8D07102 Химическая инженерия в КазНУ им. аль-Фараби

Целью дисциплины является развитие способности критически анализировать и систематизировать применение поверхностно-активных веществ в химической инженерии, включая использование в средах для полимеризации, разделения, эмульсии, микроэмульсии и реологических модификаторов. В ходе курса формируются способности докторантов: - систематизировать современные представления о механизмах стабилизации с помощью ПАВ (наноэмульсии, микроэмульсии и др.); - применять современные методы получения различных классов ПАВ; - анализировать роль ПАВ для технологических процессов; - проводить комплексные расчеты параметров ПАВ; - разработать методы модификации ПАВ для различных технологических процессов.

Цель дисциплины сформировать у докторантов способность обосновать свои подходы и заключения по результатам научных исследований, аргументы и гипотезы в стиле академического письма. Учебный курс формирует методологическую основу представления результатов научных исследований в открытой печати, периодических научных изданиях, на международных конференциях и коммуникации с учеными из других стран, а также в виде заявок для участия в конкурсе. В результате освоения курса докторант будет способен: - писать научные статьи для опубликования в международных научных журналах, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science; -критически анализировать научные работы, указывая их достоинства и недостатки; -готовить диссертационную работу, четко представляя цель и задачи исследования, обсуждение результатов и формулирование заключений на основе анализа литературы в соответствующем разделе химической науки; - излагать содержание научной работы: диссертации, монографии, обзорной статьи в сжатом виде, сохраняя ее суть и структуру; - писать, представлять и защищать научные проекты по актуальным проблемам химической инженерии

Цель дисциплины – сформировать способность разрабатывать новые фотокаталитические материалы, а также прогнозировать их фотокаталитическую активность на основе состава и строения. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - анализировать основные мировые тренды в области фотокатализа; - оценивать возможность осуществления фотокаталитических процессов на конкретных катализаторах; - разрабатывать пути осуществления фотокаталитических процессов; - разрабатывать способы получения новых фотокаталитических материалов; - презентовать результаты научных исследований в области фотокаталитических материалов. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: фотокаталитический эффект, молекулярная инженерия в процессах фотопревращения, фотокаталитическое восстановление воды до молекулярного водорода, фотокаталитическое восстановление диоксида углерода, фотосинтез на нанопорошках, фотоэлектролиз воды, генерация водорода в солнечных ячейках.

Цель дисциплины – сформировать системное понимание по химической технологии композиционных силикатных материалов. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: -продемонстрировать знания классификации силикатных материалов, характеристики сырьевых материалов, используемых при производстве композиционных силикатных материалов; -объяснить структуру, строение, физико-химические свойства силикатных материалов; -интерпретировать технологии получения композиционных силикатных материалов; -проводить технологические расчеты при составлении шихты; -оценивать качество композиционных силикатных материалов. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: классификация композиционных силикатных материалов, области их применения, технологии, методы расчета шихты, количественные показатели физико-химических свойств силикатных материалов.

Цель дисциплины – сформировать способность системного понимания и критического анализа современных способов создания новых фармпрепаратов методами химической биотехнологии. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - анализировать взаимосвязи структурных особенностей фармакофорных групп и методов их направленного введения в структуру различных по составу БАВ в химической биотехнологии; - разрабатывать и реализовывать процесс направленной структурной модификации органических веществ с использованием современных методов химической биотехнологии; - обобщать и критически оценивать полученные результаты по взаимосвязи «структура БАВ – биологическая активность» в контексте биофармации; - разрабатывать технологические регламенты производства биофармацевтических препаратов в соответствии с международными стандартами; - оптимизировать методы стандартизации и контроля качества биофармацевтических препаратов в химической биотехнологии. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: алгоритмы разработки технологических регламентов производства биофармацевтических препаратов в соответствии с международным стандартом GMP; современные методы оптимизации термодинамических и кинетических параметров производства биофармацевтических препаратов; современные методы стандартизации и контроля качества биофармацевтических препаратов в химической биотехнологии.

