Recenzja 3 - Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej

Prof. dr hab. inż. Paweł Gierycz
Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej
Politechnika Warszawska
ul. Waryńskiego 1
00-645 Warszawa
tel. 22 825 93 24
e-mail: [email protected]
Warszawa 10.11.2015
RECENZJA
jednotematycznego cyklu publikacji pt. “Mieszalnik typu rotor-stator, efektywność
energetyczna i aplikacje”
oraz dorobku naukowego, dydaktycznego i organizacyjnego
dr inż. Magdaleny Jasińskiej
w związku z postępowaniem o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego
Ocenę dorobku naukowego, dydaktycznego i organizacyjnego dr inż. Magdaleny
Jasińskiej przygotowałem stosując kryteria oceny ujęte w Rozporządzeniu Ministra Nauki i
Szkolnictwa Wyższego z dn. 01.09.2011r., Dz. U. Nr 196 poz. 1165, w sprawie kryteriów
oceny osiągnięć osoby ubiegającej się o nadanie stopnia naukowego doktora habilitowanego.
Recenzja została opracowana w oparciu o dostarczoną przez Habilitanta dokumentację
zawierającą materiały i informacje wymagane w Ustawie o Stopniach i Tytułach z dn.
14.03.2003 (Dz. U. Nr 65, z późniejszymi zmianami).
1. Informacje ogólne
Przygotowana przez Habilitanta, złożona w Centralnej Komisji ds. Stopni i Tytułów,
dokumentacja podlegająca ocenie składa się z 6 załączników do wniosku o przeprowadzenie
postepowania habilitacyjnego, zawierających kolejno:
kopię dokumentu poświadczającego uzyskanie stopnia doktora nauk technicznych,
autoreferat wraz z opisem osiągnięcia i wykazem prac stanowiących jednotematyczny
cykl publikacji, w języku polskim i angielskim,
oświadczenia współautorów dotyczące indywidualnych udziałów we wspólnych
publikacjach zaliczonych do jednotematycznego cyklu publikacji, w języku polskim i
angielskim,
wykaz dorobku naukowego, poza pracami stanowiącymi jednotematyczny cykl
publikacji przedstawiony do postępowania habilitacyjnego, w języku polskim i
angielskim,
kopie prac stanowiących jednotematyczny cykl publikacji,
elektroniczną kopie powyższych dokumentów.
Stwierdzam, że dokumentacja ta spełnia wymagania formalne zawarte w Ustawie o
Stopniach i Tytułach z dn. 14.03.2003 (Dz. U. Nr 65, z późniejszymi zmianami).
2. Sylwetka Habilitanta
Dr inż. M. Jasińska w 1993 roku rozpoczęła studia na Wydziale Inżynierii Chemicznej
i Procesowej Politechniki Warszawskiej na specjalności biotechnologia przemysłowa.
Ukończyła je z wyróżnieniem w 2000 roku, uzyskując dyplom magistra inżyniera.
Pracę magisterską pt. „Aggregation in precipitation process” wykonała w Zakładzie
Mechaniki Technicznej i Dynamiki Procesowej (obecnie Zakład Inżynierii i Dynamiki
Reaktorów Chemicznych) pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Jerzego Bałdygi. Praca ta
wykonywana była we współpracy z niemiecką firmą BASF, co wiązało się z Jej pierwszym
trzymiesięcznym stażem naukowym, który odbyła w Zakładach BASF w Ludwigshafen.
(Niemcy). Wyniki badań prowadzonych w ramach pracy magisterskiej zostały
zaprezentowane w 2001 roku, na 4-th International Symposium on mixing in Industrial
Processes, we Francji (Toulouse).
Bezpośrednio po ukończeniu studiów (01.03.2000) dr inż. M. Jasińska rozpoczęła
studia doktoranckie na macierzystym wydziale. Jej praca doktorska pt.”Particle coating in
precipitation systems” wykonywana pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Jerzego Bałdygi
dotyczyła interpretacji teoretycznej przemysłowego powlekania cząstek substratu nanocząstkami precypitatu TiO2 oraz badania procesu agregacji cząstek siarczanu baru
powstających w procesie strącania. Podobnie jak w przypadku pracy magisterskiej, praca
doktorska wykonywana była we współpracy z przemysłem - w tym przypadku z firmą Merck
KGaA (Darmstadt, Niemcy). Dr inż. M. Jasińska obroniła pracę doktorską z wyróżnieniem w
listopadzie 2005 roku i uzyskała stopień doktora nauk technicznych w zakresie inżynierii
chemicznej. Za rozprawę doktorską otrzymała również nagrodę indywidualną II stopnia
Rektora Politechniki Warszawskiej.
Po uzyskaniu stopnia doktora dr inż. M. Jasińska została zatrudniona w styczniu 2006
na stanowisku adiunkta naukowo-dydaktycznego na Wydziale Inżynierii Chemicznej i
Procesowej Politechniki Warszawskiej, w Zakładzie Inżynierii i Dynamiki Reaktorów
Chemicznych, w którym pracuje do chwili obecnej.
