Cussler E.L., Moggrridge G.D.: Chemical Product Design, Cambridge University Press (2001). (základní)

Letcher T.M.: Future Energy, Elsevier (2008). (doporučeno)

R Cussler E.L., Moggrridge G.D.: Chemical Product Design, Cambridge University Press (2001).

R Letcher T.M.: Future Energy, Elsevier (2008).

Přednášky, semináře, domácí úkoly.

Lectures, seminars and homework.

Dva testy během semestru. Samostatný mini-projekt. Ústní zkouška.

Two written tests within the course. Individual mini-project. Oral exam.

1. Koncepty produktového a procesního inženýrství. Rozdíly ve výrobě, výzkumu a inovacích pro komoditní a speciální produkty. Současné průmyslové trendy.

2. Identifikace potřebných inovací podle segmentů trhu. Technická charakterizace atributů chuti, vůně a viskozity. Případové studie: čokoláda, obličejový krém.

3. Kriteriální výběr nejlepší varianty pro několik inovací: baterie, výfuk, odstraňování dusíku ze zemního plynu.

4. Ekonomické srovnání procesů: odsolování vody různými procesy, zahušťování mléka.

5. Volba nejlepšího řešení na základě termodynamiky a kinetiky dějů: šálek na kávu, čištění antibiotik, zlepšení pleťového mléka.

6. Řešení pro lokální akumulaci energie, tepla a chladu. Přehled současných konceptů. Větrání budov s recyklací tepla a regulací vlhkosti. Průtočné elektrochemické cely.

7. Rozbor vybraných konceptů pro získávání a skladování energie. Biopaliva, fotovoltaika. Tepelná čerpadla. Stirlingův stroj. Nízkoteplotní Rankinův cyklus.

8. Baterie a jejich konstrukce. Porovnání současných a vyvíjených baterií.

9. Produkty s mikrostrukturou. Koncept tzv. měkké hmoty.

10. Mechanické a rheologické vlastnosti materiálů a jejich závislost na teplotě. Houževnatost.

11. Disperse v produktovém inženýrství. Suspenze, emulze, pěny, pasty, slitiny, aerosoly.

12. Modifikace smáčivosti a jiných povrchových vlastností materiálů.

13. Podstata volby řešení pro požadované optické, tepelně či elektricky isolační vlastnosti.

14. Polymery s požadovanými sorpčními a transportními vlastnostmi. Obalové materiály pro potraviny.

1. Concepts of product and process engineering - differences in manufacturing, R&D and innovations for commodity and specialty chemicals.

2. Identification of innovation needs in various market segments. Objective characterization of taste, flavor and viscosity. Case studies - chocolate, cream lotion.

3. Selection of the best innovation among several options. Case studies - bateries, exhaust gas muffler, separation of nitrogen from natural gas.

4. Economical comparison of available options: water desalination, milk processing.

5. Selection of best solution based on thermodynamics and/or kinetics: coffee cup, purification of antibiotics, improvement of cream lotion.

6. Solutions available for the local accumulation of energy and heat. Ventilation of buildings, control of humidity.

7. Selected concepts of renewable energy generation and storage including flow-through batteries. Biofuels, photovoltaics. Heat pumps. Stirling engine. Low-temperature Rankin cycle.

8. Batteries and their construction. Comparison of available batteries with those in the development stage.

9. Specialty products with micro-structure. Concept of soft matter.

10. Mechanical and rheological properties of materials and their temperature dependence. Toughness and impact resistance.

11. Dispersions in product engineering. Suspension, emulsion, foam, paste, alloy, aerosol.

12. Modification of wetting and other surface properties of materials.

13. How to achieve the desired optical, heat or electric or sound insulation properties.

14. Polymers with desired sorption and transport properties. Food packaging materials.

Prezentace budou poskytnuty po přednáškách.

PowerPoint presentations will be available after the lectures.

Po absolvování předmětu budou studenti:

1. Rozumět rozdílům mezi komoditními a speciálními chemikáliemi a různým přístupům k výrobě a výzkumu těchto produktů.

2. Identifikaci potřebných inovací, ekonomickému porovnání dostupných variant, výběru nejlepšího řešení.

3. Schopni navrhovat či volit energeticky šestrná řešení či řešení zahrnující obnovitelné zdroje energie.

4. Schopni rozumět souvislostem mezi mikro-strukturou materiálů a jejich vlastnostmi.

Students shall be able to:

1. Understand differences between commodity and specialty chemicals and different manufacturing, design and R&D of these chemicals.

2. Identify the desired innovations, perform economic comparison of available variants, select the best option.

3. Design or select energetically non-demanding solutions or solutions involving renewable energy sources.

4. Understand the relationships between material micro-structure and their properties.

Nejsou.

None.