Цель дисциплины – сформировать способность разрабатывать экономически эффективные программы экологического мониторинга для сбора достоверной информации об уровне и тенденциях загрязнения окружающей среды токсичными веществами. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: -находить и выбирать наиболее подходящие методы отбора, подготовки и анализа образцов объектов окружающей среды; -экспериментально и теоретически оптимизировать методики экологического анализа; - разрабатывать экономически эффективные программы экологического мониторинга для сбора достоверной информации об уровне и тенденциях загрязнения окружающей среды токсичными веществами; -организовывать программы автоматического и непрерывного экологического мониторинга; -обрабатывать и описывать данные, полученные в ходе экологического мониторинга. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: методы полевых испытаний; современные инструментальные методы и программные пакеты, применяемые в экологическом мониторинге; выбор и оптимизация методик химического, физического и биохимического анализа объектов окружающей среды; интеграция и автоматизация анализа и обработки данных; использование экологического мониторинга для решения различных проблем. Особое внимание будет уделено изучению последних научных статей и разработок, которые могут быть использованы для совершенствования системы экологического мониторинга в Казахстане.

Цель дисциплины – сформировать способность критически оценивать исследования в области клеточной и тканевой инженерии и применять современные методы для разработки биополимерных материалов в тканеинжинирных конструкциях и искусственных органах. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - демонстрировать фундаментальные, системные знания в области клеточной и тканевой инженерии; - проводить критический анализ, оценку и синтез новых и сложных идей, проблем, подходов и тенденций в области полимерных материалов для клеточной и тканевой инженерии; - систематизировать и интерпретировать научные теории и концепции новейших направлений современного инжиниринга; - трактовать основные принципы и подходы в области клеточной и тканевой инженерии и применять их в анализе современной литературы; - презентовать результаты научно-исследовательской деятельности в виде научных отчетов, рефератов, тезисов докладов и научных статей. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: современные представления о клеточных технологиях и тканевой инженерии, представления о тканеинжинирных продуктах для регенерации кожи, хрящевой, костной и других тканей и технологиях их получения.

Цель дисциплины – сформировать способность оперировать глубокими системными знаниями и уметь критически оценивать проблемы, подходы и тенденции, отражающие современное состояние производства продуктов нефтехимии. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - демонстрировать высокий уровень систематизированных знаний о фундаментальных научных теориях, современном состоянии и достижениях в области нефтехимии, а также степень освоения методов исследований; - интегрировать знания об основных методах переработки нефти, выделении и анализу соединений, содержащихся в нефти, их химических свойств и использовании в народном хозяйстве и применять их для решения конкретных технических задач по переработке углеводородного сырья – функциональный; - критически оценивать, сравнивать и анализировать различные научные теории, концепции и подходы, и генерировать новые идеи при решении исследовательских, практических, аналитических и управленческих задач; - концептуализировать предмет и объект исследования, давать оценку и определять значимость продукта своей и иной научной деятельности, обобщать и обосновывать результаты экспериментально-исследовательской и аналитической работы; - проводить информационно-аналитическую и информационно-библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: методология проведения исследований и способов осуществления комплексных исследований в области технологию производства продуктов нефтехимии.

Цель дисциплины – сформировать способность выполнять научные исследования в области экологической инженерии для получения новых знаний и решения проблем. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - планировать научные исследования в области экологической инженерии для получения новых знаний и решения проблем; - выявлять проблемы и пробелы в области экологической инженерии; - формулировать гипотезы для исследований в области экологической инженерии; - разрабатывать подробный план экспериментальных и теоретических исследований в области экологической инженерии; - обрабатывать данные и описывать результаты, полученных в рамках исследований в области экологической инженерии. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: формулирование вопросов и гипотез, выбор независимых, зависимых и контролируемых переменных, выбор наиболее эффективных методов измерения зависимой переменной, организация экспериментальных и теоретических исследований, статистические методы, обработка и представление данных, подготовка научного отчета, статьи и проекта в области экологической инженерии. Особое внимание будет уделено изучению методологии экологических исследований, описанной в последних научных статьях.

Цель дисциплины – сформировать способности использовать современные программные средства в научных исследованиях и моделировать химические и химико-технологические процессы. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - применять современные программные средства при проведении научных исследований (Microsoft Excel, Microcal Origin, Chemical Office, Statistica и др.); - моделировать химические и химико-технологические процессы (Labview, Comsol Multiphysics, Gaussian, Aspen HYSYS) При изучении дисциплины докторанты: - ознакомятся с основами работы в среде нескольких основных программных продуктов, используемых в научной и инженерной среде при обработке и моделировании данных; - проведут моделирование одного из процессов своей докторской диссертации.

