzvaných boosterů. Cílem zde bude plný termodynamický popis termodynamiky koncentrovaných elektrolytů pro reálné aplikace. Výstupem doktorské práce bude nejen série publikací, ale také praktické poznatky napomájaící vývoji recyklačních technologií a technologií ukládání energie. Na projektu bude doktorand spolupracovat nejen v týmu doktorandů a post-doků na našem pracovišti, ale také s partnery z několika firem a univerzit. Info: tel. 220 44 3296, č.dv. B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Topologická optimalizace v chemicko-inženýrských aplikacích
AnotaceTopologická optimalizace (TO) využívá současné možnosti výroby součástek téměř libovolného tvaru a konektivity. Jako taková je schopna poskytovat vysoce efektivní a aplikačně specifické návrhy komponent. Hlavním cílem práce je vyvinout a implementovat robustní nástroj pro topologickou optimalizaci s akceptovatelnými výpočetními nároky. Vyvinutý nástroj bude založen na metodách výpočetní dynamiky tekutin a bude v něm kombinována metoda vnořené hranice s fenomenologickým modelováním turbulence a evolučními algoritmy. Využitelnost nástroje bude ilustrována na reálných problémech chemického inženýrství i farmaceutického průmyslu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav matematiky, FCHI, VŠCHT Praha
Transformace aerosolových částic vlivem změn v plynném prostředí
AnotaceAerosolové částice jsou v atmosféře všudypřítomné a ovlivňují mnoho dějů na Zemi, od globálního oteplování po lidské zdraví. Nacházejí se převážně v chemické a fyzikální rovnováze se svým okolím, ale kvůli kontinuálním změnám v atmosféře nebo během jejich transportu např. do našich plic se během své doby života mění. Proto je nutné studovat jejich chování při změnách prostředí, aby bylo možné předpovědět jejich osud a transformace, když se dostanou do atmosféry a/nebo v ní vzniknou. Studie bude provedena za použití nově vyvinutého systému laminárních reaktorů, které umožní kontrolovat vlastnosti okolního prostředí částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line chemické a fyzikální charakterizace částic aerosolovým hmotnostním spektrometrem. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii ...; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Transformace aktivních center během provozu zeolitových katalyzátorů Pd/SSZ-13 a Cu/SSZ-13
AnotacePráce se zaměřuje na vývoj kinetických modelů pro popis transformačních procesů aktivních center během provozu zeolitových katalyzátorů Pd/SSZ-13 a Cu/SSZ-13. Tyto katalyzátory mají využití zejména při adsorpci a selektivní katalytické redukci oxidů dusíku ve výfukových plynech, ale uplatňují se i v řadě dalších redoxních reakcí. Katalytická centra bývají rozmístěna v podobě jednotlivých atomů kovu ukotvených do zeolitické struktury. Za provozních podmínek však dochází k solvataci a zvýšené pohyblivosti atomů kovu. Uvnitř nanopórů krystalu zeolitu mohou vznikat malé svazky atomů kovu, na vnějším povrchu pak větší nanočástice kovu, přičemž každá forma vykazuje jinou katalytickou aktivitu a selektivitu. Přechod mezi různými formami kovu zahrnuje jak chemické procesy závisející na teplotě a složení plynu, tak i difúzní transport mezi vnějším povrchem a jádrem nanoporézního krystalu zeolitu. Tyto transformační procesy jsou z části vratné. Cílem je vyvinout kinetické modely, které umožní předpovědět vývoj distribuce aktivních center v závislosti na provozních podmínkách a navrhnout strategie umožňující regenerovat katalyzátor během jeho provozu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Transportní a reakční procesy v elektrodialyzních systémech
AnotacePříslušná disertační práce se zaměří na výzkum transportních a reakčních procesů, ke kterým dochází či může docházet v membránových systémech po aplikaci stejnosměrného elektrického pole. Tyto jevy budou zkoumány na speciálně připravených milifluidních celách umožňující měření lokálních hodnot příslušných veličin či pozorování elektrokinetických jevů.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Transportní jevy v náhodně sypaných a strukturovaných vrstvách
AnotaceVrstvy náhodně sypaných částic jsou vícefázové systémy, které se vyskytují v mnoha průmyslových aplikacích jako jsou například zkrápěné katalytické reaktory nebo fluidní reaktory. Zvláštní skupinu s volně sypanými vrstvami tvoří také zařízení zaměřené na zpracování granulárních materiálů. Alternativou k sypaným vrstvám představují strukturované výplně, které díky možnostem aditivní výroby nabízejí nové možnosti optimalizovat transportní vlastnosti náplně ve formě snížení tlakové ztráty a zvýšení specifického povrchu při zachování hodnoty porozity. Strukturovaná náplň může být tvořená formou pěny nebo periodicky se opakující otevřenou konstrukcí. Doktorská práce je zaměřená zejména na počítačové modelování transportních jevů pomocí metody diskrétních prvků (DEM) a výpočetní mechanikou tekutin (CFD). Numerické simulace budou podpořeny experimentálním měřením. Na základě získaných výsledků budou navržené optimální provozní podmínky, vyhodnocené efektivní transportní koeficienty a optimalizovaná geometrie strukturované náplně. Požadavky na uchazeče: VŠ vzdělání (magisterský studijní program) v oboru chemického inženýrství nebo strojního inženýrství; schopnost týmové, systematické a tvořivé práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.
