Navrhování a simulace procesů a jejich zařízení
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Sekce systémů pro přenos tepla a výpočtového modelování CFD
Navrhování procesů nebo jejich zařízení
TÉMATICKÝ OKRUH
Posuzování energetické náročnosti průmyslových procesů a jejich zařízení
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Student se formou zpracování vybrané úlohy prakticky seznámí s problematikou zvoleného procesního, resp. energetického systému anebo vybraného dílčího zařízení či jeho významné části. Práci tak lze zaměřit individuálně podle vlastní preference a volby studenta na některou z aktuálně nabízených úloh, jež jsou uvedeny níže v odstavci „Cíle, kterých má být dosaženo“.
Význam řešené problematiky:
Seznámení se s konkrétními činnostmi aktuální průmyslové praxe z oblasti efektivního nakládání s energií otvírá studentovi široké možnosti nejen pro navazující studium, ale i pro běžné profesní uplatnění v širokém spektru inženýrských organizací (např. projekčních, výrobních, dodavatelských aj.) působících v procesním a energetickém průmyslu.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Téma 1: Koncepční přístup k zahrnování energie z obnovitelných zdrojů do výrobních podniků.
- Téma 2: Vyhodnocení funkce experimentálního chladiče spalin.
- Téma 3: Hodnocení využití tepelné energie v provozovaném průmyslovém procesu. (Poznámka: Pro potřeby hodnocení jsou na výběr k dispozici různé procesy: např. environmentální proces „waste gas-to-energy“, výrobní proces slévárny, konkrétní potravinářský výrobní proces, petrochemický proces aj.).
- Téma 4: Vliv velikosti přípojných hrdel na fungování (nebo na návrh) trubkového výměníku tepla.
- Téma 5: Zpracování webové aplikace pro koncepční energetickou rekonstrukci WGtE procesů.
- Téma 6: Posuzování uspořádání vybraného výrobního procesu z hlediska bezpečnosti provozu.
- Téma 7: Specifické systémy využívání energie z obnovitelných zdrojů v Africe (stát Togo).
- Téma 8: Určení využitelného odpadního tepla z cyklicky provozovaného zařízení.
- Téma 9: Stanovení ztrát tepla průmyslového reaktoru.
- Téma 10: Provozní model vsázkového ohřívače.
- Téma 11: Návrh a příprava zkušebního okruhu.
Zajímavosti:
Celkem lze tedy přijmout až 11 studentů, přičemž každý student může řešit své individuální téma (tj. úlohu) o příslušné složitosti (tj. na úrovni bakalářské nebo diplomové práce) vybrané z odstavce „Cíle, kterých má být dosaženo“. Na každé z uvedených individuálních zadání lze také později plynule navázat řešením vyššího stupně závěrečné práce (např. bakalářské→diplomové, diplomové→doktorské apod.). Také lze přijmout a vést studenta s jeho vlastním přineseným zadáním této tematické oblasti.
Moderní metody přestupu tepla, nízkoemisní energetika a digitalizace průmyslových procesů
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Bohuslav Kilkovský, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Student si vybere jedno z nabízených témat z oblasti procesního inženýrství, energetiky nebo digitalizace. Témata zahrnují moderní metody intenzifikace přestupu tepla v mini- a mikro-kanálech, pasivní intenzifikační prvky (turbulizátory), využití nanofluid jako teplonosných médií, nízkoemisní technologie záchytu CO₂ ze spalin, digitální dvojčata tepelných zařízení, rekuperaci tepla ze šedých vod a vodíkové technologie. Každé téma je zpracováváno jako samostatná práce s individuálním zadáním přizpůsobeným schopnostem a zájmu studenta.
