Studijní plán N401

Studijní plán - Chemické inženýrství a bioinženýrství (N401)

1.ročník

Zimní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M409001
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Studenti budou seznámeni s principem činnosti a inženýrským popisem jednotkových operací zaměřených na zpracování sypkých hmot a/nebo založených na nestacionárním principu operace (adsorpce, krystalizace). Nově bude zaveden koncept distribuce vlastností a aparát populačních bilancí pro jejich popis. Přednášky jsou vedeny v angličtině, cvičení a konzultace v češtině.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409008
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/5
KZ
4
Spolupráce na vybraném výzkumném projektu v rámci ÚCHI. Student si volí téma z aktuální nabídky na ústavu. Cílem předmětu je zapojení studentů do výzkumných projektů, postupný přechod od spolupráce na řešení dílčích výzkumných úkolů k samostatné vědecké práci, aktivní práce s odbornou literaturou (převážně cizojazyčnou) a prezentace získaných poznatků odborné veřejnosti.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409014
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět Mechanika tekutin navazuje na znalosti získané v předmětu Chemické inženýrství I a umožňuje studentům získat další teoretické a praktické znalosti o vlastnostech tekutin, rovnováze sil v tekutinách za klidu, o pohybu tekutin v silových polích a principech hydraulických strojů. Předmět je zaměřen inženýrsky a v rámci cvičení jsou řešeny praktické úlohy z mechaniky tekutin.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409015
P/C/L
Zakončení
Kredity
1/2/0
Z+Zk
4
Předmět se zabývá popisem transportu hmoty uvnitř jedné fáze a na fázovém rozhraní. Jedná se o transport hmoty ve vícesložkové směsi, molekulární difúzi, turbulentní difúzi a axiální disperzi. Dále je studována absorpce doprovázená chemickou reakcí a vlivu rychlosti reakce na režimy mezifázového transportu hmoty. Absolvent kurzu získá detailnější znalosti o fyzikálně-chemických procesech, které může uplatnit při výpočtech jednotkových operací v průmyslových výrobách. V návaznosti na Chemické inženýrství II hlouběji porozumí dějům při sdílení hmoty a získá schopnosti přesněji analyzovat děje, které určují rychlost/kapacitu průmyslových výrob.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M413007
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Předmět navazuje na znalosti studentů získané v bakalářském studiu. Jeho hlavní náplní je studium diferenciálních rovnic a jejich soustav, dynamických systémů (kvalitativní teorie), dále stručný úvod do vektorové analýzy a teorie parciálních diferenciálních rovnic. Nedílnou součástí předmětu je procvičení teoretických matematických vědomostí na konkrétních příkladech z chemického inženýrství s využitím moderního softwaru.
Detail předmětu