Triboelektrické cesty přispívající k separaci a recyklaci plastového odpadu
AnotaceRecyklace je jednou z vhodných a ekologických cest pro zpracování velkých objemů plastového odpadu. Většina plastového odpadu je v současné době spálena nebo končí na skládkách a není recyklována, ačkoliv je veřejnost přesvědčena o opaku. Jedním z klíčových problémů recyklace je před-separace plastového odpadu, protože jen dobře separovaný odpad může být efektivně recyklován do produktů s vysokou přidanou hodnotou. Dokonce i spalovny preferují před-separovaný plastový odpad, především odseparování plastů obsahujících halogeny. Současné metody ruční separace, separace IČ senzory nebo metody založené na rozdílu hustot nejsou dostatečně účinné. Novou slibnou technikou je triboelektrická separace založená na dosažení různého elektrostatického náboje tribonabíjením (nabíjení třením materiálů) a následnou separací nabitých částic v elektrickém poli. Cílem tohoto doktorského projektu je získání systematických souborů dat o nabíjení a vybíjení plastových částic, které umožní vybudování obecných modelů a optimalizaci triboelektrické před-separace plastů. Řízení velikosti povrchového náboje na materiálech bude ústředním úkolem. Současně se doktorand bude zajímat řadou otevřených problémů: (i) vztahem mezi nabíjením a mechanickými/chemickými vlastnostmi materiálů, (ii) disipací a neutralizací elektrického náboje, (iii) nabíjením prášků za podmínek simulujících jejich reálnou průmyslovou produkci, (iv) vlivem nabíjení na zanášení stěn zařízení, a (v) nabíjením pro separaci a recyklaci plastových materiálů. Jedná se o průkopnický projekt, který je vysoce aktuální a vhodný pro doktorandy se zájmem o fyzikálně-chemické základy výše popsaných dějů. Doktorand bude spolupracovat s vysoce kvalifikovanými doktorandy a postdoky v naší výzkumné skupině a bude také spolupracovat s evropskými partnery. Naše laboratoř je dobře připravena a vybavena pro studium triboelektrických a separačních procesů (Faradayovy nádoby, nabíjení v koroně, vysoko-napěťový separátor) a pro charakterizaci textury prášku a materiálových vlastností (mikro-tomografie, mikroskopie atomárních sil – AFM). Info: telefon +420 220 44 3296, kancelář B-145, e-mail jkk@vscht.cz, web http://kosekgroup.cz
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
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 dynamiky bublin pomocí rychloběžné kamery, stavbu jednoúčelových drobných zařízení pro provádění experimentů 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.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Vlivy aerosolových částic na knihovní a archivní fondy
AnotaceZnečištění vnitřního ovzduší kulturních institucí představuje závažné riziko pro zde uložené předměty. Zatímco vlivy teploty, relativní vlhkosti, světla a většiny hlavních plynných polutantů jsou dobře popsány, škodlivé účinky aerosolových částic jsou studovány v daleko menší míře. Částice způsobují převážně ztmavnutí povrchu, ale v závislosti na své velikosti a chemickém složení mohou být i původci abraze, chemické degradace nebo navlhání. Proto je nutné studovat jejich vliv na knihovní a archivní materiály a alternativní možnosti jejich odstranění. Studie bude probíhat jak v reálných podmínkách knihoven a archivů, tak i v laboratorních podmínkách s pomocí uměle generovaných částic. Jevy budou studovány za použití pokročilých metod aerosolové instrumentace včetně on-line a off-line fyzikální a chemické charakterizace částic. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii, organické technologii, chemické fyzice, meteorologii ...; • ochota experimentovat a učit se nové věci; • schopnost týmové práce.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Výroba kaprolaktamu - průmyslová optimalizace
AnotacePráce významně rozšíří spolupráci, zahájenou v minulých dvou letech na žádost průmyslového partnera. Ve formě výsledků se dosud jedná o prvotní studii provedenou v předchozím akademickém roce formou bakalářské práce. Jelikož je kaprolaktam jako meziprodukt při výrobě Nylonu nabízen na trhu již řadu let/desetiletí, není překvapivé, že existuje řada popsaných postupů jeho výroby. Jednotlivé výrobní postupy jsou stále intenzifikovány a optimalizovány. Cílem této práce je systematický popis procesů v technologii výroby kaprolaktamu ve firmě Spolana Neratovice a zmapování procesních parametrů, jejichž změn by bylo možno využít k optimalizaci výroby. Účelovými funkcemi optimalizace bude například čistota produktu nebo rafinátu z extrakční části technologie a dále parametry ovlivňující dopad technologie na životní prostředí. Díky vedení práce ve spolupráci s firmou bude mít student možnost se kromě práce v kolektivu studentů a učitelů na VŠCHT seznámit také s průmyslovým prostředím a způsobem práce v něm.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Vývoj pokročilých analytických a formulačních přístupů ke zvýšení stability léčivých přípravků
