Témata
Zdroj: FS ČVUT v Praze

Kolébka českého inženýrství: Ústav procesní a zpracovatelské techniky

Ústav procesní a zpracovatelské techniky Fakulty strojní ČVUT v Praze se zabývá projektováním technologií a konstrukcí strojů a zařízení pro chemický, potravinářský a zpracovatelský průmysl i ekologii – od míchání a separace přes sušení a tepelné procesy až po skladování energie. Propojuje experimentální přístup, numerické simulace a reálný provoz do funkčních řešení pro praxi.

Tento článek je součástí seriálu:
Kolébka českého inženýrství
Díly
Hana Janišová

Vystudovala Divadelní fakultu AMU. Většinu svého profesního života pracovala jako redaktorka v rozličných periodikách nebo na PR pozicích ve firmách různého zaměření, naposled z oblasti informačních technologií.
Osobně jí jsou blízká nejen témata týkající se techniky a technologií, ale například také z oblasti sociální nebo školství a další.
Pro MM Průmyslové spektrum pracuje od roku 2017. Její stěžejní mimopracovní aktivitou je ochrana zvířat.

Reklama

Pitná voda z kohoutku, teplo uchované ze slunce pro zimní noc nebo bezpečně skladovaný vodík nejsou jediné oblasti, kde se technika proměňuje v každodenní užitek. Patří sem také kultivační systémy pro mikrořasy a technologie pro potravinářství, které umožňují produkci bezpečných potravin – právě taková řešení na Fakultě strojní ČVUT v Praze vznikají. Ústav procesní a zpracovatelské techniky navrhuje stroje a technologie, které dělají chemický, potravinářský i zpracovatelský průmysl efektivnějším a udržitelnějším, a tím přímo zlepšují každodenní život lidí.

„Rovnováha mezi vědou, vývojem moderních udržitelných technologií pro život a reálným přínosem pro firmy i společnost je podstatou motta, kterým se ústav řídí – Technologie pro život,“ říká prof. Tomáš Jirout.
(Zdroj: FS ČVUT v Praze)

Hlavní výzkumná témata

  • přenos hybnosti, tepla a hmoty, numerické simulace procesů v aparátech a zařízeních; 
  • míchání a míchací zařízení, míchané reaktory a bioreaktory; 
  • inženýrská reologie, zařízení pro zpracování vysokoviskózních nenewtonských látek; 
  • hydromechanické separační technologie a zařízení, membránové technologie; 
  • tepelné procesy a zařízení – výměníky tepla, kondenzátory, odparky, sušárny, technologie akumulace tepla a chladu; 
  • technologie a zařízení v konceptech Waste-to-X, Power-to-X, CO2-to-X a Green chemistry; 
  • zařízení a technologie pro kultivaci a zpracování řas, mikrořas a polárních řas; 
  • udržitelný potravinářský průmysl a vývoj moderních, bezpečných potravin; 
  • scale-up procesů, aparátů a zařízení; 
  • konstrukce aparátů a zařízení, projektování technologií pro chemický, potravinářský, spotřební průmysl a biorafinérie.

Od simulace a experimentů k provozu

Pro návrh a optimalizaci zařízení ústav využívá numerické simulace doplněné o matematické modelování. Simulace toku, míchání, tepelných a separačních dějů jsou vždy provázány s modelovými a poloprovozními experimenty – teorie tak nezůstává na papíře, ale okamžitě se ověřuje v reálném měřítku. Laboratoře ústavu tvoří ucelenou řadu zařízení od laboratorního až po poloprovozní měřítko: mechanicky míchané reaktory a zásobníky (1 až 1 000 litrů), měřicí trať pro výměníky tepla, mlecí a dezintegrační zařízení, jednotky pro termickou předúpravu odpadů, hydromechanickou separaci i fotobioreaktory pro kultivaci mikroorganismů. Doplňují je jednotky pro záchyt a čištění plynů (membránové, adsorpční, absorpční), modelové sušárny, reometry, laserové analyzátory velikosti částic i kalorimetry pro měření tepelných vlastností látek. Toto zázemí umožňuje řešit zakázkový a aplikovaný výzkum od prvního nápadu až po ověření v provozu průmyslového partnera, včetně kompletního scale-upu procesů a zařízení z laboratorního měřítka do průmyslových provozů.