Povinně volitelné předměty programu 1, 2

Minimalní počet zapisovaných předmětů: 2

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M409002
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět je zaměřen na zvládnutí základů termodynamiky se zaměřením na stavové chování tekutin, termodynamické vlastnosti tekutin a teorii roztoků. Součástí předmětu je přehled základních metod pro odhad fyzikálních vlastností čistých látek i směsí. Probírané učivo tvoří teoretický základ pro další navazují předměty, jako např. Procesní inženýrství, Separační procesy nebo Bezpečnostní inženýrství. Cvičení jsou vedena na počítačích s použitím pokročilejšího softwaru (Maple, Matlab).
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409013
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Předmět je zaměřen na rozvíjení praktických schopností studentů při formulaci modelových rovnic různých chemicko-inženýrských problémů, jejich úpravě do tvaru vhodného pro řešení rovnicově-orientovaným programem a osvojení si praktických dovedností se simulacemi. Jako základní nástroj pro modelování je zvolen program MATLAB v základní verzi nebo odpovídající volně-dostupné programy pracující se stejnou syntaxí zápisu problémů.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409021
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/3/0
Z+Zk
4
Cílem předmětu je seznámit studenty s výhodami a specifiky práce v mikro a nano měřítku. Důraz bude kladen na popsání řídících dějů, které se v mnohém významně liší od těch pozorovaných v „makroskopickém“ životě. Dále bude nastíněna i) tvorba zařízení od návrhu po samotnou realizaci – design, optimalizace a technologie přípravy mikrozařízení, ii) možnosti aplikace mikrosystémů v praxi, iii) využití výpočetních nástrojů pro simulaci více-fázových systémů a povrchových jevů v mikro a nano světě.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M444003
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Náplní přednášek jsou vybrané partie z akustiky, impedanční spektroskopie, optické a elektronové mikroskopie, fyziky plazmatu, fotoniky a optoelektroniky. Dále jsou vysvětleny mechanismy vedení elektrického proudu v plynech, kapalinách a pevných látkách se speciálním zaměřením na organické látky a nanostruktury. Vedle fyzikálních principů jsou uvedeny aplikace, které jsou důležité pro přípravu chemického inženýra a inženýra zaměřeného na nanotechnologie. Úkolem seminářů je přiblížit probíranou látku formou výpočetních cvičení, měření laboratorních úloh, exkurzí do výzkumných pracovišť a řešením samostatného projektu.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M444004
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět je koncipován jako průřez základy procesního měření a řízení, se zaměřením na chemické, potravinářské a biotechnologické procesy. Přednášky jsou věnovány označování měřicích a řídicích obvodů v technologických schématech se zřetelem na návrh pomocí specializovaného software, způsobům měření a konstrukci snímačů procesních veličin (např. teploty, tlaku, průtoku, hladiny, koncentračních veličin, hmotnosti apod.) a jejich zapojením do průmyslových procesů. Dále je výklad orientován na matematické modely procesů, regulátory, regulační obvody a akční členy. Součástí předmětu jsou praktická cvičení, v nichž se studenti seznámí se softwarem pro sběr a zpracování dat a pomocí simulovaných výpočtů ověří nastavení a funkci regulátorů na modelu průmyslového procesu.
Detail předmětu
Letní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M409003
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Předmět by měl být pro posluchače pokračováním základního a nadstavbových kurzů chemického inženýrství se současnou aplikací vědomostí z matematiky, fyzikální chemie a některých dalších předmětů. Lze jej chápat jako úvod do procesního (chemického) inženýrství se zaměřením na nástroje, které se v tomto oboru využívají. Zejména se jedná o systémové inženýrství jako obecnou metodiku řešení různých úloh týkajících se velkých komplexních systémů. Hlavním probíraným nástrojem jsou simulační metody, které si posluchači osvojí i prakticky při práci se špičkovými simulačními programy. V dalších tématech se jedná o dílčí nástroje, jako jsou bilance, optimalizace a syntéza procesů. V závěru se prezentují i základní představy o procesním designu, jeho náplni, fázích při designu procesu a používaných nástrojích.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409005
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/5
KZ
4
V Semestrálním projektu CHIBIO II obvykle studenti pokračují v práci na tématu vybraném v Semestrálním projektu CHIBIO I, případně lze téma změnit po konzultaci s vedoucím nově vybrané práce. Cílem je rutinní zvládnutí dílčích úkolů při řešení konkrétního projektu, postupný přechod k samostatné tvůrčí práci a prezentace získaných poznatků odborné veřejnosti.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409016
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět je zaměřen na popis a analýzu mechanizmů sdílení tepla v různých typech chemicko-inženýrských systémů. V první části předmětu je probírána teorie sdílení tepla vedením a jsou řešeny praktické úlohy spojené se sdílením tepla v rovinných, válcových nebo žebrovaných tělesech. Dále je předmět zaměřen na popis mechanizmu sdílení tepla prouděním a na praktické úlohy ze sdílení tepla při proudění v potrubích, při obtékání těles a při volné konvekci. Probírán je též úvod do sdílení tepla sáláním.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409018
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Náplní předmětu je inženýrský popis základních typů chemických reaktorů (tj. vsádkový, polovsádkový, průtočný, trubkový) včetně vybraných moderních zařízení (fotochemické reaktory a bioreaktory, membránové reaktory, mikroreaktory). Tento popis zahrnuje materiálové a entalpické bilance pro daný typ reaktoru, rovnováhu a kinetiku reakce včetně diskuze reakčního mechanismu, adsorpci reaktantů na povrchu katalyzátoru a transport hmoty v porézní částici katalyzátoru, polymerační reakce. Předmět navazuje na znalosti získané v předmětech Chemické inženýrství a Fyzikální chemie.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M453001
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/0
Z
3
Odborná praxe zahrnuje celkem čtyři týdny. Předmět je zaměřen na doplnění odborných znalostí, na rozvoj praktických odborných dovedností a zkušeností a na získání všeobecného přehledu o výrobní a výzkumné praxi. Student absolvuje v celkovém souhrnu minimálně tří týdny praktické výchovy ve výrobní nebo obchodní společnosti, výzkumné nebo zkušební instituci popř. v orgánu státní správy na odborné pozici, která odpovídá jeho studijnímu zaměření. Součástí předmětu je rovněž exkurze v celkovém souhrnu jednoho týdne, která v širší míře doplňuje praktickou výchovu s cílem získání všeobecného přehledu o výrobní, obchodní, vývojové a výzkumné praxi.
Detail předmětu