Działalność naukowo-badawcza dr inż. Magdaleny Jasińskiej związana jest przede
wszystkim z modelowaniem procesów inżynierii chemicznej i bioinżynierii, a w
szczególności modelowaniem procesów z udziałem reakcji chemicznych, w powiązaniu z
badaniami doświadczalnymi. Zainteresowanie Jej tą tematyką wywodzi się jeszcze z okresu
studiów. Kontynuuje je w swojej pracy magisterskiej i doktorskiej a podsumowaniem tych
obszernych i ważnych, zarówno z teoretycznego, jak i przede wszystkim praktycznego punktu
widzenia, badań jest przedstawiony we wniosku o przeprowadzenie postępowania
habilitacyjnego, jednotematyczny cykl publikacji pt. “Mieszalnik typu rotor-stator,
efektywność energetyczna i aplikacje”. Cykl ten zawiera większość Jej publikacji oraz
wystąpień na konferencjach naukowych.
Należy tu podkreślić i bardzo pozytywnie ocenić silny związek prac badawczych dr
inż. M. Jasińskiej z przemysłem międzynarodowym. Była Ona głównym wykonawcą 7
grantów przemysłowych realizowanych na zlecenie takich firm jak: BASF, Merck kGaA,
Unilever Research & Development Port Sunlight, Zakładów Chemicznych ZAChEM i STFC.
Wynikiem tych prac oprócz raportów i publikacji było uzyskanie 5 patentów: 1 patentu
światowego, 1 patentu europejskiego, 1 patentu polskiego oraz 2 zgłoszeń patentowych do
Polskiego Urzędu Patentowego.
Bardzo ważnym jest również fakt, że dr inż. M. Jasińska, oprócz wyjazdów
zagranicznych związanych z wykonywaniem grantów przemysłowych odbyła także 5 staży
naukowych (łącznie 6 miesięcy) na Uniwersytecie w Manchesterze.
3. Działalność naukowa
Działalność naukowa dr inż. M Jasińskiej związana jest, jak już wspomniano, z
modelowaniem procesów inżynierii chemicznej i bioinżynierii, w tym procesów z udziałem
reakcji chemicznych, w powiązaniu z badaniami doświadczalnymi. W szczególności dotyczy
ona zagadnień mieszania i wymiany masy w układach jedno- i dwufazowych, badania i
modelowania działania mieszalników typu rotor-stator i ich zastosowań do wytwarzania
emulsji (m.in. analiza procesu rozpadu kropel, modelowanie wnikania masy do kropel o
mobilnej powierzchni i własności reologicznych gęstych emulsji) oraz procesów precypitacji,
a także modelowania reakcji złożonych w fazie gazowej.
Opublikowany sumaryczny dorobek naukowy dr. inż. M. Jasińskiej obejmuje:
1 monografię (udział 80 %),
2 rozdziały w monografii (udziały odpowiednio: 60% i 35%),
15 publikacji (10 po doktoracie) w czasopismach znajdujących się w bazie Journal
Citation Reports (JCR) (udziały od 20% do 100%),
9 publikacji (7 po doktoracie) w recenzowanych czasopismach uwzględnionych na
liście Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego (udziały od 10% do 90%),
15 publikacji (6 po doktoracie) w recenzowanych materiałach konferencyjnych
(udziały od 15% do 60%),
5 złożonych wniosków patentowych (patent światowy, europejski i patenty polskie –
autorami wszystkich patentów jest 10 lub 11 osób),
34 wystąpienia na międzynarodowych (20 - 14 po doktoracie) i krajowych (14 – 10 po
doktoracie) konferencjach naukowych (udziały od 25% do 90%),
21 opracowań (10 przed doktoratem) dla przemysłu – raporty niepublikowane o
charakterze poufnym (udziały od 25% do 80%).
Prace badawcze dr inż. M. Jasińskiej przed uzyskaniem doktoratu dotyczyły przede
wszystkim modelowania przebiegu procesów krystalizacji reaktywnej (precypitacji) cząstek
siarczanu baru i ditlenku tytanu, w tym badania procesu agregacji (i akumulacji) cząstek, a
także wpływu mikromieszania i współzawodnictwa równoległych procesów agregacji na
wytrącanie nano-cząstek oraz ich depozycję na powierzchni substratu. Część uzyskanych
wyników została przedstawiona w pracy doktorskiej, a następnie opublikowana w formie 3
artykułów w czasopismach należących do bazy JCR, a pozostała opublikowana w 5
publikacjach naukowych (4 w czasopismach z bazy JCR) oraz materiałach konferencyjnych 4
międzynarodowych i 2 krajowych konferencji naukowych. Należy podkreślić tu fakt, że 2 z
tych publikacji dotyczyły badań wykonanych przez dr inż. M. Jasińską jeszcze w ramach
pracy magisterskiej. Wyniki te zostały również zaprezentowane na 10 międzynarodowych i
krajowych konferencjach naukowych.
Prace badawcze wykonywane w trakcie studiów doktoranckich finansowane były
częściowo finansowane przez firmę Merck KGaA, czego rezultatem było powstanie 10
niepublikowanych raportów poufnych.
Po uzyskaniu stopnia doktora dr. inż. M. Jasińska zainteresowała się badaniami
dotyczącymi mieszalników typu rotor-stator. Jej zainteresowanie tym tematem wynikało z
powszechnego stosowania tych urządzeń w wielu technologiach oraz braku pogłębionej
wiedzy na temat ich działania. Część prac wykonanych zostało we współpracy z przemysłem,
czego wynikiem były 4 poufne raporty.
Jednym z podstawowych zagadnień, którym zajęła się w tych badaniach dr inż. M.
