Prosím čekejte...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT Web PhD  → Zájemci o doktorské studium → Doktorské studijní programy a vypsaná témata prací → Vypsaná témata disertačních prací → Výpis vypsaných témat disertačních prací
iduzel: 63416
idvazba: 75599
šablona: stranka
čas: 24.5.2024 15:54:56
verze: 5420
uzivatel:
remoteAPIs: https://studuj-api.cis.vscht.cz/cms/prace?weburl=/zajemci-o-phd/doktorske-programy/temata-disertacnich-praci
branch: trunk
Server: 147.33.89.150
Obnovit | RAW
iduzel: 63416
idvazba: 75599
---Nová url--- (newurl_...)
domena: 'phd.vscht.cz'
jazyk: 'cs'
url: '/zajemci-o-phd/doktorske-programy/temata-disertacnich-praci/prace/druh/I/jazyk/cs/ustav/409'
iduzel: 63416
path: 1/50375/50376/51163/51210/667/52779/63416
CMS: Odkaz na newurlCMS
branch: trunk
Obnovit | RAW

Ústav chemického inženýrství

Absorpce CO2. Optimalizace průmyslového provozu.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


Záchyt 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

Diagnostika dvoufázového toku v mikrokanálech

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Jaroslav Tihon, CSc.

Anotace


Cílem 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).
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamické chování polydisperzních granulárních materiálů během procesu míchání

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

Anotace


Tento doktorandský projekt se zaměřuje na zkoumání komplexní dynamiky polydisperzních granulárních systémů při procesu míchání. Důraz je kladen na odhalení mechanismů, které řídí jak sjednocující homogenizační tendence, tak segregační sklony částic v těchto systémech, a na předpověď jejich společného dopadu na chování systému. Výzkum bude tvořen zejména numerickými simulacemi metodou diskrétních prvků, které jsou užitečné pro objasnění dynamiky granulárních materiálů za různých podmínek míchání. K ověření simulací budou použita experimentální měření, čímž dojde k propojení teoretických modelů s chováním v reálném světě. Očekává se, že výsledky tohoto výzkumu budou mít významné využití v chemickém a farmaceutickém průmyslu. 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 chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamika bublin ve vodných roztocích organických sloučenin s vodíkovými vazbami

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Pavlína Basařová

Anotace


Vodné roztoky jednoduchých alkoholů (C1-C3) vykazují anomální chování, které je dáno vnitřním uspořádáním na molekulární úrovni a které významně ovlivňuje řadu fyzikálních veličin a procesů. Velice zajímavé je i chování bublin, kdy koncentrace alkoholu v roztoku ovlivňuje mobilitu fázového rozhraní. To dále určuje rychlost bublin i transport hmoty. V reálných systémech jsou přítomny další povrchově aktivní látky nebo soli. Cílem této práce je studium těchto systémů na modelovém případě izolované bubliny i shluku bublin v aerované koloně. Výsledkem práce by mělo být zobecnění mechanismu, jak mikrostruktura roztoků ovlivňuje dynamiku bublin. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích. Práce zahrnuje měření dynamiky bublin pomocí rychloběžné kamery, zpracování obrazu, stavbu menších zařízení pro provádění experimentů a interpretaci získaných výsledků. Požadované vzdělání a schopnosti: VŠ studium chemického inženýrství nebo fyzikální chemie; systematický a tvůrčí přístup k práci a schopnost týmové spolupráce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Dynamika vícefázových soustav: kapalina-plyn-tuhá fáze

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Marek Růžička, CSc. DSc.

Anotace


Vícefázové 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 (koalescence 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

Iontový transport v membránových systémech.

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Zdeněk Slouka, Ph.D.

Anotace


Daná práce se zaměří na výzkum v oblasti separace iontových složek z vodných roztoků pomocí selektivních membrán.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Matematické modelování kontinuálně pracujících bioreaktorů a bioseparátorů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Michal Přibyl, Ph.D.

Anotace


Mikrofluidní 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

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


V 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

Mikrostrukturované katalytické vrstvy pro elektrochemické palivové články

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Ing. Petr Kočí, Ph.D.

Anotace


Práce se věnuje mikrostruktorovaným katalytickým vrstvám s využitím v konvertorech plynných směsí a elektrochemických palivových článcích typu SOFC (palivový článek s elektrolytem tvořeným pevným oxidem). To zahrnuje vývoj vhodných katalytických materiálů pro použití amoniaku jako alternativního paliva k vodíku, a to buď přímo v palivovém článku, nebo po reformingu v katalytickém konvertoru. Téma je řešeno ve spolupráci s National Taipei University of Technology, Taiwan.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Návrhové parametry bioreaktorů - Experimentální studie transportních charakteristik různých typů zařízení

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


Efektivita 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

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel: Ing. Mária Zedníková, Ph.D.