Цель дисциплины сформировать у докторантов креативную способность обоснованно выбирать и применять современные и иновационные теоретические и экспериментальные методы исследований, обеспечивающие проведение фундаментальных и прикладных научных исследований на высоком уровне и позволяющие получать результаты, соответствующие международным требованиям. Учебный курс представляет собой научно-методологическую базу, освоение которой позволит проводить докторантам научные исследования на высоком международном уровне, стимулирует их на активное участие в научно-инновационной деятельности и коммерциализации научных результатов. В результате освоения курса докторант будет способен: - самостоятельно ставить и решать научные задачи по проведению научных исследований высокого уровня в области химической инженерии; - критически анализировать научные публикации и результаты, определять их научный уровень, выявлять возможность их учета и использования в своих исследованиях; - разрабатывать и осуществлять реализацию методики эксперимента, позволяющего получить наиболее достоверные научные результаты в области инженерии химических процессов; - интерпретировать и обобщать данные, полученные современными физическими и физико-химическими методами; - определять, обосновывать и интерпретировать приоритетные направления развития в области химической инженерии; планировать проведение научных исследований в данных направлениях в виде проектов и заявок на грантовое финансирование из различных международных и республиканских фондов; - интерпретировать, обобщать и представлять результаты собственных научных исследований виде научных статей для публикации в высокорейтинговых международных изданиях, докладов на высоко значимых международных конференциях

Цель дисциплины – сформировать способности ориентироваться в каталитических процессах, разбираться в основных видах каталитических систем, имеющих промышленно-важное значение. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - демонстрировать высокий уровень систематизированных знаний о фундаментальных научных теориях в области каталитических процессов; - анализировать научно-техническую информацию, выделить главное из разных источников и логические связи между рассматриваемыми объектами, делать обширные систематизации, выдвигать новые концептуальные решения, проявив себя сильным методологом; - ориентироваться на научный поиск и инновации, самостоятельно проводить научно-исследовательские работы и получать обоснованные научные результаты; - проводить информационно-аналитическую и информационно-библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий; - интегрировать полученные знания в решение научных и технических задач при выполнении диссертационных исследований. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: глубинные процессы дезактивации, организацию работы каталитических процессов, обработку результатов измерений и сопоставления их с теоретическими значениями.

Цель дисциплины: сформировать у докторантов способность оценивать современное состояние и тенденции развития электрохимических методов исследования и анализа для правильного выбора эффективного метода при решении производственных и исследовательских задач. В результате успешного завершения дисциплины докторант должен быть способен: - понимать основы современных теорий в области электрохимических методов исследования и их применение для решения теоретических и практических задач. - самостоятельно ставить задачу проведения электрохимического эксперимента в электрохимических системах. - выбирать оптимальные пути и методы решения теоретических и экспериментальных задач. - анализировать результаты электрохимических исследований. При изучении дисциплины будут рассмотрены теория и особенности экспериментальной реализации современных методов исследования электрохимических процессов, такие как импедансные методы, электрохимическая сканирующая и туннельная микроскопия (SECM, SDC, SVET), электрохимический кварцевый микробаланс (EQCM) и др.

Цель дисциплины – сформировать систему представлений и дать теоретическое обоснование особенностям электрохимического поведения активных металлов и связанных с этим особенностей электрохимических технологий их получения и использования. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: -анализировать особенности электрохимического поведения активных металлов и причины, их порождающие; -учитывать термодинамические особенности активных металлов в превращении энергии на границе раздела для использования в технологиях; -анализировать поведение активных металлов в коррозионном процессе с точки зрения термодинамики их ионной и электронной подсистем; - прогнозировать коррозионное и электрохимическое поведение исходя из свойств компонентов жидкой фазы и природы металла; -обосновывать выбор металлов и электролитов и создавать условия для реализации электрохимических процессов выделения металлов и конверсии энергии. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: электрохимические свойства щелочных и щелочноземельных металлов, и металлов подгруппы алюминия в сопоставлении с остальными металлами; прогнозирование электрохимических свойств металла по их кислотно-основным свойствам в химических реакциях.