Jasińska był sposób opisu liczby mocy. Sformułowała Ona nowe korelacje określające liczbę
mocy oraz zinterpretowała znaczenie poszczególnych występujących w nich wyrazów, co
umożliwiło poprawną analizę efektywności energetycznej mieszania w badanych przez Nią
mieszalnikach oraz pozwoliło na rozwiązanie problemów z powiększeniem ich skali. Wyniki
przeprowadzonych badań zostały opublikowane w 3 artykułach (2 w czasopismach z bazy
JCR) i rozdziale monografii „Process Engineering and Chemical Plant Design” oraz
przedstawione na 3 (w tym 2 międzynarodowe) konferencjach naukowych.
Drugim, ważnym zagadnieniem, związanym z wykorzystaniem mieszalników typu
rotor-stator do wytwarzania emulsji, jest przewidywanie szybkości rozpadu kropel i
powiększanie skali procesu ich dyspersji. Problem ten dr inż. M. Jasińska rozwiązała przy
pomocy zastosowania obliczeniowej mechaniki płynów (CFD), w połączeniu z własnymi
sformułowaniami dotyczącymi rozwiązania równań bilansu populacji oraz zastosowaniem
modelu multifraktalnego burzliwości intermitentnej. Wyniki przeprowadzonych badań zostały
opublikowane w 4 publikacjach (3 w czasopismach z bazy JCR) oraz zaprezentowane na 3 (w
tym 2 międzynarodowe) konferencjach naukowych.
Bardzo dużo miejsca w swojej pracy naukowej poświeciła dr inż. M. Jasińska
problematyce mieszania w układach jednofazowych z testowymi reakcjami chemicznymi.
Jednym z najważniejszych tematów dotyczących tego obszaru badań było opracowanie i
zastosowanie metodologii określania efektywności energetycznej mieszania na skale
molekularną, co wiązało się z bardziej wszechstronnym wykorzystaniem reakcji testowych.
Dr inż. M. Jasińska przeprowadziła wiele badań zarówno eksperymentalnych, z udziałem
złożonych reakcji testowych, jak i modelowych (symulacje), przy zastosowaniu CFD. Wyniki
tych badań zostały opublikowane w 7 publikacjach (4 w czasopismach z bazy JCR), 3
materiałach krajowych konferencji naukowych oraz zaprezentowane na 11 (w tym 5
międzynarodowych) konferencjach naukowych. Badania te, wspierane w ramach grantów
naukowych YSP, British-Polish Young Scientist Programme (dr inż. M. Jasińska – kierownik
projektu), Royal Society Grant i Unilever R&D port Sunlight, wykonywano częściowo we
współpracy z przemysłem, czego wynikiem były 3 niepublikowane raporty poufne.
Następnym zagadnieniem badanym przez Panią dr inż. M. Jasińska była wymiana
masy w układach dwufazowych ciecz–ciecz z testowymi reakcjami chemicznymi. Wynikiem
tych badań było opracowanie i weryfikacja reakcji testowych, umożliwiających porównanie
szybkości wymiany masy w różnego rodzaju reaktorach i mieszalnikach. Stwierdzono
również, że podobnie jak w przypadku układów homogenicznych w układach dwufazowych
można porównywać wartości efektywności energetycznej wymiany masy. Wyniki badań
zostały opublikowane w 2 publikacjach (1 w czasopiśmie z bazy JCR), materiałach
międzynarodowej konferencji naukowej oraz zaprezentowane na 7 (w tym 6
międzynarodowych) konferencjach naukowych.
Ostatnim z tematów dotyczących głównego nurt badań prowadzonych przez dr inż. M.
Jasińską jest zastosowanie reakcji testowych do badania stopnia wymieszania w reaktorach z
mieszadłem i mikroreaktorach oraz ich porównanie z działaniem reaktorów typu rotor –
stator. Wyniki prowadzonych w tym obszarze prac zostały opublikowane w 2 czasopismach
znajdujących się w bazie JCR oraz monografii „Mixing and processing of liquids in rotorstator devices”.
Monografia ta wraz z przeglądowym artykułem, opublikowanym w Chemical and
Process Engineering (Inżynieria Chemiczna i Procesowa) zawierają podsumowanie głównego
nurtu badań prowadzonych przez dr. inż. M. Jasińską.
Ponadto, dr inż. M. Jasińska, prowadziła w ramach grantu NCBiR, we współpracy z
Zakładami Chemicznymi ZAChEM S.A., badania dotyczące modelowania reakcji złożonych
w fazie gazowej. Wynikiem tych badań było opracowanie dwóch koncepcji reaktora do
fosgenowania w fazie gazowej, które zostały opatentowane (5 patentów, w tym 1 światowy i
1 europejski), a część wyników została opublikowana (1 publikacja) i zaprezentowana na
krajowej konferencji naukowej.
Pozostałe badania prowadzone przez dr inż. M. Jasińska, częściowo we współpracy z
przemysłem, dotyczą procesu wytrącania nano-cząstek krzemionki z roztworów wodnych (3
niepublikowane raporty poufne, 1 publikacja w czasopiśmie znajdującym się w bazie JCR i
publikacje w materiałach 2 międzynarodowych konferencji naukowych), modelowania
własności reologicznych gęstych emulsji (niepublikowany raport poufny), a także wnikania
masy do kropel o mobilnej powierzchni (rozdział w monografii, 1 publikacja w czasopiśmie z
listy MNiSzW i publikacje w materiałach 2 konferencji (1 międzynarodowa) naukowych)
oraz rozpadu drożdży z wykorzystaniem ultradźwięków (publikacje w materiałach
międzynarodowej konferencji naukowej).