Význam řešené problematiky:
Všechna nabízená témata jsou přímo napojena na aktuální a budoucí výzkumné směry a průmyslové potřeby. Oblast intenzifikace přestupu tepla a TPMS struktur nabízí možnosti pro další výzkum v oblasti kompaktních výměníků tepla. Nízkoemisní energetika reaguje na globální klimatické cíle a dekarbonizaci průmyslu. Digitalizace procesů a digitální dvojčata jsou klíčové nástroje Průmyslu 4.0. Vodíkové technologie a rekuperace energie řeší energetickou tranzici a snižování uhlíkové stopy.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Téma 1: Charakteristiky přestupu tepla a proudění v mini- a mikrokanálech
- Téma 2: Srovnávací studie korelací pro přestup tepla v trubkách s turbulizátory a návrh experimentálního okruhu
- Téma 3: Využití tekutin na bázi nanofluid v kompaktních výměnících tepla
- Téma 4: Technologické možnosti záchytu CO₂ ze spalin malých a středních zdrojů
- Téma 5: Simulace a optimalizace post-combustion zachycování CO₂ pomocí chemické absorpce
- Téma 6: Kondenzace kyselých složek ve spalinách a materiálová optimalizace (nízkoteplotní koroze výměníků)
- Téma 7: Digitální dvojče tepelného výměníku pro prediktivní údržbu
- Téma 8: Analýza a návrh systémů pro zpětné získávání tepla ze šedých vod v obytných a veřejných budovách
- Téma 9: Návrh chladicího okruhu a systému rekuperace tepla pro elektrolyzér na výrobu vodíku
- Téma 10: Technicko-ekonomické posouzení modernizace tavicí pece na hliník: rekuperace tepla vs. elektrifikace
- Téma 11: Návrh výměníku tepla (reboileru) pro konkrétní průmyslovou aplikaci
Zajímavosti
Je možné přijmout více studentů, přičemž každý student řeší své individuální téma o příslušné složitosti. Témata jsou rozdělena do několika oblastí: (1) výměníky tepla, intenzifikace přestupu tepla a TPMS struktury, (2) nízkoemisní energetika a záchyt CO₂, (3) digitalizace a software, (4) akumulace a rekuperace energie, (5) udržitelné a obnovitelné zdroje energie a vodíkové technologie, (6) průmyslová energetika, simulace a hodnocení procesů, (7) bezpečnost a uspořádání výrobních procesů. Práce jsou orientovány na propojení teorie s inženýrskou praxí s využitím moderních výpočetních nástrojů (Python, Chemcad, DWSIM, AI). Studenti si také mohou přinést vlastní téma, které spadá do dané tematické oblasti řešení.
Snižování energetické náročnosti procesů
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Jednou z možností, jak v průmyslovém procesu uspořit významné množství energie, je užití vhodného systému výměny tepla. Namísto ohřevu a chlazení procesních proudů pomocí externích zdrojů je tedy pomocí zmíněného systému teplo z horkých proudů, které potřebujeme ochladit, předáváno chladným proudům, které je naopak nutné ohřát. Návrh systému výměny tepla (tedy zjištění, jak horké a chladné proudy vhodně „propojit“) je v dnešní době v naprosté většině případů prováděn pomocí specializovaných softwarů. Může přitom jít jak o komerčně dostupné softwarové balíky, tak o jednoúčelové softwary vyvíjené na míru konkrétním procesům či zařízením.
Význam řešené problematiky:
Snižování energetické náročnosti procesů úzce souvisí se dvěma důležitými environmentálními faktory: klesající dostupností fosilních paliv a obecnou snahou omezovat spotřebu takových paliv s ohledem na nutnou minimalizaci produkce emisí skleníkových plynů a dalších znečišťujících látek. Zmíněná problematika se přitom týká nejen návrhu nových systémů a zařízení, ale také úprav stávajících celků či aparátů za účelem snížení provozních nákladů či dodržení zpřísňujících se emisních limitů.
Cíle, kterých má být dosaženo:
V rámci tématu si můžete dle svých preferencí zvolit ze tří možných zaměření, která jsou uvedena níže. Pokud vás některé z uvedených zaměření láká, kontaktujte vedoucího práce, který vám poskytne bližší informace a po diskusi s vámi upřesní náplň a cíle bakalářské práce.
- Zaměření 1: Snížení energetické náročnosti procesu úpravou systému výměny tepla
- Zaměření 2: Snížení chyby při výpočtu středního logaritmického teplotního rozdílu
- Zaměření 3: Fyzikální vlastnosti vybraných pracovních látek
Zajímavosti:
Ekonomický přínos vhodně provedeného návrhu či úpravy systému výměny tepla může u větších průmyslových procesů snadno dosáhnout desetitisíců až statisíců USD ročně. V simulačních výpočtech je však nutné užívat vhodné vztahy pro fyzikální vlastnosti pracovních látek apod., jinak hrozí, že získané výsledky budou zatíženy nezanedbatelnou chybou.