Procesní návrh a konstrukce modelové separační technologie (Zdroj: FS ČVUT v Praze)

Od teorie k průmyslové aplikaci

Příkladem toho, jak ústav převádí know-how z míchání do praxe, ukazuje dlouhodobá spolupráce s firmou Envi-Pur. Společně byla vyvinuta míchací technologie pro koagulaci a flokulaci při úpravě vody, která dnes na základě licence míří do provozů úpraven. Na podobný princip – optimalizaci hydrodynamických podmínek v míchacím procesu – navazuje i projekt se společností Želivská provozní, která z vodní nádrže Švihov zajišťuje pitnou vodu. Tradiční laboratorní zkumavkové testy dávkování chemikálií totiž nedokážou přesně napodobit chování skutečné úpravny, proto ústav navrhl míchací aparaturu upravující hydrodynamiku v průtočném flokulačním kanálu. Výsledný systém pak kombinuje hydrodynamické modelování s umělou inteligencí, která predikuje složení surové vody a doporučuje dávkování chemikálií. Výsledkem má být nižší spotřeba chemikálií, méně odpadních vod a delší životnost filtrů – tedy levnější a čistší voda pro miliony lidí.

Od simulace k modelu a průmyslové realizaci: vývoj míchací technologie pro úpravu odpadních vod (realizace ČOV Brandýs n. L., Envi-Pur) (Zdroj: FS ČVUT v Praze)
Reklama
Reklama
Reklama

Podobný inženýrský přístup – spojení experimentu, simulace a reálné aplikace – stojí i za vývojem inovativních technologií pro ukládání energie s využitím vodíku a syntetických paliv. Ústav se podílí na řešeních Power-to-X, která převádějí přebytky energie do podoby snadno skladovatelných energetických nosičů, a na navazujících tepelných akumulačních systémech. Vedle zásobníků a akumulátorů tepla, například na bázi PCM Glauberovy soli, vznikají i akumulační bloky z alternativních plniv zpevněných hydraulickými pojivovými systémy, určené pro ukládání přebytků energie z obnovitelných zdrojů. Vyvíjené inteligentní akumulátory chladu pro klimatizační systémy mohou díky pokročilému řízení snižovat špičkovou spotřebu elektřiny. Ústav se podílí jak na vývoji akumulačního média, tak na jeho implementaci do navržených akumulačních zařízení a technologií.

Vývoj technologie pro akumulaci tepla na bázi PCM Glauberovy soli (Zdroj: FS ČVUT v Praze)

Výzkum našeho ústavu ale sahá i do biotechnologií a odpadového hospodářství – od kultivace polárních mikrořas, které mohou v budoucnu produkovat cennou biomasu i v chladných zimách střední Evropy, po technologie pro efektivnější odvodňování kalů vyvinuté s firmou Kunst. Všechny tyto projekty spojuje jedno: převádějí abstraktní principy udržitelnosti a dekarbonizace do konkrétních strojů a technologií, které fungují v provozech českých firem.

Vývoj kultivačních systémů pro produkci biomasy z polárních mikrořas (Zdroj: FS ČVUT v Praze)

Na tuto odbornost navazuje smluvní výzkum pro významné průmyslové partnery, například Orlen Unipetrol Group, kde ústav navrhuje a optimalizuje stroje, aparáty a zařízení v komplexních chemických technologiích. Pro Indorama Ventures Mobility Bohemia řeší procesy zpracování viskózy, biokompozitů a akumulace tepla, pro firmu Intecha technologie zpracování ropy a hydraulickou separaci, zatímco Škoda Auto využívá know-how ústavu v oblasti průmyslové analýzy prachových částic. Do rozsáhlého portfolia činností patří také velké množství realizací v oblasti míchání a míchacích zařízení v celé šíři průmyslových odvětví.

Partner pro racionální udržitelnost

Rozmanitost a různorodost propojení procesů se znalostí konstrukce – to je přesně naše kompetence. A právě tato schopnost spojit chemii, strojařinu a moderní technologie transformace energie je klíčová pro budoucnost oboru, protože žádná jednotlivá technologie sama o sobě transformaci průmyslu nevyřeší.

Reklama

Je zjevné, že část veřejnosti i firem přistupuje k pojmům jako Green Deal nebo dekarbonizace se skepsí, a rozumí jí – řadu opatření vnímá firma jako administrativní zátěž bez viditelného přínosu. Cíl snižovat emise a efektivněji nakládat se surovinami a energií je oprávněný a dlouhodobě nevyhnutelný, pokud má český průmysl obstát v konkurenci. Klíčem je racionální, technicky podložená implementace – tedy řešení, která reálně šetří energii, vodu i suroviny, a firmám se vyplatí, splňují nejen formální požadavky. Ústav je připraven podílet se na naplňování cílů evropského „Plan for stronger EU chemical industry“, který klade důraz na modernizaci chemického průmyslu, inovace a udržitelnost, a rozvíjet koncepce typu Power-to-X, Waste-to-X či CO2-to-X, jež převádějí různé formy energie a surovin do hodnotnějších, udržitelných produktů.