Piętnaście publikacji dr inż. M. Jasińskiej zostało opublikowanych w czasopismach
znajdujących się w bazie Journal Citation Reports. Należą do nich czasopisma o wysokim
poziomie naukowych: Sensors and Actuators (IF = 4.097 – 1 publikacja), Applied Thermal
Engineering (IF = 2.739 – 1 publikacja), Chemical Engineering Technology (IF = 2.442 – 2
publikacje), Chemical Engineering Science (IF = 2.337 – 2 publikacje), Chemical
Engineering Research and Design (IF = 2.281 – 1 publikacja), Chemical Engineering and
Processing (IF = 2.071 – 2 publikacje), Chemical and Process Engineering (Inżynieria
Chemiczna i Procesowa) (IF – 0.653 – 5 publikacji) i Polish Journal of Chemical Technology
(IF = 0.333 – 1 publikacja).
Sumaryczny Impact Factor publikacji (wg danych z roku 2014), w których dr inż. M.
Jasińska jest autorem (1 publikacja) i współautorem (14 publikacji) wynosi IF = 26.415
(podany w autoreferacie IF = 19.369), a suma punktów wg punktacji MNiSzW jest równa
505. Indeks Hirscha wg bazy Web of Science wynosi h = 5, a liczba cytowań 55 (z
autocytowaniami 72). Są to dobre wskaźniki aktywności naukowej Habilitanta, świadczące o
wysokim poziomie naukowym Jej dorobku publikacyjnego, szczególnie jeżeli weźmie się pod
uwagę fakt, że dr. inż. M. Jasińska była współautorem aż 21 opracowań dla przemysłu
(raporty o charakterze poufnym), które w dużej części nie mogły być opublikowane.
Na podkreślenie w działalności naukowej dr inż. M. Jasińskiej zasługuje fakt Jej dużej
aktywności w prezentowaniu wyników badań na konferencjach naukowych oraz udział w
grantach naukowo-badawczych, w tym:
jako wykonawcy w grancie europejskim 7FP PILLS 214 599 pt. „Metody
intensyfikacji procesów dla układów ciecz-ciecz w urządzeniach strukturalnych”,
jako głównego wykonawcy, finansowanego w ramach konkursu „Opus 6”, projektu
„Mechanizm wymiany w układach dwufazowych ciecz-ciecz: nowe modele i
weryfikacja doświadczalna”,
jako głównego wykonawcy, we wspomnianych wcześniej, 7 grantach przemysłowych.
O uznaniu przez środowisko działalności naukowej dr inż. Magdaleny Jasińskiej
świadczy fakt, otrzymania nagrody indywidualnej JM rektora PW II stopnia za osiągniecia
naukowe (2006) oraz powierzenia Jej recenzowania publikacji w trzech czasopismach
naukowych o zasięgu miedzynarodowym: The Canadian Journal of Chemical Engineering,
Chemical and Process Engineering (Inżynieria Chemiczna i Procesowa) oraz Inżynieria i
Aparatura Chemiczna,
Podsumowując dorobek naukowy dr inż. M. Jasińskiej należy stwierdzić, że
reprezentuje on wysoki poziom naukowy czego wyrazem jest m.in. 15 prac
opublikowanych w czasopismach znajdujących się w bazie Journal Citation Reports oraz
5 patentów (w tym światowy i europejski). Działalność naukowa dr. inż. M. Jasińskiej
jest uznana przez środowisko, a prowadzone przez Nią badania dotyczące
modelowaniem procesów inżynierii chemicznej i bioinżynierii oprócz znaczenia
poznawczego mają bardzo duży aspekt praktyczny.
4. Ocena, przedstawionego przez Habilitanta, jednotematycznego cyklu publikacji
Jako podstawę wniosku o przeprowadzenie postępowania habilitacyjnego, z dziedziny
nauk technicznych, w dyscyplinie naukowej inżynieria chemiczna, dr inż. M. Jasińska
przedstawiła jednotematyczny cykl publikacji, zatytułowany „Mieszalnik typu rotor-stator,
efektywność energetyczna i aplikacje”, w którego skład wchodzi:
monografia: M. Jasińska, J. Bałdyga, „Mixing and processing of liguids in rotor-stator
devices”, Lambert Academic Publishing, pp. 106 (2014) – udział 80%,
rozdział: J. Bałdyga, M. Jasińska, ,,Reactive mixing and dispersion processes in rotorstator devices” w monografii ‘Process Engineering and Chemical Plant Design
2011’, Eds. G. Wozny, Ł. Hardy, Universitatsverlag der TU Berlin, 135 – 144 (2011)
– udział 60%,
8 publikacji w następujących czasopismach naukowych znajdujących się w bazie JCR:
– Chemical and Process Engineering (Inżynieria Chemiczna i Procesowa):
a) M. Jasińska, “Test reactions to study efficiency of mixing” - udział 100%,
b) J. Bałdyga, A. Kowalski, M. Cooke, M. Jasińska, “Investigation of micromixing
in a rotor-stator mixer”. – udział 65%,
– Chemical Engineering and Processing:
a) M. Jasińska, J. Bałdyga, M. Cooke, A. Kowalski, “Specific features of power
characteristics of in-line rotor-stator mixers.” – udział 70%,
b) M. Jasińska, J. Bałdyga, S. Hall, A. Pacek, “Dispersion of oil droplets in rotorstator mixers: Experimental investigations and modeling.” – udział 60%,
– Chemical Engineering Research and Design
a) M. Jasińska, J. Bałdyga, M. Cooke, A. Kowalski “Investigations of mass transfer
with chemical reactions in two-phase liquid-liquid systems.” – udział 60%,
– Applied Thermal Engineering:
a) M. Jasińska, J. Bałdyga, M. Cooke, A. Kowalski, “Application of test reactions
to study micromixing in the rotor-stator mixer (test reactions for rotor-stator
mixer).” – udział 65%,
– Sensors and Actuators B:
a) K. Malecha, L. Golonka, J. Bałdyga, M. Jasińska, P. Sobieszuk, “Serpentine
microfluidic mixer made in LTCC.” – udział 30%,
– Polish Journal of Chemical Technology:
a) J. Bałdyga, M. Jasińska, “New closure method for a simultaneous diazo coupling
between 1- and 2-Naphthols and diazotized sulphanilic acid.” – udział 70%.
