Návrhy bakalárských projekov na školský rok 2022/2023
Návrh reaktora pre simultánnu výrobu vodíka a zachytávanie oxidu uhličitého
Ing. Ján Janošovský, PhD.
Anotácia: Študent zostaví matematický model SE-SMR (z angl. sorption-enhanced steam methane reforming) reaktora na výrobu vodíka v modelovacom prostredí softvéru MATLAB. Model bude zohľadňovať reakčnú kinetiku aj mechanizmus prestupu látky. Údaje študent získa literárnou rešeršou, najmä anglickej vedeckej literatúry. Pomocou verifikácie modelu a simulácie procesu určí hlavné prevádzkové parametre reaktora a porovná modelovaný reaktor s klasickým procesom parného reformingu z pohľadu efektivity výroby (konverzia metánu, čistota vodíka), investičných a prevádzkových nákladov, a environmentálnej záťaže.
Bakalársky projekt je súčasťou aktivít podporených projektom APVV „Viacúrovňová intenzifikácia chemických procesov a priemyselných klastrov“.
Prevádzková optimalizácia procesov výroby elektrickej energie v Elektrárni Nováky
Doc Ing. Miroslav Variny, PhD.
Práca je určená pre: Patrik Michálek, bude vypracovaná v súčinnosti so Slovenské elektrárne, a.s. Presnejšie zameranie práce bude k dispozícii koncom leta.
Potenciál elektrifikácie výrobných procesov v rafinérii
Doc Ing. Miroslav Variny, PhD.
Presnejšie zameranie práce bude k dispozícii koncom leta. Okruh študentov pre ktorých práca bude ponúknutá je determinovaný výsledkom skúšky z Energetického inžinierstva.
Použitie iónových kvapalín pri separácii prírodných produktov
Doc Ing. Pavol Steltenpohl, PhD
Výhody použitia iónových kvapalín v separačných procesoch sú nesporné. V porovnaní s tradičnými rozpúšťadlami sú najväčšími pozitívami variabilita zloženia iónových kvapalín, s ktorou súvisí možnosť nastavenia ich vlastností, a ich minimálna prchavosť umožňujúca jednoduchú regeneráciu tohto typu extrakčných rozpúšťadiel.
Cieľom tohto projektu je návrh jednotky na separáciu prírodných látok pomocou iónových kvapalín. Súčasťou konceptu separačnej jednotky je tiež regenerácia použitého rozpúšťadla. Na tento účel musí študent zvládnuť simuláciu trojzložkovej fázovej rovnováhy na základe literárnych údajov a jej použitie v matematickom modeli separačného zariadenia. Záver práce predstavuje výpočet vybraných investičných a prevádzkových nákladov na vybudovanie navrhnutej separačnej jednotky.
Use of ionic liquids in the separation of natural products
Doc Ing. Pavol Steltenpohl, PhD
The advantages of using ionic liquids in separation processes are indisputable. Compared to traditional solvents, the biggest positives are the variability of the ionic liquids composition that is associated with the possibility of adjusting their properties, and their minimal volatility, which allows easy regeneration of this type of extraction solvents.
The aim of this project is to design a unit for the separation of natural substances using ionic liquids. The concept of the separation unit also includes the solvent regeneration. For this purpose, the student must be able to simulate a three-component phase equilibrium based on literature data and its use in a mathematical model of a separation device. One of the work goals is the calculation of selected investment and operating costs of the proposed separation unit.
Výroba formaldehydu oxidačnou dehydrogenáciou metanolu
Doc. Ing. Ján Stopka, PhD.
Cieľom bude návrh celkovej technológie výroby formaldehydu oxidáciou metanolu. s následným zameraním sa na návrh vybraných uzlov pre produkciu 20 000 kg.h-1 formalínu. Úlohou bude návrh výmenníka tepla na rýchle ochladenie reakčných plynov, z ktorých sa zachytením formaldehydu do vody v náplňovej absorpčnej kolóne získa žiadaný produkt – formalín.
Návrh reaktora na hydrochlorináciu acetylénu
Doc. Ing. Juraj Labovský, PhD.