Tato role ale není omezena jen na nabídku hotových řešení firmám. Ústav systematicky dělá výzkum a vývoj procesů, aparátů a technologií a zajišťuje transfer inovativních výsledků do průmyslového měřítka.

Naším úkolem je najít pro každý proces řešení, které je zároveň efektivní, ekonomicky smysluplné a ověřené v praxi, včetně kompletního scale-upu od laboratorního měřítka přes modelové a poloprovozní jednotky až po průmyslové technologie. Právě tato rovnováha mezi vědou, vývojem moderních udržitelných technologií pro život a reálným přínosem pro firmy i společnost je podstatou motta, kterým se ústav řídí – technologie pro život.


Kolébka českého inženýrství: Centrum vozidel udržitelné mobility

Centrum vozidel udržitelné mobility (CVUM) při Fakultě strojní ČVUT v Praze představuje platformu zaměřenou na výzkum silniční mobility, zejména v oblasti pohonných jednotek, emisí a provozu vozidel. Na řešení se podílejí pracoviště fakulty, včetně Ústavu automobilů, spalovacích motorů a kolejových vozidel (12120), i další odborníci napříč ČVUT, zejména z oblasti řízení, elektrotechniky a zpracování dat. Těžiště činností spočívá ve výzkumu, na který v řadě případů navazuje vývoj realizovaný ve spolupráci s průmyslovými partnery.

Vydání #9
Kód článku: 260903
Datum: 02. 09. 2026
Rubrika: Servis / Technické školství
Související články
Kolébka českého inženýrství: Centrum vozidel udržitelné mobility

Centrum vozidel udržitelné mobility (CVUM) při Fakultě strojní ČVUT v Praze představuje platformu zaměřenou na výzkum silniční mobility, zejména v oblasti pohonných jednotek, emisí a provozu vozidel. Na řešení se podílejí pracoviště fakulty, včetně Ústavu automobilů, spalovacích motorů a kolejových vozidel (12120), i další odborníci napříč ČVUT, zejména z oblasti řízení, elektrotechniky a zpracování dat. Těžiště činností spočívá ve výzkumu, na který v řadě případů navazuje vývoj realizovaný ve spolupráci s průmyslovými partnery.

160 let strojařského vzdělávání v Praze: Výzkum a vývoj pro moderní výrobu

Výzkumná, vývojová a inovační činnost je neoddělitelnou součástí aktivit Fakulty strojní ČVUT v Praze. Fakulta prošla se strojařinou všemi vývojovými etapami od počátků průmyslové revoluce po dnešek a v řadě průmyslových oblastí při tom hrála aktivní roli.

Monitoring stavu
mazací vrstvy valivých ložisek

Jednou z cest ke zvyšování spolehlivosti ložisek je monitoring, umožňující průběžně sledovat stav ložiska a s dostatečným předstihem plánovat servisní zásahy. V současné době však není k dispozici žádný nástroj, který by dokázal průběžně monitorovat stav mazací vrstvy, jejíž problémy jsou jednou z nejčastějších příčin poškození ložisek.

Související články
Elektromobilita pro energetickou nezávislost

Téměř veškeré hlavní fosilní zdroje energie planety – ropa nebo uhlí, se nacházejí v nějak problematických oblastech, ať už místem, nebo politicky, či ekonomicky, a závislost na nich je snadno zneužitelná. Proto je snaha o energetickou samostatnost tak strategicky důležitá pro celou Evropu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Firmy oceňují studentskou mezioborovou spolupráci

Už po patnácté se na Západočeské univerzitě v Plzni uskutečnil ojedinělý výukový projekt DESING, v němž studenti z několika zdejších fakult pracují v multioborových týmech na tématech zadaných průmyslovými podniky. Vyvrcholením jeho, již 15. ročníku, byl jubilejní 10. mezinárodní workshop, který proběhl začátkem dubna ve Vědeckotechnickém parku Plzeň. Čtyři nejúspěšnější plzeňské a dva bavorské studentské týmy tu v anglicky vedených prezentacích představily návrhy svých technických produktů.