Dr inż. M. Jasińska w wykazie jednotematycznego cyklu publikacji podaje inny tytuł
monografii („Effects of Rotor-Stator Mixer Performance on Drop Dispersion, Micromixing,
Mass Transfer and Chemical Reactions”) niż monografia znajdująca się w przedstawionej
przez Nią dokumentacji. Ponieważ wszelkie pozostałe dane bibliograficzne tej monografii,
takie jak autorzy, rok wydania, nazwa wydawcy i nr ISBN, podane przez dr. inż. M Jasińską,
są w pełni zgodne z danymi monografii „Mixing and processing of liguids in rotor-stator
devices” przyjmuję, że został popełniony błąd (np. podano tytuł roboczy monografii) w spisie
podanym przez Habilitanta i traktuję tę, znajdująca się w dokumentacji, monografię, jako
monografię wchodzącą w skład jednotematycznego cyklu publikacji „Mieszalnik typu rotorstator, efektywność energetyczna i aplikacje”.
Przedstawiony, przez dr inż. M. Jasińską, w jednotematycznym cyklu publikacji
dorobek naukowy składa się z:
dwóch publikacji (monografia i artykuł w Chemical and Process Engineering
(Inżynieria Chemiczna i Procesowa)) dotyczących podsumowania wyników
prowadzonych przez Nią badań skonfrontowanych z wynikami innych badaczy
wykonanych praktycznie samodzielnie przez dr inż. M Jasińską (20% udział prof. dr
hab. inż. J. Bałdygi w monografii, zgodnie z jego deklaracją, ograniczał się do
przygotowania publikacji),
czterech publikacji, cztero-autorskich, w których dr. inż. M. Jasińska jest pierwszym
autorem (w dwóch z nich jest również autorem korespondencyjnym) i jej udział,
wynoszący od 60% do 70%, dotyczy wykonania badań doświadczalnych, opracowania
modeli i metod obliczeniowych, wykonania obliczeń oraz przygotowania publikacji.
Znaczący udział dr. inż. M. Jasińskiej w tych publikacjach potwierdzają deklaracje
wszystkich współautorów.
dwóch publikacji (rozdział monografii i artykuł w Polish Journal of Chemical
Technology) napisanych wspólnie z prof. dr hab. inż. J. Bałdygą, w których dr. inż. M.
Jasińska jest drugim autorem, ale jej udział w nich wynosi odpowiednio 60% i 70%
(co potwierdza deklaracja prof. dr hab. inż. J. Bałdygi) i dotyczy wykonania badań
doświadczalnych, interpretacji wyników, opracowania modeli i metod
obliczeniowych, wykonania obliczeń oraz przygotowania publikacji,
dwóch publikacji (artykuły w Sensors and Actuators B i w Chemical and Process
Engineering (Inżynieria Chemiczna i Procesowa)), wielo-autorskich, w których dr.
inż. M. Jasińska jest czwartym autorem i jej udział, wynoszący odpowiednio 30% i
65%, dotyczy, podobnie jak w poprzednich publikacjach, wykonania badań
doświadczalnych, opracowania modeli i metod obliczeniowych, wykonania obliczeń
oraz przygotowania publikacji. Udziały dr. inż. M. Jasińska w tych publikacjach
potwierdzają deklaracje wszystkich współautorów.
Na podstawie powyższej analizy mogę jednoznacznie stwierdzić, że osobisty wkład dr
inż. M. Jasińskiej do, zaprezentowanego w jednotematycznym cyklu publikacji „Mieszalnik
typu rotor-stator, efektywność energetyczna i aplikacje”, dorobku naukowego jest bardzo
znaczący i istotny, i może być w pełni traktowany jako oryginalne osiągnięcie Habilitanta w
rozumieniu art. 16 ust.2 Ustawy o Stopniach i Tytułach z dn. 14.03.2003 (Dz. U. Nr 65, z
późniejszymi zmianami).
Przedstawione w jednotematycznym cyklu publikacji zagadnienia naukowe dotyczą:
mocy mieszania i dyspersji kropel fazy rozproszonej w mieszalnikach typu rotor-stator,
zastosowania reakcji testowych do badania stopnia wymieszania i efektywności energetycznej
mieszania w układach homogenicznych oraz szybkości wymiany i efektywności
energetycznej transportu masy w układach dwufazowych ciecz-ciecz w tych mieszalnikach,
zastosowania reakcji testowych do badania stopnia wymieszania w reaktorach zbiornikowych
z mieszadłem i mikroreaktorach oraz porównanie ich z działaniem reaktorów typu rotorstator, a także propozycji nowych reakcji testowych do badania układów z intensywnym
mieszaniem.