Povinně volitelné předměty programu 3

Minimalní počet zapisovaných předmětů: 1

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M409019
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
V rámci předmětu jsou probírány metody návrhů průmyslových výměníků hmoty a zařízení, v nichž je mezifázový přenos hmoty rychlost určujícím dějem. Jedná se o extrakční, absorpční a rektifikační kolony, fermentory, míchané probublávané reaktory, ejektorové kolony atd. tedy velkokapacitní výrobní a separační zařízení, bez nichž je průmyslová produkce nemyslitelná. Předmět syntetizuje znalosti získané v rámci chemického inženýrství, kursů přenosových jevů a modelování procesů. Používá se v něm také dat a metodik získaných v rámci vědecké činnosti ústavu a příklady vycházející i ze skutečných problémů řešených ústavem v průmyslové sféře.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409024
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
V rámci předmětu je přednesen inženýrský, fyzikální a biologický základ vybraných problémů souvisejících s transportem a vzájemnými interakcemi biologických molekul, buněk a tkání. Předmět je rozčleněn na čtyři základní části podle typu studované problematiky: (i) difúzní transport, (ii) difúzního transportu kombinovaný s povrchovými a objemovými reakcemi, (iii) kombinovaný difúzně-konvektivní transport a (iv) interakce biologických systémů s elektrickými poli. V rámci přednášek jsou studenti seznámeni s potřebným matematickým, fyzikálním a biologickým základem. Na cvičeních pak budou řešeny pomocí analytických technik a numerických řešičů matematické modely nejrůznějších biologických reakčně-transportních systémů. Hlavním cílem vytvářeného předmětu je naučit studenty inženýrskému přístupu k řešení praktických problémů souvisejících s vývojovými procesy v organizmu, reakcemi organizmu na vnější stimul, dávkováním léčiv a jejich pronikání do tkání nebo patologickými stavy organizmu.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M413006
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Předmět je zaměřen na schopnost formulace nelineárních dynamických modelů ve tvaru soustav obyčejných diferenciálních rovnic. Kontinuace rovnovážných stavů v závislosti na parametru, tvorba diagramu řešení, tvorba bifurkačního diagramu a jeho interpretace. Bifurkace rovnovážných stavů, Hopfova bifurkace. Kontinuace a bifurkace periodických řešení v závislosti na parametru. Řešeny vybrané chemicko-inženýrské a fyzikální problémy.
Detail předmětu

Povinně volitelné předměty programu 4

Minimalní počet zapisovaných předmětů: 1

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M409011
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Studenti se seznámí s vybranými technologiemi z oblasti chemického průmyslu a zpracování ropy. U těchto technologií jsou seznámeni s principem výroby, s technologickým uspořádáním strojů a aparátů včetně popisu stěžejních aparátů. Součástí popisu těchto technologií je i jejich vliv na znečišťování životního prostředí včetně používaných metod k minimalizaci těchto vlivů.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409017
P/C/L
Zakončení
Kredity
3/1/0
Z+Zk
5
Předmět je zaměřen na seznámení studentů s vybranými typy aparátů a zařízení vyskytujících se v chemickém a příbuzném průmyslu. Jedná se o prakticky zaměřený předmět zabývající se základním konstrukčním provedením, provozováním a údržbou aparátů a zařízení. Studentům budou prezentovány principiální schémata a uspořádání aparátů a zařízení doplněné vždy o konkrétní příklady jejich konstrukčního provedení ve formě výkresové a technické dokumentace včetně ukázek z průmyslových instalací. Předmět navazuje na teoretické základy získané v předmětu Chemické inženýrství.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409023
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Energetika je jedním z hlavních směrů rozvoje chemického inženýrství, v oblasti jsou pracovní místa a vzniká řada nových aplikací. Cílem je rozšíření obzorů studentů v oblasti aktuálně řešených společenských problémů, protože v jiných předmětech na ústavu se tato aktuální témata nevyskytují. Dalším cílem jsou ilustrace úspěšných a neúspěšných inženýrských řešení či inovací konkrétních produktů s vysokou přidanou hodnotou. Většina konceptů je analyzována z pohledu jejich životaschopnosti a dalších ekonomických či jiných benefitů.
Detail předmětu