AnotaceMnohé farmaceutické přípravky obsahují stopová množství reaktivních nečistot, které přispívají k degradaci účinné farmaceutické látky (API) během výroby nebo skladování. Vzhledem ke stále přísnějším regulačním požadavkům je nutné zabývat se i nízkými hladinami nečistot, které byly dříve tolerovány a často se vyskytují v aktuálně prodávaných přípravcích. Cíl projektu je dvojí: (1) vyvinout pokročilé analytické metody pro detekci těchto nečistot a předpověď kinetiky jejich tvorby za různých podmínek, jako je teplota a vlhkost, (2) navrhnout a otestovat inovativní formulační přístupy, které mohou snížit nebo potlačit základní příčinu reaktivní degradace API. Projekt bude probíhat ve spolupráci s průmyslovým partnerem a bude zahrnovat jak základní výzkum, tak případové studie z reálného prostředí.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Výzkum částic přírodního původu jako imunoaktivních nosičů účinných látek
AnotaceMikroorganismy vyskytující se v přírodě (bakterie, viry, kvasinky) představují pro lidský organismus skutečné nebo potenciální patogeny, a proto jsou aktivně rozpoznávány imunitním systémem a fagocytovány. Vhodně inaktivovaná forma takových mikroorganismů ve formě mikročástic nebo nanočástic by proto mohla být použita jako systém pro doručování léčiv specificky zaměřený na orgány spojené s imunitou. Příkladem takových nosičů léčiv jsou glukanové částice (GP), porézní polysacharidové schránky připravené z běžných pekařských kvasnic sérií promývacích a purifikačních kroků. Bylo prokázáno, že účinné léčivé látky mohou být účinně zapouzdřeny do těchto částic a doručeny makrofágům in vitro i in vivo. Cílem tohoto projektu je dále prohloubit základní poznatky o těchto částicích (např. o úloze dosud nevysvětleného "jádra", které lze v těchto částicích pozorovat), o technologii jejich přípravy a o jejich aplikačním potenciálu v biomedicíně.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Výzkum mikrofluidních a milifluidních separátorů pracujících v kontinuálním režimu
AnotacePožadavky farmaceutického výzkumu a vývoje na přípravu velkého množství aktivních substancí či jejich prekurzorů v preparativním měřítku kladou vysoké nároky na současné vybavení vývojových laboratoří. Většina farmaceutických firem hledá cesty, jak rychle připravit aktivní látku s reprodukovatelnými vlastnostmi v alespoň gramovém množství. Ideálním nástrojem se postupně stávají mikrofluidní a millifluidní systémy, které je možno snadno vyvíjet, konstruovat a testovat. Téma doktorské práce je zaměřeno na chemicko-inženýrský výzkum netradičních separátorů schopných pracovat v plně kontinuálním režimu. Jedná se například o průtočné systémy s ortogonálně vloženým elektrickým nebo magnetickým polem nebo různé membránové systémy vnášející do procesu separace vysokou selektivitu s ohledem na nepřeberné množství fyzikálních a mechanických modifikací membrán. Cílem práce je výzkum, vývoj a testování takových zařízení pro separaci opticky aktivních látek a dalších speciálních chemikálií.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Zlepšení separace plynů a organických par membránami pomocí funkčních částic
AnotaceMetalorganická molekulární síta jakož i planární nanočástice na uhlíkové či jiné bázi přestavují novou cestu pro zlepšení separačních schopností polymerních membrán pro dělení plynů a organických par. Tyto funkční nanočástice rovněž vedou k potlačení negativních jevů jako je plasticizace a stárnutí, které limitující využití nové generace polymerních materiálů s excelentními separačními vlastnostmi. Otázkou zůstává, jaký vliv má distribuce funkčních částic v polymeru, velikost a množství funkčních částic na strukturu membrán a transportně-separační parametry membrán. Studie transportních a separačních vlastností vytvořených membrán bude provedena za použití na oddělení vyvinutých permeačních systémů na měření směsí plynů a organických par. V rámci práce budou zkoumány prediktivní možnosti fyzikálních modelů kompozitních polymerních materiálů pro různé skupiny funkčních nanočástic. Požadavky na uchazeče: • VŠ vzdělání (Ing., Mgr.) v chemickém inženýrství, fyzikální chemii nebo podobném oboru; • ochota experimentovat, učit se nové technické věci; • schopnost týmové práce a zájem o vědu.
kontaktujte vedoucího práce
Místo výkonu práce:
Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i.
|
Aktualizováno: 25.8.2022 15:42, Autor: Jan Kříž