Mieszalniki typu rotor-stator umożliwiają generację bardzo wysokich naprężeń
hydrodynamicznych w ściśle określonych obszarach mieszalnika, dzięki czemu można, przy
możliwie małym zużyciu energii, prowadzić rozdrabnianie, wytwarzanie emulsji i zawiesin
oraz procesy z udziałem reakcji chemicznych (w tym złożonych) kontrolowanych przez
mieszanie. Dlatego też badanie mocy mieszania w tego typu mieszalnikach ma zasadnicze
znaczenie.
Dr inż. M. Jasińska zaproponowała nowe wyrażenia na moc mieszania i liczbę mocy
w mieszalnikach typu rotor-stator, w zależności od liczby pompowania, które zweryfikowała
przy użyciu badań doświadczalnych i obliczeń CFD (monografia, rozdział w monografii,
artykuł w Chemical and Process Engineering (Inżynieria Chemiczna i Procesowa) - b).
Zostały one również zweryfikowane w pracach doświadczalnych innych autorów, co zostało
opisane w monografii. Zależności te przewidywały monotoniczny wzrost liczby mocy ze
wzrostem liczby pompowania. Dla małych wartości liczby pompowania, było to jednak
sprzeczne z doświadczeniem, które pokazuje, że dla tego przypadku obserwuje się również
wzrost liczby mocy wraz ze spadkiem przepływu i spadkiem liczby pompowania. Zależności
te uogólniono (artykuł w Chemical Engineering and Processing – a) poprzez uwzględnienie
strat na cyrkulacje wewnątrz mieszalnika, przy silnym dławieniu przepływu, a ich postać
potwierdzono przez przeprowadzone obliczenia CFD.
Występujące, w uogólnionych wyrażeniach na moc mieszania i liczbę mocy w
mieszalnikach typu rotor-stator, stałe, które można wyznaczyć doświadczalnie, pomocne są
do oszacowania efektywności energetycznej mieszalnika w procesie dyspergowania kropel
(określenie ułamka mocy mieszania wykorzystywanego na dyspersję kropel) oraz
powiększania skali procesu. Wykazano ponadto (artykuł w Chemical Engineering and
Processing – a), że nawet dla dużych wartości liczby Reynoldsa (Re) definiowanej przy
użyciu średnicy rotora, istnieje wpływ liczby Reynoldsa na liczbę mocy i dopiero powyżej Re
= 1000, efekty lepkości zanikają w całym mieszalniku.
Następnym zagadnieniem badanym prze dr inż. M. Jasińską była dyspersja kropel fazy
rozproszonej w mieszalnikach typu rotor-stator. Do opisu dyspersji kropel w tych mieszalnika
zastosowała Ona model multifraktalny burzliwej dyspersji kropel z uwzględnieniem efektu
intermitencji, stosowany wcześniej do modelowania dyspersji kropel w mieszalnikach
zbiornikowych z mieszadłem. Wyniki badań (artykuł w Chemical Engineering and Processing
– b) wykazały, że uzyskanie znacznej redukcji rozmiarów kropel jest możliwe tylko w
przypadku wielokrotnego przejścia emulsji przez mieszalnik. Stwierdzono również, że lepszą
zgodność między przewidywaniami modelu a wynikami eksperymentalnymi uzyskuje się dla
większych wartości liczby Reynoldsa (model multifraktalny burzliwości poprawnie opisuje
rozwinięty przepływ burzliwy). Dodatkowo wyjaśniono obserwacje doświadczalne dotyczące
metod skalowania procesu dyspersji kropel. Wykazano, że nie ma sprzeczności między
powiększaniem skali procesu dyspersji kropel w oparciu o prędkość łopatek rotora i rozkład
szybkości dyssypacji energii dla mieszalników typu Silverson.
Ponadto wyniki badań doświadczalnych i symulacji pokazały, że nawet po
dziesięciokrotnym przepuszczeniu emulsji przez mieszalnik, średnice kropel nie osiągnęły
wartości asymptotycznych (maksymalnych stabilnych). Przyczyną tego było struktura
przepływu, pozwalająca na bocznikowanie obszaru o dużych naprężeniach
hydrodynamicznych oraz zużycie części energii na opory przepływu. Ponadto, stwierdzono,
że obok niehomogeniczności rozkładu energii i naprężeń dużej skali, efekty intermitencji
powodują powstawanie niehomogeniczności małej skali. Opis procesu poprawiono (artykuł w
Applied Thermal Engineering) poprzez zastosowanie efektywności mieszania
identyfikowanej przy użyciu reakcji testowych.
Bardzo dużo miejsca w swoich pracach dr inż. M. Jasińska poświęciła zastosowaniu
reakcji testowych do badania stopnia wymieszania w reaktorach zbiornikowych z
mieszadłem, mikroreaktorach i mieszalnikach typu rotor-stator (monografia i artykuły w
Chemical and Process Engineering (Inżynieria Chemiczna i Procesowa) – a i Sensors and
Actuators B), efektywności energetycznej mieszania w układach homogenicznych w
mieszalnikach typu rotor-stator (rozdział w monografii i artykuły Applied Thermal
Engineering i Polish Journal of Chemical Technology) oraz badania szybkości wymiany i
efektywności energetycznej transportu masy w układach dwufazowych ciecz-ciecz, w
mieszalnikach typu rotor-stator (monografia i artykuły w Chemical and Process Engineering
(Inżynieria Chemiczna i Procesowa) – a i Chemical Engineering Research and Design).