2.ročník

Zimní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M409006
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/8
KZ
5
Náplní předmětu je samostatná odborná práce na vybraném výzkumném projektu na Ústavu chemického inženýrství. Téma si volí student z aktuální nabídky ústavu, obvykle v práci na tomtéž tématu pokračuje i během řešení diplomové práce. Cílem předmětu je hlouběji zapojit studenty do výzkumné činnosti ústavu, seznámit je se zásadami vědecké práce, metodami získávání a zpracování dat a se způsoby prezentace výsledků odborné činnosti.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409007
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/8/0
KZ
7
Studenti řeší v předmětu "Procesní projekt" v typicky čtyřčlenných skupinách reálné průmyslové problémy pod vedením pracovníků, kteří byli v minulosti jejich skutečnými řešiteli, často ve spolupráci se zadavateli problémů z průmyslu. Předmět slouží jako prověrka schopností studentů řešit na základě syntézy dosud nabytých vědomostí praktické průmyslové problémy. Náplň projektů je různorodá od konceptuálního designu celých technologií po trouble-shooting jednotlivých zařízení. Součástí práce na projektu může být laboratorní práce. V cizině je obdobou předmětu kurs s názvem „Design“ a je obvykle chápán jako důležitý závěrečný předmět; protipól diplomové práce, která prověřuje vědecké schopnosti uchazeče. Předmět je vyučován především konzultačně se dvěma prezentacemi průběžných výsledků v průběhu semestru a závěrečnou obhajobou.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409009
P/C/L
Zakončení
Kredity
1/1/0
Z+Zk
3
Předmět je zaměřen na pochopení základů bezpečnosti (nejen) v chemickém průmyslu, že nevhodná změna postupu může vést k havárii/požáru se závažnými následky. Studenti budou seznámeni se základy bezpečnostního a požárního inženýrství, s metodami hodnocení rizik, dynamiky požáru, prevencí proti závažným haváriím/požárům. Dále by měli zjistit, že některé hodnoty není potřeba spočítat přesně, ale že často stačí i přibližný výsledek, ze kterého vyplyne, že nebezpečí hrozí nebo nehrozí. Na konkrétních příkladech jsou demonstrovány příčiny vzniku událostí. Tento předmět ze studentů nevytvoří bezpečnostní odborníky, ale získají základní znalosti a budou vědět, že každý zásah do výroby je potřeba promyslet ze všech stran včetně vlivu na bezpečnost.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409010
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
Předmět vychází z chemicko-inženýrských znalostí studenta a zprostředkuje jejich aplikaci v oblasti bioinženýrství. Základní principy a postupy zahrnující bilance hmoty a energie, transportní procesy a reakční kinetiku jsou syntetizovány za účelem kvantitativního popisu procesů používaných v biotechnologiích. Zvláštní zřetel je brán na reakčně-transportní procesy v enzymových reaktorech a reaktorech s živými kulturami mikroorganismů.
Detail předmětu