Snižování emisí CO2 v cementárně
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jiří Vondál, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Výroba cementu patří k energeticky náročným procesům, u kterých není možné se vyhnout vzniku CO2. Vzhledem k evropské vizi o bezemisních provozech bude potřeba nasadit nové technologie, které umožní snížení či případnou eliminaci vzniku CO2. Cílem práce bude provést rešerši mezi dostupnými metodami předcházení vzniku CO2 a v případě vzniku k jeho následnému odstraňování ze spalin a dalšímu přepracování, nebo ukládání. Studovány budou existující příklady ze světa a návrh možné implementace na cementárny v ČR.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Provést rešerši v oblasti předcházení vzniku CO2 při spalování
- Provést rešerši na možnosti odstraňování CO2 ze spalin
- Popsat možné způsoby dalšího nakládání se zachyceným CO2
Zajímavosti:
Cementárny jsou zodpovědné za cca 5 % světové produkce CO2. Zásadním sledovaným parametrem je energetická náročnost a množství vyprodukovaného CO2 na tunu vyrobeného cementu. Emise vznikající ze spalování biomasy se nepočítají do celkových emisí a není nutné je zohledňovat při nákupu emisních povolenek.
Softwarové modelování a simulace
TÉMATICKÝ OKRUH
Moderní metody modelování proudění tekutin
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Virtuální prototypování, tedy proces, při kterém jsou navrhované produkty modelovány a různě testovány pomocí virtuálních experimentů prováděných na počítačích, je dnes nedílnou součástí návrhového procesu. Oproti klasickému testování fyzických prototypů se tak totiž celý návrhový proces výrazně zrychlí a zlevní. Navíc jsme schopni získat mnohem komplexnější obraz toho, co se v daném aparátu děje. Jedním z klíčových nástrojů přitom zde je výpočtová dynamika tekutin (Computational Fluid Dynamics, CFD), pomocí které lze simulovat širokou škálu fyzikálních jevů – mimo jiné také proudění tekutin a přenos tepla.
Význam řešené problematiky:
Znalost skutečného charakteru proudění tekutin uvnitř zařízení (typicky těch průmyslových na výměnu tepla) je z pohledu spolehlivosti klíčová. Umožňuje totiž provozovateli předvídat případné nestandardní stavy – například deformace či jiné mechanické poškozování částí zařízení, usazování nečistot z procesních proudů na vnitřních površích a podobně. Toto platí jak při návrhu nových zařízení, kdy jsou potenciálně problematická provedení rovnou zavržena jako nevhodná, tak při analýzách již existujících aparátů, u kterých jsou zjišťovány příčiny provozních potíží a jsou prováděna odpovídající nápravná opatření tak, aby ke zmíněným potížím již nedocházelo.
Cíle, kterých má být dosaženo
V rámci tématu si můžete dle svých preferencí zvolit ze dvou možných zaměření, která jsou uvedena níže. Pokud vás některé z uvedených zaměření láká, kontaktujte vedoucího práce, který vám poskytne bližší informace a po diskusi s vámi upřesní náplň a cíle bakalářské práce.
- Zaměření 1: Automatizovaná tvorba výpočetních sítí
- Zaměření 2: Proudění tekutin v T-kusech
Zajímavosti:
Dobře známé vizualizace proudnic z CFD simulací aerodynamiky letadel či automobilů jsou jen špičkou ledovce, jelikož v dnešní době se simulační softwary založené na CFD využívají například i při návrhu kuchyňských spotřebičů.
Analýza proudění tekutin v procesních zařízeních pomocí virtuálního experimentu
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Juřena, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Hlavní náplní práce budou simulace proudění tekutin jedním vybraným tvarovým prvkem v procesních zařízeních, jako jsou nízkoemisní hořák (prvkem je typicky clona na primárním spalovacím stupni, tryska hořáku), armatury a části potrubních tras (např. záklopka ventilu, obtoková větev). Simulace se budou provádět pomocí profesionálního software Ansys Fluent.