Цель дисциплины – сформировать способность решать технологические проблемы производства химических источников тока, создавать и совершенствовать высокоэнергетические токообразующие электрохимические системы. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: -оценивать принципы устройства и работы электрохимических преобразователей энергии; -использовать на практике разные варианты конструкций и способов изготовления электродов и элементов; -анализировать работу источника тока по его характеристикам и давать рекомендации к использованию; -создавать конструкцию и регулировать состав компонентов при создании новых энергетических систем; -обосновывать решения и давать заключения об использовании разных энергетических систем для разных целей. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: основные практические аспекты превращения химической энергии в электрическую, электрохимические параметры наиболее известных химических источников тока, влияние свойств токообразующей системы на характеристики батареи в целом, технологические параметры производства источников тока, последовательность технологических операций при изготовлении ХИТ; требования, предъявляемые к источникам тока как продукции для различной целевой аудитории.

Цель дисциплины – сформировать способность сформировать способность оценивать методы трансформации биорганических молекул, сопоставлять эффективность действия нутриентов и их модификаций, разрабатывать оптимальные методы введения функциональных групп. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - осуществлять поиск новых областей использования биоорганических молекул и трактовать их действие на живой организм; - классифицировать природные биоорганические молекулы по иерархии их структуры; - оценивать действие ферментов как катализаторов трансформаций биоорганических молекул; - обосновывать метод комбинаторной химии при трансформации биорганических веществ; - критически оценивать инновационные методы металлорганического катализа при синтезе органических молекул. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: факторы физиологического действия биоорганических молекул, оригинальные методы для стереоселективного синтеза, трансформации молекул методами комбинаторной химии и микроволнового излучения.

Цель дисциплины – сформировать способность разрабатывать и управлять научно-исследовательскими и научно-техническими проектами для решения актуальных проблем химической технологии и инженерии. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - анализировать задачи и этапы выполнения научно-исследовательских и научно-технических проектов; - осуществлять планирование научно-исследовательских и научно-технических проектов в выбранной области химической технологии и инженерии; - оценивать актуальность научно-исследовательской и научно-технической работы, соответствие ее требованиям экспертной оценки, приоритетам развития науки и технике в стране и в мире; - систематизировать подходы и принципы планирования, организации и управления мероприятиями по выполнению научно-исследовательских и научно-технических проектов; - составлять заявки на различные государственные и международные программы грантового финансирования научно-исследовательских и научно-технических проектов. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: основные задачи и этапы разработки и управления научно-исследовательским и научно-техническим проектом - планирование, организация и управление мероприятиями по выполнению научно-исследовательских и научно-технических проектов; республиканские и международные программы финансирования проектов, особенности подачи заявок на финансирование и требования к научно-исследовательским и научно-техническим проектам.

Цель дисциплины – сформировать способности к критическому анализу и оценке современных научных достижений в области химической инженерии, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - разрабатывать учебные курсы для внедрения современных научных достижений в области химической инженерии в образовательный процесс; - систематизировать научные теории и концепции новейших направлений химической инженерии; - анализировать современную научно-техническую информацию в лидирующих научных изданиях специализированной области химической инженерии с использованием международных баз данных; - применять прорывные теории химии и химической технологии при создании новых химических продуктов; - проектировать и осуществлять комплексные исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного мировоззрения. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: иерархия общих проблем современной химии; новые химические структуры и материалы; химические технологии экстремальных состояний; химическая технология, междисциплинарные и мультидисциплинарные проблемы естествознания; химическая промышленность 4.0

Цель дисциплины – сформировать способности к критическому анализу и оценке поверхностных явлений на различных границах раздела в химической инженерии. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - систематизировать научные теории и концепции химии поверхностей и ее роль в инженерных процессах; - применять современные методы для характеристики поверхностей (угол смачивания, элипсометрия, XPS и др.); - анализировать процессы с учетом поверхностной энергии границ (SAMs, soft-lithography); - проводить комплексные рассчеты поверхностных параметров для инженерных процессов. - разрабатывать методы контроля и модификации поверхностей (смачивание, адгезию и др.) для технологических процессов.

Цель дисциплины – сформировать способность применять общие методологические принципы процесса каталитического крекинга. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - демонстрировать высокий уровень систематизированных знаний о методологических принципах процесса каталитического крекинга и его значении в нефтехимическом производстве; - генерировать новые знания путем проведения научного исследования на высоком научном уровне, полученные при этом оригинальные результаты научных исследований заслуживают опубликования в высокорейтинговых международных научных изданиях; - анализировать и сопоставлять различные научные теории и идеи, методы научного познания, составлять план и проводить экспериментальные исследовательские работы в рамках диссертационных изысканий; - осуществлять управление проектами, способствующими созданию и производству новых знаний или практических приложений по наиболее актуальным направлениям соответствующей научной отрасли химической науки; - структурировать знания на стыке различных отраслей науки для интерпретации научных результатов, полученных различными современными методами. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: глубинный механизм процесса каталитического крекинга и обработки полученных результатов.