Dobór reakcji testowych odbywał się wg następującej procedury: po analizie stałych
czasowych charakteryzujących kinetykę reakcji chemicznych i szybkość mieszania, przebieg
procesu mikromieszania (skala molekularna), w mieszalniku typu rotor-stator, badano z
wykorzystaniem szeregowo-równoległych reakcji testowych zachodzących między 1naftolem i 2-naftolem a kwasem 4-sulfofenylodiazoniowym. Wyniki interpretowano przy
użyciu CFD, w połączeniu z modelami zamknięcia (artykuł w Polish Journal of Chemical
Technology). Efektywność mieszania definiowano w oparciu o rozwinięcie koncepcji Ottino,
dotyczącej efektów konwekcyjnych mieszania, związanej z aktualną orientacją powierzchni
kontaktu mieszanych płynów w relacji do głównych kierunków deformacji (tensor
diagonalny). Metoda wyznaczania efektywności mieszania (artykuł w Applied Thermal
Engineering) przy użyciu reakcji testowych oraz modelu mikromieszania polegała na
opracowaniu teoretycznej krzywej wzorcowej (zależność od szybkości dyssypacji energii i
selektywności przebiegu reakcji testowych prowadzonych w najbardziej korzystnych
warunkach) konstruowanej poprzez wykonanie symulacji przy użyciu modelu zagarniania
(model E). Porównanie praktycznie zastosowanej szybkości dyssypacji energii z energią
wynikającą z krzywej wzorcowej, dla identycznych, zmierzonych wartości selektywności,
pozwala wyznaczyć efektywność energetyczną mieszania (ułamek użytej energii, niezbędny
do uzyskania zmierzonej selektywności). Metodę tę zastosowano do badania mieszalników
typu rotor-stator i stwierdzono, że efektywność mieszania w tych mieszalnikach jest wysoka,
(mieści się w przedziale 5% do 30%) i maleje wraz ze wzrostem mocy mieszania.
Należy podkreślić, że metoda zaproponowana przez dr inż. M. Jasińską, oparta o
wyznaczanie stałych czasowych mieszania z modeli mikromieszania i eksperymentalnie
wyznaczonych wartości selektywności, pozwala na bezpośrednie porównanie efektywności
energetycznej mieszania w różnego typu mieszalnikach i reaktorach, dla różnych reakcji i
różnych sposobów prowadzenia procesu.
W ramach tej metody dr inż. M Jasińska opracowała także nowy układ reakcji
testowych (reakcje równoległe między kwasem benzoesowym i estrem, obecnymi
początkowo w fazie rozproszonej i zasadą sodową obecną w wodnej fazie ciągłej),
dostosowany do badania układów dwufazowych ciecz-ciecz, umożliwiający wyznaczenie
współczynników wnikania masy (monografia i artykuły w Chemical and Process Engineering
(Inżynieria Chemiczna i Procesowa) – a i Chemical Engineering Research and Design). W
tym przypadku do konstrukcji krzywej wzorcowej wykorzystano model Kołmogorowa
rozpadu kropel oraz model Batchelora wymiany masy. Proponowana metoda pozwoliła na
porównanie działania reaktora zbiornikowego z mieszadłem łopatkowym z działaniem
reaktorów wyposażonych w mieszalniki typu rotor-stator.
Opracowana przez dr inż. M. Jasińską metoda wyznaczania efektywności mieszania
została także zastosowana do charakteryzowania działania mikroreaktorów typu serpentyna i
meander (monografia i artykuły w Chemical and Process Engineering (Inżynieria Chemiczna
i Procesowa) – a i Sensors and Actuators B). Stwierdzono, że mikroreaktor typu meander ma
bardzo niską efektywność energetyczną mieszania, eliminującą ten reaktor z zastosowań
praktycznych, a efektywność energetyczna mieszania w mikroreaktorze typu serpentyna
zawiera się pomiędzy 2% a 15% i rośnie ze wzrostem szybkości przepływu (wzrost
szybkości dyssypacji energii). Jest to związane z intensyfikacją efektów konwekcyjnych, przy
wzrastającej prędkości płynu, charakterystycznych dla przepływów chaotycznych, co jest
odmiennym zachowaniem od zachowania obserwowanego w przypadku mieszalnika typu
rotor-stator, gdzie wzrost częstości obrotów rotora powodował spadek efektywności.
Stwierdzono również, że efektywność mieszania w reaktorach zbiornikowych z
mieszadłem jest niska, ze względu na długi czas zasilania w układzie o działaniu
półokresowym (bądź długi średni czas przebywania w układach o działaniu ciągłym), ale
zastosowanie reakcji testowych pozwala dobrać właściwe, dla danej szybkości reakcji,
warunki mieszania.
Dr inż. M. Jasińska zaproponowała także nowy układ reakcji testowych,
umożliwiający badanie mieszania w reaktorach zbiornikowych z mieszadłem dla wyższych
częstości obrotów mieszadła (monografia i rozdział w monografii), niż te na które pozwalają
powszechnie stosowane reakcje równoległe między kwasem solnym, zasadą sodową i
chlorooctanem etylu. Wykazała ona, przy tym, że zastąpienie chlorooctanu etylu przez
dwuchlorooctan etylu (zmniejszenie stałej czasowej drugiej reakcji - zestaw reakcji:
nieskończenie szybka i szybka) pozwala na badanie mieszania w reaktorach dla znacznie
wyższych częstości obrotów mieszadła.