Význam řešené problematiky:
Inovace stávajících výrobků jsou jednou z hlavních cest pro udržení konkurenceschopnosti výrobců. Simulační výpočty proudění jsou nástrojem pro analýzu stávající konstrukce průmyslových zařízení a umožňují detailní posouzení nových řešení. Při analýze proudění tvarovými prvky se typicky jedná o určení ztrátových součinitelů a následnou optimalizaci prvku z hlediska tlakových ztrát.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Popis funkce tvarového prvku
- Tvorba geometrie a výpočtové sítě pro simulaci proudění tvarovým prvkem
- Simulace proudění pro různé provozní podmínky
- Vyhodnocení simulací a interpretace výsledků z pohledu funkce a případné optimalizace prvku
Zajímavosti:
Zmíněné příklady tvarových prvků byly (a některé i nadále jsou) předmětem spolupráce s průmyslovou sférou (např. společnosti PBS, DAKO-CZ, IMI CCI). Výběr však není těmito prvky omezen. Finální zadání práce bude formulováno na základě výběru konkrétního tvarového prvku dle společné domluvy s vedoucím práce. Na téma lze dále navázat v rámci diplomové práce.
Modelování proudění tryskami nízkoemisního hořáku
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Juřena, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Hlavní náplní práce bude analýza proudění plynného paliva tryskami sekundárního stupně nízkoemisního hořáku s využitím CFD modelování. Především půjde o srovnání konvenční trysky s tryskami se speciálními geometrickými úpravami jednak z hlediska účinnosti přeměny tlakové energie na kinetickou při proudění tryskami, tak i z hlediska chování proudění za výstupem z trysky. Simulace budou prováděny s použitím profesionálního software Ansys Fluent (předchozí znalost práce není podmínkou, vedoucí práce poskytne rychlokurz základů CFD modelování).
Význam řešené problematiky:
Tvar trysek, dimenzování, umístění, jejich počet jsou důležité parametry, které je třeba zohlednit při návrhu hořáku. Významně ovlivňují spalovací proces z hlediska mísení paliva s okysličovadlem, hrají důležitou roli při potlačování emisí škodlivých látek a v neposlední řadě mají vliv i na ekonomiku provozu hořáku.
Cíle, kterých má být dosaženo:
1) Rešeršní část – stručný úvod do problematiky s důrazem na vliv parametrů trysek na funkci hořáku.
2) Praktická část – tvorba CFD modelů trysek, provedení výpočtů a vyhodnocení včetně diskuse a závěrů
Zajímavosti:
Téma práce souvisí s dlouhodobě prováděným výzkumem nízkoemisních hořáků ve spolupráci s průmyslovou sférou. Pro bližší informace neváhejte kontaktovat vedoucího práce.
Výroba vodíku pro využití v energetice
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jiří Vondál, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Práce je vhodná pro uchazeče, který se zajímá o nové trendy v alternativních zdrojích energie a zároveň má zájem se naučit využívat moderní výpočetní a simulační nástroje.
Význam řešené problematiky
Velcí producenti emisí jsou nuceni se poohlížet po nových způsobech, jak snížit emise CO2. Jedním ze způsobů je náhrada stávajících uhlíkových paliv za vodík. Takováto náhrada sebou však přináší celou řadu problémů a úskalí, které bude potřeba vyřešit. Cílem práce bude zmapovat dosavadní poznatky pro výrobu vodíku. Zaměření bude cílit především na propojení výroby a obnovitelných zdrojů energie a naplnění požadavků energeticky náročných procesů.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Provést rešerši v oblasti výroby vodíku
- Určit a popsat potřebné kapacity pro dostatečnou výrobu vodíku pro oblast výroby cementu
- Popsat úskalí a potenciál nasazení vodíku v průmyslových procesech
Zajímavosti:
Vodík (120 MJ/kg) má výrazně vyšší výhřevnost oproti metanu (50 MJ/kg) při vztažení na 1 kg, ale při vztažení na 1 m3 má vodík (10 MJ/m3) naopak výhřevnost výrazně nižší oproti metanu (34 MJ/m3).
Doprava tuhých alternativních paliv v cementárnách
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jiří Vondál, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Výroba cementu patří k energeticky náročným procesům. Vzhledem k současné legislativě a ke snižování použití neobnovitelných fosilních paliv je trendem využívat co nejvíce tuhých alternativních paliv. Tato paliva však mají svá specifika vzhledem k jejich skladování a dopravě ze zásobníku do hořáku. Důležité je nejen dopravované množství paliva, ale především jeho rovnoměrnost a dobrá škálovatelnost pro široký rozsah dopravovaného množství.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Provést rešerši v oblasti dopravy tuhých alternativních paliv
- Popsat fyzikální chování částic v proudu vzduchu
- Zhodnotit možnosti numerických simulací popisovat chování částic paliva v proudu vzduchu
Zajímavosti:
V současné době je v ČR využíváno v cementárnách jako zdroj energie až 80 % alternativních paliv, čímž se podařilo nahradit velké množství neobnovitelných fosilních paliv. Cementárny dále pracují na navýšení tohoto množství především z ekonomických důvodů.