Цель дисциплины – сформировать способности применять и оптимизировать основные элементы производственной инфраструктуры горно-металлургических предприятий, анализировать современное состояние отечественных и зарубежных предприятий. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - анализировать основную информацию о структуре и составе производственной инфраструктуры современного горно-металлургического предприятия; - систематизировать и интерпретировать существующие подходы к определению производственной инфраструктуры горно-металлургического производства; - критически анализировать и оценивать последние научно-технические достижения в данной отрасли, современные проблемы и перспективы развития; - формулировать основные требования к решению проблемных вопросов в области производственной инфраструктуры современного горно-металлургического предприятия; - интегрировать междисциплинарные знания в исследовательский процесс по проблемам горно-металлургического комплекса. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: основные элементы производственной инфраструктуры горно-металлургических предприятий при открытой и подземной добыче, тенденции и уровни развития производственной инфраструктуры, применяемые технологии управления качеством минерального сырья, современные геоинформационные технологии.

Цель дисциплины – сформировать способности к критическому анализу и оценке прорывных научных достижений в области химии, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях; определению векторов развития той или иной научной области химии; написанию обзорных статей. В ходе изучения курса сформировать у докторантов способности: - систематизировать научные теории и концепции новейших направлений химии; - анализировать современную научно-техническую информацию в лидирующих научных изданиях специализированной области химии с использованием международных баз данных; - разрабатывать учебные курсы для внедрения современных научных достижений в области химии и химической инженерии в образовательный процесс; - применять прорывные теории химии и химической технологии при написании научной документации (конкурсные заявки, отчеты, статьи). - проектировать и осуществлять комплексные исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного мировоззрения. При изучении дисциплины докторанты будут изучать следующие аспекты: - иерархия общих проблем современной химии; компьютерная химия и молекулярный дизайн, 3D- и фрактальные материалы, «молекулярные машины», фемтохимия, мультисенсорные системы, «химическое бессмертие», источники энергии нового поколения и т.п. - принципы работы с передовой научной литературой (журналы серии Nature, Chemical Reviews, Chemical Society Reviews и др.). - особенности написания обзорных статей (на примере темы своей диссертации)

разрабатывать конструкторскую документацию, нормативные документы для сопровождения производства и переработки материалов;

управлять производствами, службами и предприятиями в контексте промышленной безопасности, управления качеством, предотвращения рисков, устойчивости и защиты окружающей среды;

осуществлять преподавательскую деятельность в организациях высшего образования, включая разработку учебных программ для внедрения новых знаний и результатов научных исследований в образовательные программы в области химической инженерии;

систематизировать научные теории и концепции новейших направлений химической инженерии для обоснования и представления результатов научных исследований в открытой печати, на международных конференциях, в виде конкурсных заявок, а также реализации научно-технических проектов;

генерировать новые научные идеи на основе современной научно-технической информации в специализированных областях химической инженерии с использованием международных баз данных;

прогнозировать поведение химических, в т.ч. экологических, систем на основе анализа современных теоретических подходов и достижений в различных областях химической инженерии;

критически оценивать различные научно-технологические теории, концепции и подходы для решения исследовательских, практических, аналитических и управленческих задач в актуальных направлениях химической технологии;

разрабатывать проекты для создания и практического применения новых знаний, методов исследования и технологий по актуальным направлениям современной химической инженерии;

использовать современные и инновационные экспериментальные методы исследований для проведения фундаментальных и прикладных научных работ на высоком уровне и позволяющие получать результаты, соответствующие международным требованиям;

поддерживать кооперацию и взаимодействие с республиканскими и зарубежными исследовательскими и производственными группами в области химической инженерии и смежных отраслях.

создавать новые экономически эффективные и экологически безопасные методы и технологии получения, а также переработки веществ и материалов;

осуществлять планирование и организацию научно-исследовательских и технологических работ для решения современных проблем химической инженерии в области переработки природного и техногенного сырья, нефтехимической, биохимической, электрохимической, экологической технологий;