W mojej opinii do najważniejszych osiągnięć dr inż. M. Jasińskiej, będących nowością
naukową, zawartych w jednotematycznym cyklu publikacji „Mieszalnik typu rotor-stator,
efektywność energetyczna i aplikacje” należą:
zaproponowanie nowych wyrażeń opisujących moc mieszania w urządzeniach typu
rotor-stator wraz z ich weryfikacją (badania doświadczalnych i symulacje CFD),
opracowanie metody do szacowania efektywności energetycznej mieszania w
urządzeniach typu rotor-stator wykorzystującej rozszerzone zależności na moc
mieszania oraz wyniki doświadczalne i jej zastosowanie do porównania działania
różnych rozwiązań konstrukcyjnych mieszalników,
opis dyspersji kropel w mieszalnikach typu rotor-stator przy pomocy multifraktalnego
modelu burzliwości oraz zweryfikowanie doświadczalne tej metody,
opracowanie metody wyznaczania efektywności energetycznej mieszania w układach
homogenicznych, wykorzystującej reakcje testowe i model mikromieszania,
zastosowanie reakcji testowych do badania szybkości transportu masy (współczynniki
wnikania) w układach dwufazowych ciecz-ciecz oraz wprowadzenie nowego układu
reakcji testowych, umożliwiającego, w powiązaniu z modelami rozpadu kropel i
wymiany masy, identyfikację efektywności energetycznej procesu wymiany masy w
różnego typu mieszalnikach,
zastosowanie (potwierdzone doświadczalnie) nowych równoległych reakcji testowych
do identyfikację stopnia wymieszania płynów w reaktorach zbiornikowych z
mieszadłem przy wyższych częstościach obrotów mieszadła, niż pozwalają na to
powszechnie stosowane reakcje testowe.
Podsumowując stwierdzam, że przedstawiony przez dr inż. M. Jasińską
jednotematyczny i spójny cykl publikacji, zatytułowany „Mieszalnik typu rotor-stator,
efektywność energetyczna i aplikacje” spełnia w pełni wymagania stawiane przy
nadawaniu stopnia doktora habilitowanego i wnosi do tej tematyki istotne treści
poznawcze.
5. Ocena działalności dydaktycznej i organizacyjnej
Dr inż. Magdalena Jasińska ma bogate doświadczenie dydaktyczne, brak jednak w Jej
dorobku dydaktycznym wykładu autorskiego. Prowadzi Ona obecnie dla studentów Wydziału
Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej ćwiczenia projektowe z
przedmiotów „Inżynieria Bioreaktorów” (od 2002 r) i „Inżynieria reakcji chemicznych i
bioreaktory w przemyśle farmaceutycznym” (od 2011) oraz ćwiczenia laboratoryjne z
przedmiotu „Automatyka” (od 2006 r), a także, w ramach studium podyplomowego dla
Studiów Podyplomowych Inżynieria i Technologia Chemiczna, ćwiczenia z przedmiotu
„Modelowanie procesów jednostkowych”. Ponadto w latach 2010 - 2012 prowadziła wykład z
przedmiotu „Inżynieria Chemiczna i Procesowa” na kierunku Zarządzanie.
Pani dr inż. M. Jasińska przygotowała również, wspólnie z prof. dr hab. inż. Jerzym
Bałdygą, wykład i ćwiczenia projektowe z przedmiotu „Inżynieria produktu w przemyśle
chemicznym”, który został wprowadzony do programu studiów Wydziału Inżynierii
Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej w semestrze zimowym 2015/1016 oraz
brała udział w opracowaniu wykładów z przedmiotu „Mechanika płynów II” prowadzonego
na tym wydziale w ramach studiów II stopnia.
W latach 2006-2015 była opiekunem 10 prac magisterskich oraz 4 prac inżynierskich
wykonanych na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej.
Dr inż. M. Jasińska aktywnie uczestniczy w działalności organizacyjnej na rzecz
środowiska akademickiego. W latach 2006 – 2015 była członkiem komisji do spraw
rekrutacji, a w latach 2006 – 2013 uczestniczyła w promowaniu Wydziału biorąc udział w
licznych spotkaniach organizowanych w ramach Salonu Perspektywy oraz akcji „Dziewczyny
na Politechniki” i „Dni otwarte”.
Ma również doświadczenie w organizacji konferencji naukowych, była bowiem
członkiem komitetu organizacyjnego międzynarodowej konferencji 14-th European
Conference on Mixing.
6. Wniosek końcowy
Stwierdzam, że przedłożony mi do oceny jednotematyczny cykl publikacji pt.
“Mieszalnik typu rotor-stator, efektywność energetyczna i aplikacje” oraz całokształt
dorobku naukowego, dydaktycznego i organizacyjnego dr inż. Magdaleny Jasińskiej
spełnia w pełni ustawowe wymagania stawiane kandydatom do uzyskania stopnia
naukowego doktora habilitowanego.
Dr inż. Magdalena Jasińska jest ukształtowanym pracownikiem naukowym,
legitymującym się znacznym dorobkiem publikacyjnym, w pełni przygotowanym do
samodzielnego prowadzenia badań naukowych. Przedstawione w jednotematycznym cyklu
publikacji pt. “Mieszalnik typu rotor-stator, efektywność energetyczna i aplikacje” oraz
pozostałych publikacjach wyniki przeprowadzonych badań w znaczący sposób przyczyniają
się do rozwoju reprezentowanej przez nią dyscypliny naukowej.
Z pełnym przekonaniem stawiam wniosek o nadanie dr inż. Magdalenie
Jasińskiej stopnia naukowego doktora habilitowanego nauk technicznych w dyscyplinie
inżynieria chemiczna.