Experimenty v procesním průmyslu
TÉMATICKÝ OKRUH
Aplikace 3D tisku v procesním inženýrství
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Dominika Babička Fialová, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Práce se zabývá využitím dílů vyrobených 3D tiskem v procesních zařízeních. Pozornost je upřena především na posouzení efektivního využití 3D tisku pro úpravu toku pracovních látek v zařízeních na výměnu tepla. Základní aktuálně nabízená témata, na něž může být práce zaměřena, jsou uvedena níže v odstavci „Cíle, kterých má být dosaženo“ a umožňují zpracovat jak rešeršní práci, tak i práci zaměřenou prakticky na modelování nebo experimenty s aditivně vyrobenými prototypy. Konkrétní zaměření a charakter práce lze tedy přizpůsobit podle vlastní preference studenta. Pokud máte zájem zpracovat práci z nabízené oblasti, kontaktujte vedoucí práce pro individuální výběr svého tématu.
Význam řešené problematiky:
Díky optimálnímu tvaru distribučního systému uvnitř výměníků tepla lze zefektivnit jejich provoz, což se pojí nejen se snížením spotřeby primárních zdrojů, ale i s využitím odpadních proudů a rekuperací odpadního tepla. Nové výrobní technologie rozšiřují oblasti aplikace výměníků tepla díky možnému přizpůsobení geometrie na míru dostupnému prostoru a podmínkám. Zároveň je zde řada otázek, které je nezbytné vyřešit pro skutečně efektivní přenos tepla a úsporný provoz zařízení. Klíčové pro posouzení nového výměníku tepla jsou pak v neposlední řadě i dopady jeho provozování na životní prostředí.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Téma 1: Efektivní metody úpravy toku v procesních a energetických zařízeních
- Téma 2: Vliv tvaru hlavní komory na funkci distributoru v procesních a energetických zařízeních
- Téma 3: Posouzení funkčnosti aditivně vyrobeného distribučního systému
- Téma 4: Srovnání různých přístupů CFD modelování proudění v distribučních systémech
- Téma 5: Experimentální ověření predikce tlakových ztrát v distribučním systému
- Téma 6: 3D struktury a jejich vlastnosti z hlediska proudění a přenosu tepla
Zajímavosti:
V rámci studia a tvorby závěrečné práce se můžete zapojit do vývoje tvarových prvků pro úpravu toku pracovních látek v zařízeních na výměnu tepla.
Každé z témat je vhodné pro bakalářskou práci, později lze navázat také rozšířením úlohy v rámci diplomové práce.
Činnosti spojené s návrhem zařízení pro efektivní nakládání s tepelnou energií lze využít nejen v navazujícím studiu, ale i v samotném profesním uplatnění v oblasti procesního a energetického průmyslu.
Termické solární kolektory pro procesní průmysl
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Dominika Babička Fialová, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Práce se zabývá zefektivněním trubkových solárních kolektorů, které mohou sloužit k ohřevu vody či vzduchu. Následně lze ohřátou pracovní látku využít v řadě aplikací nejen procesního průmyslu (od podpory vytápění teplou vodou po sušení zemědělských produktů), ale i v „domácích podmínkách“. Pozornost je upřena především na posouzení různých prvků pro úpravu toku pracovních látek v zařízeních na výměnu tepla. Základní aktuálně nabízená témata, na něž může být práce zaměřena, jsou uvedena níže v odstavci „Cíle, kterých má být dosaženo“ a umožňují zpracovat rešeršní práci i práci zaměřenou prakticky na modelování nebo experimenty v laboratořích ÚPI. Konkrétní zaměření a charakter práce lze tedy přizpůsobit podle vlastní preference studenta. Pokud máte zájem zpracovat práci z nabízené oblasti, kontaktujte vedoucí práce pro individuální výběr svého tématu.