Povinně volitelné předměty programu 5, 6

Minimalní počet zapisovaných předmětů: 2

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M409004
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/1/0
Z+Zk
4
V rámci předmětu jsou probírány tradiční i moderní metody používané pro získávání biotechnologických produktů. Studenti jsou seznámeni s povahou biotechnologických produktů a typickou sekvencí separačních a purifikačních kroků vedoucích ke konečné formě produktů. V přednáškách jsou probírány jednotlivé separační operace včetně typických zařízení a matematického popisu procesů. V rámci cvičení studenti řeší pomocí výpočetní techniky úlohy, se kterými se mohou setkat v praxi při získávání biotechnologických produktů.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409012
P/C/L
Zakončení
Kredity
1/2/0
Z+Zk
4
Předmět je určen jako pokračování "Procesního a systémového inženýrství" se zaměřením hlavně na oblast procesního designu. Posluchači získají představu o úkolech, tudíž i typech, procesního designu, metodice, informačních zdrojích, nástrojích a řízení projektu procesního designu. Další část probírané látky se týká návrhů typických součástí procesu - hlavně reakčního a separačního uzlu. Samostatná část je zaměřena na tepelné výměníky a jejich využití při integraci tepla. Ekonomické vyhodnocení při designu procesu je prezentováno jako důležitý úkol procesního inženýra, podobně jako posouzení bezpečnosti a spolehlivosti procesů a jejich vlivu na životní prostředí.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409020
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Předmět "Průmyslové reaktory" navazuje na "Inženýrství chemických reaktorů" a zaměřuje se na praktické aplikace chemických reaktorů v průmyslově významných procesech a největších komoditních výrobách. Kromě technologických aspektů je kladen důraz i na modelování procesů a počítačové simulace.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M409025
P/C/L
Zakončení
Kredity
3/2/0
Z+Zk
6
Cílem předmětu je pochopení podstaty transportních procesů a procesů utváření nano-/mikro-struktury v mikro-světě. Předmět vymezuje platnost konstitutivních rovnic platných v makro-světě a vysvětluje pokročilé koncepty transportu. Přednášky jsou rozděleny do čtyř bloků: (i) mikro-transport tepla, (ii) částicové systémy a transport hmoty, (iii) povrchové napětí a transport, (iv) utváření morfologie. Značný důraz je věnován cvičením (v MATLABu), kde jsou vždy dvě po sobě jdoucí cvičení organizována na stejné téma. Cílem cvičení je studenty seznámit s aplikací vybraných konceptů modelování na meso-měřítku, například: DEM (metoda diskrétních elementů), DPD (disipativní částicová dynamika), Lattice-Boltmann, Ray-Tracing techniky simulace transportu tepla, Cahn-Hilliardovy termodynamicky konzistentní modely, Brownian Dynamics, Stokesian Dynamics atd. Tyto pokročilé techniky jsou demonstrovány na jednoduchých příkladech (první ze dvojice cvičení) a poté studenty samostatně či pod dohledem pedagoga aplikovány na složitější problémy (na druhém ze dvojice cvičení). Cvičení tak nejsou opakováním modelování na úrovni kontinua a úroveň obtížnosti je nastavena tak, aby byl předmět zvládnutelný kýmkoliv a nejen specialisty na modelování.
Detail předmětu
KÓD
Název předmětu
M413005
P/C/L
Zakončení
Kredity
2/2/0
Z+Zk
5
Předmět je zaměřen na schopnost formulace optimalizační úlohy založené na matematickém modelu procesu. Jsou probrány metody klasické analýzy pro určení extrému s vazbami i omezeními. Jsou prezentovány základní metody lineárního i nelineárního programování, dynamického programování i vektorové optimalizace. Postupy jsou demonstrovány na inženýrských příkladech.
Detail předmětu
Letní semestr

Povinné předměty programu

KÓD
Název předmětu
P/C/L
Zakončení
Kredity
KÓD
Název předmětu
M963001
P/C/L
Zakončení
Kredity
0/0/30
Z
30
Cílem diplomové práce je prokázat schopnost studentů samostatně vyřešit zadané téma práce, popsat metody a výsledky řešení, kriticky zhodnotit a diskutovat získané výsledky, formulovat nejdůležitější závěry. Práce typicky sestává z literární části, v níž student vypracuje literární rešerši z odborné, převážně cizojazyčné literatury , při níž si rozšíří teoretické znalosti v oblasti tématu diplomové práce, a části praktické. Praktická část má experimentální nebo výpočetní charakter a vyžaduje aktivní aplikaci znalostí a dovedností získaných v předchozím studiu a poznatků získaných v literární části k tomu, aby byly získány původní výsledky. Součástí práce musí být přehledná a adekvátní prezentace dosažených výsledků, jejich kritické zhodnocení a diskuse v kontextu současného stavu poznání, prezentovaného v literární části, a formulace závěrů, dokumentujících splnění cílů práce.
Detail předmětu