Cieľom projektu bude navrhnutie rozmerov a prevádzkových parametre reaktora určeného na hydrochlorináciu acetylénu s cieľom dosiahnuť maximálnu konverziu a selektivitu. Hydrochlorinácia acetylénu je jednou z priemyselných metód na výrobu vinylchloridu, ktorý sa následne využíva na výrobu polyvinylchloridu. Pri návrhu reaktora bude potrebne analyzovať deaktiváciu katalyzátora v závislosti od teplotných, koncentračných a tlakových profilov v reaktore.
Separácia azeotropickej zmesi etanol–voda v prítomnosti iónovej kvapaliny
Separation of the ethanol-water azeotropic mixture in the presence of an ionic liquid
Doc. Ing. Elena Graczová, PhD.
Cieľom bakalárskej práce je navrhnúť separáciu modelovej azeotropickej zmesi alkohol – voda pomocou iónovej kvapaliny ako extrakčného rozpúšťadla. Daný proces rozobrať po stránke technologickej, materiálovej, termodynamickej a ekonomickej a porovnať so zaužívaným separačným procesom v ktorom je použité komerčné organické rozpúšťadlo.
V experimentálnej časti bakalár môže namerať VLE údaje (varné krivky) dvojzložkových subsystémov: etanol – iónová kvapalina a voda – iónová kvapalina. Získané experimentálne výsledky použiť v návrhom výpočte separačného procesu.
Technológia výroby laktónov.
Ing. Illeová, PhD.
Práca sa zaoberá viackrokovou katalytickou produkciou laktónov, látok s vysokou pridanou hodnotou ktoré sa používajú v medicíne. Cieľom bakalárskeho projektu je návrh technológie výroby laktónov pomocou celobunkového katalyzátora. V prvej etape projektu, sa na základe stechiometrie procesu zostaví materiálová a entalpická bilancia procesu , bude sa vyšetrovať mikrobiálna kinetika rastu buniek a pozornosť sa bude venovať aj prestupu kyslíka. Zámerom tejto časti je získať bunky- katalyzátor s čo najvyššou špecifickou aktivitou. Cieľom druhej etapy je vyšetrovanie kinetiky reakcie v reaktore s voľnými bunkami. Bude sa optimalizovať koncentrácia substrátu , katalyzátora a kyslíka tak aby sa získal maximálny merný výkon.
Výroba esterov kyseliny octovej
Doc. Ing. Zuzana Labovská, PhD.
Práca je zameraná na matematické modelovanie výroby etylester kyseliny octovej v rôznych typoch reaktorov s následnou separáciou produktov. Cieľ práce sú orientované na optimalizáciu operačných parametrov na dosiahnutie vysokej konverzie reaktantov a čistoty produktov.
Návrh jednotky na adsorpčné sušenie zemného plynu
Prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc.
Cieľom projektu je návrh systému adsorpčných kolón na sušenie zemného plynu adsorpciou. Navrhnúť spôsob regenerácie adsorbenta po desorpcii, pracovných cyklov adsorpčných kolón. Študent bude riešiť úlohu pomocou vlastných programov v programe MATLAB.
Návrh bioreaktora na produkciu kyseliny maslovej
Doc. Ing. Pavel Ačai, PhD.
Témou bakalárskej práce je návrh bioreaktora na produkciu kyseliny maslovej.
Prepojením znalostí o mikrobiálnych a fyzikálnych procesov sa zostaví matematický model pozostávajúci z materálovej a energetickej bilancie.
Výroba modrého pigmentu kultiváciou mikrorias
Ing. Monika Antošová, PhD.
Bakalársky projekt je zameraný na návrhový výpočet zariadení na potrebných na výrobu fykocyanínu kultiváciou rias s následnou separáciou produktu. Na základe štúdia literatúry študent vyberie vhodný spôsob výroby a nájde údaje potrebné pre výpočet. Základom projektu sú materiálové a entalpické bilancie jednotlivých zariadení, návrh hlavných rozmerov kľúčových zariadení, prípadne ekonomická analýza.
Návrh reaktorovej jednotky na zvýšenie obsahu vodíka v uhlíkovo bohatom syntéznom plyne.
Prof. Ing. Ľudovít Jelemenský, DrSc.
