Ing. David Horňák absolvoval doktorské studium na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně ve studijním programu Konstrukční a procesní inženýrství na Ústavu procesního inženýrství. Od počátku studia se vědeckovýzkumné práci věnoval svědomitě, systematicky a s vysokou mírou zodpovědnosti. V průběhu studia se postupně profiloval zejména v oblasti membránových technologií, recyklace průmyslových odpadních vod a udržitelného nakládání s vodou a energetickými zdroji.

Předložená disertační práce s názvem Recyklace mlékárenské odpadní vody s využitím membránových technologií se zabývá mimořádně aktuální problematikou s významným environmentálním i průmyslovým přesahem. Jejím hlavním přínosem je návrh a experimentální ověření technologického postupu pro recyklaci reálné surové mlékárenské odpadní vody založeného na kombinaci mikrofiltrace a reverzní osmózy. Práce přitom nezůstává pouze na úrovni vlastního membránového procesu, ale zabývá se také nakládáním se vznikajícím retentátem a ekonomickou proveditelností celého řešení. Autor tak vhodně propojuje kvalitu a výtěžek recyklované vody, problematiku zanášení membrán, energetické zhodnocení koncentrovaného odpadního proudu a technicko-ekonomické souvislosti do jednoho uceleného technologického konceptu.

Téma práce současně logicky zapadá do dlouhodobého strategického směřování výzkumné skupiny SWARM, která usiluje o vývoj udržitelných a prakticky využitelných řešení pro efektivní nakládání s vodou a energetickými zdroji v průmyslu. Jedním z hlavních pilířů tohoto výzkumu je právě čištění a recyklace náročných průmyslových odpadních vod, rozvoj konceptu Minimal Liquid Discharge a další využití vznikajících vedlejších proudů. Disertační práce Ing. Horňáka podle mého názoru představuje velmi zdařilý konkrétní příklad naplňování této strategie.

Za nejvýznamnější praktický výstup považuji návrh, konstrukční rozvoj, zprovoznění a automatizaci pilotní membránové jednotky. Výsledné zařízení umožňuje dálkové řízení, automatický přechod mezi jednotlivými provozními stavy a bezpečný bezobslužný provoz. Z pohledu procesního inženýrství považuji právě přechod od laboratorního ověřování jednotlivých principů k funkčnímu technologickému zařízení v průmyslově relevantním měřítku za mimořádně cennou část práce. Je třeba zdůraznit, že skutečný rozsah přípravných, montážních, instalačních a zprovozňovacích činností byl výrazně větší, než může čtenář z výsledného textu disertační práce vnímat. Vývoj jednotky zahrnoval nejen vlastní konstrukční řešení a opakované úpravy technologického zapojení, ale také vybudování měřicí a regulační infrastruktury, implementaci MaR a automatizace, tvorbu řídicích funkcí a následné zprovoznění celého systému. Jako školitel mohu potvrdit, že tato praktická část představovala značné množství práce a vyžadovala vysokou míru samostatnosti, vytrvalosti a technické invence doktoranda.

Za velmi nadstandardní výsledek považuji rovněž skutečnost, že vybudované experimentální standy nepředstavují účelová zařízení využitelná pouze pro dokončení jedné disertační práce. Svým měřítkem, instrumentací, úrovní automatizace a flexibilitou zapojení vytvářejí univerzální experimentální infrastrukturu využitelnou pro navazující výzkumné a vývojové projekty Ústavu procesního inženýrství. Oproti běžným laboratorním aparaturám umožňují experimentovat v podmínkách podstatně bližších průmyslové praxi a získávat výsledky s výrazně lepší přenositelností do reálných aplikací. Vybudování takového zázemí proto vnímám nejen jako přínos vlastní disertační práce, ale také jako dlouhodobý přínos Ing. Horňáka pro další vědeckovýzkumnou činnost výzkumné skupiny a ústavu.