Anotace


Fluidní 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 modelování a numerické simulace vícefázových systémů. 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 tématem zabývá i experimentálně, a proto je schopno dodat potřebná experimentální data pro ověření výsledků numerických simulací. 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

Polymerace - obnova výroby

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


Polyvinylchlorid, 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

Populační bilance probublávaných kolon s organickými kapalinami

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: MSc. Sandra Kordac Orvalho, Ph.D.

Anotace


Probublávané kolony se běžně používají v průmyslu pro bioprocesy, pro hydrogenaci toluenu nebo oligomeraci ethylenu. Predikce distribuce velikosti bublin v probublávané koloně za specifických provozních podmínek však zůstává velkou výzvou pro vědeckou komunitu, zejména v případě přítomnosti organické kapalné fáze. Tento projekt navrhuje vybudovat průlomovou metodologii založenou na experimentech v malém i velkém měřítku pro stanovení kritérií pro rozpad a koalescenci bublin v organických kapalinách. Hlavním cílem doktorského projektu je vytvořit vazbu mezi experimenty v malém měřítku za kontrolovaných podmínek (stanovení frekvence rozpadu a účinnosti koalescence bublin) s reálnou distribucí velikosti bublin v probublávaných kolonách. Dále je cílem využít experimentálně shromážděná data k testování a zlepšení populačních bilancí pro probublávané kolony s organickými kapalinami. 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

Provozní měření koncentrace vodíku - vývoj prototypu přístroje Hmetr

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


Vodík 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. Zamýšlený vývoj zahrnuje řadu rozličných činností jako například vývoj SW řízení režimů měřící cely, snímání a vyhodnocování signálu vodíkového čidla, tlaku a teploty či návrhy geometrie odběrových tras vzorku z procesních proudů a podílení se na jejich realizaci. Vývoj navazuje na zkušenosti Laboratoře sdílení hmoty získané při vývoji zařízení pro měření koncentrace kyslíku a je podporován projektem TA ČR, do něhož bude student zapojen. 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

Garantující pracoviště: Università degli Studi di Palermo
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


Objemový 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

Sttřižné síly v míchaných disperzích - experimentální a numerická studie pro spolehlivější návrhy fermentorů .

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


Ve 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 při daném příkonu míchadel znamená nižší intenzitu turbulence a nižší kLa) je často dosahováno vyšší účinnosti fermentace, než s míchadly vyššího příkonového čísla (což při daném příkonu míchadel 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, jako například lokální zádrže plynu či distribuce velikosti bublin a tyto výsledky spárovat s hodnotami kLa v databázi, která je již k dispozici v Laboratoři sdílení hmoty na VŠCHT Praha. Vzniklý soubor experimentálních dat bude díky spolupráci s týmy technických matematiků z VŠCHT a ČVUT doplněn přímo o vypočtené hodnoty střižných rychlostí. V rámci spolupráce s matematiky je nyní připravován výzkumný projekt s účastí zahraničního výrobce a dodavatele míchadel a nádob, do kterého bude PhD student zapojen. Výsledné propojení experimentálních dat s výsledky výpočtů umožní vyvinout originální metodiku vysoce racionálního návrhu průmyslových fermentorů.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Studium dynamiky chování shluků bublin v aerovaných kolonách

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Pavlína Basařová

Anotace


Rychlost a velikost bublin má v aerovaných kolonách nebo bioreaktorech klíčový vliv na transport kyslíku a celkový obsah plynu. Ve větších kolonách však není možné detailněji sledovat tvary a rychlosti bublin. Obecně je známo, že chování izolované bubliny, chování shluku bublin a bublin v koloně se liší. Cílem práce je stanovit vliv fyzikálních vlastností roztoku (viskozita, hustota, povrchové napětí, vliv rozpuštěných látek) na chování izolovaných bublin v reálné aerované koloně a porovnat je s chováním shluku bublin. Výsledkem práce bude parametrická studie zkoumající tvar, velikost a rychlost bublin v závislosti na průtoku plynu, mechanismu vzniku bublin a fyzikálních vlastností roztoku. Předpokládá se podíl doktoranda/ky na řešení grantových projektů a aktivní účast na mezinárodních vědeckých konferencích. Požadované vzdělání a schopnosti: VŠ absolvent oboru chemické inženýrství nebo fyzikální chemie; systematický a tvůrčí přístup k práci a schopnost týmové spolupráce.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Studium hydraulických a transportních charakteristik sypaných a strukturovaných výplní za absorpčních podmínek

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Lukáš Valenz, Ph.D.