Water gas shift (WGS) sa tradične používa na výrobu vodíka zo syntézneho plynu, ktorý obsahuje CO a H2. Navrhnite reaktorovú jednotku, kde sa tento proces môže použiť na zvýšenie obsahu vodíka v syntéznom plyne so zložením 31.3 mol% CO, 27.37 mol% CO2, 40.2 mol% H2 a 0.8 mol% H2O. WGS reakcia je stredne exotermická a je limitovaná rovnováhou. Z tohto dôvodu WGS reakcie je limitovaná teplotou v reaktore a na dosiahnutie požadovanej konverzie sa používa zvyčajne dvojstupňový proces s medzi stupňovým chladením.
Matematické modelovanie membránovej kryštalizácie
Ing. Ivan Červeňanský, PhD.
Bakalárska práca sa bude venovať návrhovým výpočtom membránovej kryštalizácie, počas ktorej sa samotná membrána využíva na dosahovanie supersaturácie v pracovnom roztoku. Výpočet membránovej kryštalizácie integruje dokopy výpočty transportu látky cez membránu, entalpické bilancie a populačné bilancie na určenie veľkosti vznikajúcich kryštálov.
Návrh dvojreaktorového membránového hybridného systému na výrobu fenylacetaldehydu
Doc. Ing. Mário Mihaľ, PhD.
Fenylacetaldehyd je organická látka používaná pri syntéze prírodných aróm a polymérov. Okrem prírodných zdrojov je ju možné získať aj bakteriálnou oxidáciou 2-fenyletanolu. Pri výrobe chemických špecialít biotransformáciou pomocou mikroorganizmov dochádza často k inhibícii bioprodukcie vznikajúcim produktom. Riešením je odťah produktu preč z fermentačného média v priebehu procesu. Na tento účel je vhodné využiť separačné metódy založené na membránovej extrakcii s využitím ponorných alebo externých membránových modulov.
Cieľom bakalárskej práce je návrh hybridného systému na produkciu 500 kg/rok fenylacetaldehydu. Navrhovaný systém bude pozostávať z dvoch bioreaktorov s vnoreným alebo externým membránovým modulom. V prvom bioreaktore prebieha biotransformácia L-fenylalanínu na 2-fenyletanol, ktorý sa pomocou prvého extrakčného membránového modulu kontinuálne transportuje do druhého bioreaktora. V ňom sa pomocou baktérií oxiduje na fenylacetaldehyd. Keďže fenylacetaldehyd je toxický pre mikroorganizmy a zároveň je dobre rozpustný v organických rozpúšťadlách, pomocou druhého extrakčného membránového modulu sa bude z druhého bioreaktora kontinuálne odťahovať do zásobníka s extrahovadlom spojeným s regeneráciou extrahovadla destiláciou. Úloha je riešená v rámci projektu VEGA 1/0548/21.
Zhodnotenie energetickej účinnosti a návratnosti technológií pre naplnenie energetických noriem v novostavbách
Ing. Tomáš Kurák, PhD.
Trend sprísňovania energetických noriem na Slovensku súvisí s ochranou životného prostredia, šetrením zdrojov a je reakciou na celoeurópske sprísňovanie energetických noriem. Od 1.1.2021 sú kladené vysoké požiadavky na energetickú náročnosť novostavaných budov. Domy s nízkou spotrebou energie okrem kvalitného technického riešenia stavby využíva aj pokročilé technické zariadenia ako tepelné čerpadlá, rekuperačné jednotky, fotovoltaicke panely a iné. Cieľom bakalárskej práce je návrh takýchto systémov, ich energetické prepojenie a zhodnotiť ich návratnosť pre modelový dom.
Bioprodukcia glutamánu sodného
Ing. Tomáš Kurák, PhD.
Glutaman sodný sa používa v potravinárskom priemysle ako dochucovadlo a prostriedok na zvýrazňovanie chuti pod označením E 621. Produkuje sa tromi spôsobmi: hydrolýzou proteínov, priamou chemickou syntézou a fermentáciou za pomoci mikroorganizmov. Bakalárska práca je zameraná práve na posledný spôsob produkcie.
Projekt je rezervovaný pre študenta: Simona Žihalová
Separácia viaczložkových zmesí, kde cieľom práce bude navrhnúť spôsob separácie 3 až 4 zložkovej zmesi s využitím rektifikácie a membránových separácií
doc. Ing. Zuzana Labovská, PhD.
Cieľom bude navrhnúť a optimalizovať systém separačných zariadení (rektifikačné kolóny, membránové moduly) na separáciu viaczložkových zmesí pomocou vlastných programov vvytvorených v prostredí MATLAB.