Pozitivně hodnotím také kontinuitu výzkumu. Již v pojednání ke státní doktorské zkoušce byl další postup směřován k vývoji automatizované pilotní jednotky a k ověření membránové technologie v podmínkách blízkých reálnému provozu. Tento plán se Ing. Horňákovi podařilo ve významné míře naplnit a výsledná disertační práce tak představuje logické a úspěšné završení výzkumného směru formulovaného v předchozí fázi studia.

Za určité omezení předložené práce považuji rozsah dlouhodobého provozního ověření. Přestože byly experimenty realizovány s reálnou a značně proměnlivou mlékárenskou odpadní vodou a dosažené výsledky považuji za velmi hodnotné, část závěrů vychází z relativně krátkodobých nebo jednorázových experimentů. To omezuje jejich reprodukovatelnost a možnost bezprostředního zobecnění například z hlediska dlouhodobého vývoje zanášení, životnosti membrán nebo stability optimálního provozního nastavení při přirozené sezónní a provozní variabilitě odpadní vody. Tento nedostatek však nepovažuji za zásadní slabinu práce, ale spíše za přirozenou hranici dosaženého stupně technologického vývoje. Velmi pozitivně hodnotím, že autor tato omezení sám otevřeně identifikuje, nijak je nezastírá a formuluje konkrétní navazující výzkumné úkoly. Takto kritický přístup k vlastním výsledkům podle mého názoru svědčí o vědecké vyzrálosti autora.

Ing. Horňák byl v průběhu doktorského studia velmi aktivně zapojen také do činnosti výzkumné skupiny SWARM a do řešení řady výzkumných a vývojových projektů. Oceňuji především skutečnost, že jeho působení nebylo omezeno pouze na bezprostřední potřeby vlastní disertační práce. Opakovaně byl nápomocen při konstrukčním vývoji a experimentálním provozu dalších zařízení, při přípravě a řešení projektů výzkumné skupiny, zpracování experimentálních dat i spolupráci s průmyslovými partnery.

Významným vědeckým výstupem studia je prvoautorský článek Minimal Liquid Discharge system for sustainable dairy wastewater management, publikovaný v časopise Separation and Purification Technology. Publikace bezprostředně souvisí s tématem disertační práce a shrnuje zásadní výsledky pilotního ověřování navržené technologie. Za velmi přínosnou považuji rovněž zahraniční výzkumnou stáž na Technical University of Denmark v sekci Water Technology and Processes.

Vedle odborných výsledků chci vyzdvihnout také osobnostní přístup Ing. Horňáka. V rámci výzkumné skupiny se dlouhodobě projevuje jako spolehlivý a týmově orientovaný kolega, který je ochoten pomoci i při činnostech, jež přímo nesouvisejí s jeho vlastním výzkumným tématem. Svým nasazením přispívá nejen k úspěchu výzkumné skupiny, ale i k širším aktivitám Ústavu procesního inženýrství. Cením si jeho zodpovědnosti, ochoty spolupracovat a schopnosti převzít praktickou odpovědnost za řešení technických i experimentálních problémů. Pozitivně hodnotím rovněž jeho pedagogickou činnost, včetně vedení závěrečných prací.

Konstatuji, že cíle disertační práce byly naplněny. Ing. David Horňák v průběhu doktorského studia prokázal schopnost samostatné tvůrčí vědecké a vývojové práce, schopnost kriticky interpretovat dosažené výsledky a především schopnost převést teoretické a laboratorní poznatky do podoby funkčního technologického řešení v průmyslově relevantním měřítku. Za zvlášť cenné považuji, že výsledkem jeho práce není pouze soubor vědeckých poznatků, ale také experimentální infrastruktura s dlouhodobým využitím pro další výzkum a vývoj a s vysokým potenciálem přenosu získaných výsledků do průmyslové praxe. Předloženou disertační práci považuji za odborně kvalitní, původní a prakticky velmi hodnotnou.

Disertační práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou A – výborně.

Viz posudek v PDF.

viz. posudek v PDF