Anotace


Při současném prosazování rate-based přístupu k modelování dějů v plněných kolonách dochází k potížím se souhlasem dat získaných na různých pracovištích s různými systémy. Tato práce má popsat rozdíly v datech získaných na jednom pracovišti, na stejném experimentálním zařízení ale se dvěma běžně používanými systémy a kvantifikovat rozdíly.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Studium interakcí kapek s vírovou strukturou

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v anglickém jazyce )
Školitel: Ing. Mária Zedníková, Ph.D.

Anotace


Disperze kapalina-kapalina je součástí řady technologických i biotechnologických procesů. Kapky nemísitelné kapaliny se v turbulentním proudění kapaliny rozpadají a vytvářejí komplexní vícefázový systém. Pochopení mechanizmu rozpadu kapek 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 jedné 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 kapky v turbulentním proudění. Má k dispozici aparáty pro řízenou tvorbu kapky, 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

Vliv obsahu kapaliny na mechaniku zrnitých materiálů

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

Anotace


Cílem tohoto doktorského projektu je prozkoumat složitou mechaniku granulovaných materiálů ovlivněných variabilním obsahem kapaliny, což je klíčový faktor v mnoha průmyslových a přírodních procesech. Ústředním nástrojem výzkumu budou simulace metodou diskrétních prvků (DEM), které poskytují detailní pohled na to, jak saturace kapalinou ovlivňuje interakce mezi částicemi, rozložení sil a emergentní mechanické vlastnosti. Výzkum se bude zaměřovat na porozumění fenoménům, jako jsou kapilární jevy, formování kapalných můstků a transformace granulárního systému ze suchého do vlhkého stavu. Numerické simulace budou doplněny o cílená experimentální měření, aby bylo možné ověřit výsledky a propojit teoretické modely s reálným chováním materiálů. Očekává se, že synergie mezi simulacemi a experimentálními metodami povede k hlubokému pochopení dynamiky ovlivněné kapalinou v granulárních systémech a otevře nové možnosti pro zdokonalení technik manipulace s materiálem, zpracovatelských technologií a prediktivních schopností v komplexních aplikacích. 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 chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Vliv vlastností mezifázového rozhraní na dynamiku bublin

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: MSc. Sandra Kordac Orvalho, Ph.D.

Anotace


Vícefázové 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

Výroba kaprolaktamu - průmyslová optimalizace

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: prof. Dr. Ing. Tomáš Moucha

Anotace


Práce 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

Využití mikrofluidních zařízení pro studium interdisciplinárních procesů na pomezí chemického inženýrství a medicínské diagnostiky

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Dr. Ing. Petr Klusoň

Anotace


Mikrofluidní zařízení hrají klíčovou roli při propojování oblastí chemického inženýrství a medicíny a umožňují interdisciplinární výzkum. Tyto miniaturizované systémy manipulují s malými objemy tekutin a nabízejí přesnou kontrolu pro studium biologických procesů a podávání léčiv. V chemickém inženýrství pomáhá mikrofluidika při optimalizaci reakcí, zvyšování účinnosti procesů a vývoji pokročilých materiálů. Zároveň v medicíně tato zařízení usnadňují složité analýzy buněk, biomolekul a mechanismů nemocí. Tato práce se bude zabývat integrací mikrofluidních zařízení pro studium průběhu chemických a biologických procesů v oblasti personalizované medicíny a diagnostiky. Uchazeč by měl mít aktivní zájem o chemii nebo biochemii a také mít kladný vztah k experimentální laboratorní práci, která je nutná pro studium procesů v mikrofluidním prostoru, vyhodnocení a analýze 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 chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Využití mikroreaktorů pro studium katalytických tepelně zabarvených reakcí v plynné fázi

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Petr Stavárek, Ph.D.