Význam řešené problematiky:
Neustálý tlak na snižování energetické spotřeby zvyšuje nároky na úspornost a efektivitu zařízení ve všech odvětvích průmyslu. S tímto se pojí také snaha o vyšší a lepší využití obnovitelných zdrojů energie. Díky optimálnímu tvaru distribučního systému uvnitř termických solárních kolektorů lze zefektivnit jejich funkci, lépe využít obnovitelné zdroje energie či snížit provozní náklady spojené s nezbytnými čerpadly a ventilátory. V konečném důsledku tak lze skrze malé změny významně snížit dopady na životní prostředí u celého provozu.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Téma 1: Metody úpravy toku v termických solárních kolektorech a jejich dopad na přenos tepla
- Téma 2: Vliv tvaru hlavní komory na přenos tepla a proudění v termických solárních kolektorech
- Téma 3: Optimalizace provedení vestavby do distribučního systému
- Téma 4: Návrh termického solárního kolektoru pro sušení zemědělských produktů
Zajímavosti:
V rámci studia a přípravy závěrečné práce se můžete zapojit do vývoje tvarových prvků pro úpravu toku pracovních látek v zařízeních na výměnu tepla.
Každé z témat je vhodné jak pro bakalářskou práci, tak i pro diplomové práce.
Činnosti spojené s návrhem zařízení pro efektivní nakládání s tepelnou energií lze využít nejen v navazujícím studiu, ale i v samotném profesním uplatnění v oblasti procesního a energetického průmyslu.
Termická sanitace osiv zemědělských plodin
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Juřena, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Téma práce souvisí s hledáním optimálních podmínek tzv. termického ošetření semínek osiv, při němž dochází k účinné likvidaci patogenů na jejich povrchu (jako např. plísně) a zároveň není významně narušena klíčivost (tedy osivo je po ošetření schopno vyklíčit). Téma lze zaměřit jak výpočtově, tak experimentálně (viz „Cíle, kterých má být dosaženo“).
Význam řešené problematiky:
V duchu ekologického zemědělství se jeví ošetření osiv fyzikálními procesy jako perspektivní alternativa k současně hojně používanému chemickému moření. Existuje rozumný předpoklad, že zařízení fungující na principu termického zpracování podpoří diverzitu pěstovaných plodin. I v konvenčním zemědělství je totiž zaznamenán nedostatek účinných chemických látek pro sanitaci. V osevních postupech tak jsou málo zastoupeny plodiny s nižším výnosem, s vyšší náchylností k houbovým chorobám a ty, u nichž dobrá sklizeň výrazně závisí na průběhu počasí. Sanitace fyzikálními procesy by tak mohla umožnit zvýšení podílu zastoupení plodin, jako jsou např. luskoviny. Při návrhu zařízení pro termickou sanitaci se uplatňují jak experimentální metody, tak počítačové simulace.
Cíle, kterých má být dosaženo:
Dle preferencí lze vybrat jedno z následujících zaměření. Pro bližší informace neváhejte kontaktovat vedoucího práce.
Zaměření 1) Modelování ohřevu a chladnutí semínek zemědělských osiv při termické sanitaci
Zaměření 2) Analýza termické sanitace metodami plánovaného experimentu
Zajímavosti:
Téma práce souvisí s aktuálně řešeným projektem aplikovaného výzkumu ve spolupráci s Výzkumným ústavem pícnařským (VÚPT, Troubsko) a předním českým producentem osiv Seed Service (Vysoké Mýto).
Technologie míchání pro farmaceutický průmysl
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Vedoucí práce: Ing. Jiří Vondál, Ph.D.
Charakteristika tématu:
Práce je vhodná pro uchazeče, který se zajímá o nové trendy a pokročilé technologie pro míchání sypkých hmot, což má široké využití například pro farmaceutický průmysl.
Význam řešené problematiky
Míchací procesy jsou zásadním prvkem při výrobě celé řady výrobků od léčiv ve farmacii, přes chemickou výrobu až po výrobu stavebních hmot. Často mají zásadní vliv na kvalitu výsledného produktu a energetickou spotřeb výroby. Zároveň se jedná o časově náročný proces, který zásadně prodlužuje proces výroby.
Cíle, kterých má být dosaženo:
- Provést rešerši v oblasti hodnocení míchacích procesů
- Provést rešerši v oblasti využívaných míchacích nádob
- Připravit postup výpočtu pro hodnocení úrovně promíchání jak z reálných vzorků, tak i ze simulací
Zajímavosti:
V Dánsku má momentálně farmaceutická společnost Novo Nordisk větší hodnotu, než je HDP celé země. Toto ilustruje význam farmaceutické výroby v dnešním světě. Úspěšná výroba léků je samozřejmě důležitá součást celého procesu a míchání sypkých hmot je nedílnou součástí.