Česko a Sasko společně pro plasty

Pracovní skupina zabývající se technologiemi plastů a vláknových kompozitů se na Vysoké škole v Žitavě/Zhořelci (Hochschule Zittau/Görlitz) začala postupně ustavovat v zimním semestru roku 2015.

Výzkum, vývoj, simulace - z Čech až na konec světa

„Všeobecný přehled je vlastně to nejlepší, co styl vysokoškolského vzdělání v Česku mladým lidem dává. Ještě zlepšit jazyky a máme – s malou nadsázkou řečeno – celou Evropu v hrsti.“ To jsou slova Ing. Jakuba Jelínka, vedoucího Střediska virtuálních simulací v německé společnosti TÜV SÜD Czech, které se věnuje nejen zkušebnictví a testování.

IMTS 2026: Ve znamení nových trendů v obrábění

V září se v Chicagu uskutečnil veletrh IMTS. Pro Českou republiku i pro firmy, které zde reprezentovaly sebe i český průmysl, to byl velmi intenzivní týden. Obdobně koncipovanou společnou prezentaci neměla žádná jiná ze zúčastněných zemí. Německo i Čína sice měly národní expozice, český projekt však díky koordinaci a podpoře Ministerstva průmyslu a obchodu nabídl na IMTS zcela unikátní formát prezentace. Pojďme se podívat na několik postřehů z výstavy.

Kompozitní materiály z přírodních zdrojů

Veřejnost se stále více snaží být environmentálně odpovědnou. Ani napříč odvětvími průmyslu tomu není jinak. V oblasti kompozitních materiálů můžeme v posledních letech sledovat stále častější tendence využívat přírodní materiály jako náhradu konvenčních syntetických produktů. Roste poptávka po vláknech na rostlinné bázi (například vláknech ze lnu, konopí nebo sisalu) a tyto materiály získávají významný podíl na celkové produkci kompozitních výrobků.

Profesor Stanislav Hosnedl 80

V říjnu tohoto roku se prof. Stanislav Hosnedl dožívá významného životního jubilea 80 roků. V roce 1964 dokončil studia v oboru Konstrukce obráběcích strojů na VŠSE FST v Plzni. Roku 1984 získal vědecko-akademický titul CSc., který po revoluci, později v roce 1990, obhájil také na ČSAV Praha. V roce 1992 se habilitoval a konečně v roce 2002 byl jmenován profesorem pro obor Strojní inženýrství.

25. mezinárodní konference Hydraulika a pneumatika

Novotného lávka v centru Prahy bude ve dnech 8.–9. června 2022 hostit již 25. mezinárodní konferenci Hydraulika a pneumatika, jejímž cílem je výměna odborných zkušeností a nových poznatků ve výzkumu a vývoji hydraulických a pneumatických prvků a systémů.

Válka technologií a myšlení v krabici

Strategické myšlení předchází strategickému řízení, které je jen nástrojem. Bez skvělého strategického myšlení (proč a kam jdeme) nemůže být skvělé strategické řízení. Poučíme se z minulosti i ze slabých signálů budoucích trendů?

Výběr nejlepšího vývojáře

V mnoha strojírenských firmách, které jsem navštívil, mají inovace rozděleny na dvě části: CI (Continual Improvement) - kontinuální zlepšování, a R&D (Research and Development) - výzkum a vývoj. Oddělení CI se obvykle stará o drobnější technická a organizační zlepšování v procesech a v provozech. Souvisí s lean managementem, metodou Six Sigma a metodou kaizen (každý den na každém pracovišti jedno malé zlepšení). Oddělení R&D má za úkol, často ve spolupráci se strategickým marketingem, vyvíjet nové produkty - výrobky nebo služby. Strategický marketing ve spolupráci s topmanagementem zase vymýšlí nové obchodní modely. Zřejmě v podnicích nenajdete oddělení, které by nemuselo něco zlepšovat a inovovat. Které aktivity jsou nejnáročnější? Asi změna konceptu - skoková inovace. Ale jak na trhu práce najít člověka, který to bude umět?

Fórum děkanů strojních fakult

Jaký smysl spatřujete v existenci zahraničních studentů – a to z úhlu pohledu spolustudentů, univerzity a společnosti jako takové? Kolik těchto studentů aktuálně máte na fakultě ve studijních programech v bakalářském a navazujícím mag-isterském stupni? Sledujete dále jejich cestu – odcházejí z republiky, nebo zůstávají?

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě a mnoho dalších benefitů....  již 30 let zkušeností s odbornou novinařinou
Předplatit