Anotace


Mikroreaktory představují perspektivní zařízení, která pro své výhodné vlastnosti nacházejí stále rozšířenější uplatnění v mnoha chemických procesech. Výhodou mikroreaktorů je, že při vhodné geometrické konstrukci vzhledem ke studovanému procesu, geometrie jejich reakčního prostoru dovoluje studovat reakce nebo testovat katalyzátory za podmínek bez limitace transportem hmoty a tepla. Náplní předkládaného tématu je proto studium tepelně zabarvených převážně katalytických reakcí v plynné fázi s využitím mikroreaktoru s cílem optimalizace konstrukce. Práce bude zahrnovat experimentální laboratorní testy s modelovými reakcemi, zpracování dat, matematický popis kinetiky a transportních veličin s cílem návrhu mikroreaktoru pro optimální průběh studované reakce a maximální prostorový výtěžek. Uchazeč by měl disponovat dobrými znalostmi chemického a reakčního inženýrství a mít kladný vztah k práci s PC, který je potřebný k osvojení si systémů sběru dat, jejich vyhodnocení a matematickému modelování. K plnění zadaných úkolů bude vyžadována samostatnost, kreativnost, schopnost týmové práce, zájem učit se nové věci a znalost anglického jazyka.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Vývoj hybridního systému umělé inteligence pro řízení průmyslových procesů

Garantující pracoviště: Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: Ing. Jan Haidl, Ph.D.

Anotace


With the development of artificial intelligence, new opportunities for genuinely autonomous control of industrial processes emerge. One of the key features that artificial intelligence systems pose is seeking patterns in extensive data collection. Contrary to the classical operation paradigm of control systems monitoring pre-defined process variables, AI systems monitor the whole process, enabling the prediction of future system development and identifying potential risks before they arise. On the other hand, contemporary AI systems are also known for their low generalization and extrapolation capabilities, resulting in the need for enormous training datasets and unexpected behavior outside the scope of training data, for example, if one or multiple data inputs fail. To address these weaknesses, the concept of a hybrid -- physics-informed -- artificial intelligence was tested by various researchers, showing significant improvement in both mentioned issues. The hybrid system comprises an artificial neural network and a physical or semi-empirical model of the process, combining the AI computational performance and capability to seek patterns with the process's fundamental models limiting the AI outputs. Several case studies proved that physics-informed neural networks require significantly less training data and offer better extrapolation capabilities than conventional systems. The dissertation topic aims to develop a framework for a hybrid autonomous system capable of controlling the whole industrial process of drinking water treatment. The work consists of experimental work as well as mathematical modeling. In cooperation with programmers, water treatment specialists, and industrial partners, you will develop a hybrid AI system combining artificial neural networks with the engineering models of individual processes in a drinking water treatment facility - coagulation, filtration, adsorption, disinfection, etc. The models will be calibrated and validated using the data from a pilot-plant water treatment facility; the same facility will be used for hybrid system evaluation. The facility enables us to calibrate and test the system operation under acceptable conditions (producing drinking water) as well as under extreme situations resulting in production failure, promising system robustness and reliability. If the pilot tests succeed, the system will be further tested with industrial partners on full-scale water treatment plants.
kontaktujte vedoucího práce Místo výkonu práce: Ústav chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha

Zlepšení konstrukce a účinnosti rotačních tepelně zpracovatelských zařízení: modelování a experimenty

Garantující pracoviště: Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.
Ústav chemického inženýrství
Studijní program/specializace: ( výuka v českém jazyce )
Školitel: doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.

Anotace


Rotační zařízení pro tepelné zpracování hrají v průmyslu klíčovou roli, poskytují totiž kontrolované a rovnoměrné ohřívání, které je nezbytné pro zpracování sypkých materiálů. Optimalizace těchto zařízení je závislá na porozumění dynamice granulárních materiálů, což má přímý dopad na spotřebu energie, dobu zpracování a mechanickou integritu zpracovávaných materiálů. Tento doktorský projekt se zaměří na optimalizaci chování sypkých hmot v rotačních zařízeních pro tepelné zpracování, s využitím simulací založených na metodě diskrétních prvků (DEM), které budou doplněny o experimentální validaci. Simulace DEM budou sloužit k modelování interakcí mezi diskrétními částicemi za účelem optimalizace jejich dynamického chování. Experimentální práce potvrdí a upřesní tyto modely, aby byla zajištěna jejich přesnost a aplikovatelnost v průmyslovém měřítku. Synergie mezi simulačními a experimentálními výsledky má za cíl vylepšit konstrukci zařízení a efektivitu procesů, což má široké důsledky pro zpracovatelský průmysl. 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 chemického inženýrství, FCHI, VŠCHT Praha
Aktualizováno: 16.2.2022 00:25, Autor: Jan Kříž

VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČ: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum

VŠCHT Praha
na sociálních sítích
zobrazit plnou verzi