Uogólniona ocena szkodliwości spalin otrzymanych podczas termicznej degradacji związków organicznych w złożu fluidalnym
Jakość spalin jest jednym z czynników warunkujących możliwość stosowania procesów spalania w przemyśle. Obecność wielu składników w spalinach, o różnej szkodliwości, utrudnia jednoznaczną ocenę oddziaływania technologii spalania na środowisko. W niniejszej pracy sformułowano indeks toksyczności spalin, który będąc współczynnikiem bezwymiarowym, uwzględnia obecność w spalinach dowolnej iloś[...]
Rozdzielne zgazowanie węgla w złożach fluidalnych
Badano możliwość zgazowania węgla kamiennego parą wodną bez udziału tlenu. Zaproponowano układ sprzężonych reaktorów fluidyzacyjnych, połączonych strumieniem recyrkulujących ziaren ciała stałego. Ciepło potrzebne do zgazowania uzyskuje się ze spalenia części surowca w atmosferze powietrza. Maksymalna temperatura w układzie nie przekracza 1000°C. Opracowano matematyczny model węzła zgazowani[...]
Termiczne przetwarzanie opakowań aseptycznych w reaktorze fluidyzacyjnym
Przedstawiono wyniki badania procesów zachodzących
podczas termicznego przetwarzania
opakowań aseptycznych, prowadzonego
w reaktorze fluidyzacyjnym ze złożem piaskowym.
W testach spalania okresowego wyróżniono
dwa etapy procesu, różniące się efektami
wizualnymi i czasem trwania. W przypadku
ciągłego doprowadzania materiału do reaktora,
przeprowadzono analizę zanieczyszczeń
gazowych wykorzystując analizator FT-IR oraz
określono rodzaje głównych składników organicznych.
Stwierdzono występowanie metanu,
etenu, etynu oraz naftalenu i benzenu.
Waste aseptic packagings were disintegrated (end size
10-20 mm) and combusted in a fluidized sand bed reactor
at 900°C to study the combustion course and compn. of
flue gases. Two steps were distinguished in the process
(carbonization with flame combustion and heterogeneous
combustion with disintegration of solid particles). Some
amts. of CH4, CH2=CH2, CH≡CH, naphthalene and PhH
were obsd. in the flue gas.
Wielowarstwowa budowa opakowań aseptycznych (papier i aluminium
przedzielone i pokryte polietylenem) pozwala wykorzystać
indywidualne zalety materiałów stanowiących poszczególne warstwy.
Dzięki zastosowaniu folii aluminiowej, będącej barierą dla
tlenu, drobnoustrojów i promieniowania UV1), produkty w opakowaniach
aseptycznych nie muszą być przechowywane w chłodniach.
Jest to powód, dla którego opakowania takie są stosowane na tak
Politechnika Krakowska
Jadwiga Zabagło*, Witold Żukowski
Termiczne przetwarzanie opakowań aseptycznych
w reaktorze fluidyzacyjnym
Thermal processing of aseptic packagings
in a fluidized bed reactor
Dr hab. inż. Witold ŻUKOWSKI, prof. PK, w roku
1990 ukończył studia na Wydziale Inżynierii
i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej.
W 1994 r. obronił pracę doktorską, w 2005 r. przeprowadził
przewód habilitacyjny. Jest dyrektorem
Instytutu Chemii i Technologii Nieorganicznej
tej uczelni. Specjalność - inżynieria chemiczna
i procesowa, inżynieri[...]
Separation of capsaicin from fruits of Capsicum chinense sp. peppers by using a fluidized bed techniques. Wydzielanie kapsaicyny z owoców papryki Capsicum chinense z wykorzystaniem technik fluidyzacyjnych
Yellow and red varieties of Capsicum chinense sp. peppers
fruits were dried in a drying oven or in a fluidized bed apparatus,
fragmented and extd. with EtOH. The exts. were analyzed
by gas chromatog. coupled to mass spectrometry. The
anal. confirmed the presence of capsaicinoids in the exts.
The yield of capsaicin from the yellow variety was 26.9-33.7
mg/g and from the red variety 5.0-16.4 mg/g of dry matter.
Owoce żółtej i czerwonej odmiany papryki
Capsicum chinense suszono dwiema metodami,
w suszarce komorowej i w aparacie ze
złożem fluidalnym. Wysuszony materiał rozdrobniono
i poddano procesowi trójfazowej
ekstrakcji. Otrzymane ekstrakty analizowano
metodą chromatografii gazowej sprzężonej ze
spektrometrią mas. Analizy potwierdziły obecność
kapsaicynoidów w ekstraktach. Z żółtej
odmiany papryki otrzymano 26,9-33,7 mg kapsaicyny,
a z odmiany czerwonej 5,0-16,4 mg
na gram suchej masy produktu.
Produkty pochodzenia roślinnego stanowią ważną grupę związków
ze względu na ich szerokie spektrum zastosowań i wielu odbiorców na
rynku. Wykorzystywane są m.in. jako substancje aktywne w lekach,
składniki suplementów diety, dodatki do żywności w postaci przypraw
i barwników oraz składniki kosmetyków. Znajdują zastosowanie
w rolnictwie, a nawet w przemyśle obronnym.
Sposób pozyskiwania substancji z roślin zależy od ich charakteru
chemicznego, w tym m.in. od ich rozpuszczalności w wodzie. Wiele
związków aktywnych jest rozpuszczalnych w wodzie, więc ich pozyskiwanie
jest proste. Część rozpuszcza się tylko w tłuszczach, dlatego
ich otrzymanie jest trudniejsze, często wieloetapowe, czasochłonne,
a przez to droższe. Optymalizacja takich procesów jest ważnym zadaniem badawczym. Surowiec roślinny musi być dobrze wysuszony,
by czynnik ekstrahujący mógł mieć bezpośredni kontakt z matrycą
zawierającą ekstrahowaną substancję. Jest to warunek konieczny do
uzyskania wysokiej efektywności ekstrakcji.
Owoce papryki są bogatym źródłem wielu ważnych [...]
Three phase fluidized-bed extraction of capsaicin from fruits of Capsicum chinense sp. peppers Trójfazowa fluidalna ekstrakcja kapsaicyny z owoców papryki Capsicum chinense DOI:10.12916/przemchem.2014.570
Fruits of yellow and red varieties of Capsicum chinense sp.
peppers were dried, fragmented and extd. with n-hexane, cyclohexane,
AcOEt, COMe2, EtOH and MeOH. The exts. were
analyzed by gas chromatog. coupled to mass spectrometry.
The anal. confirmed the presence of capsaicinoids in the
exts. The recovery of capsaicin and dihydrocapsaicin was
highest when MeOH and EtOH were used as extn. solvents.
Przeprowadzono trójfazowe fluidalne ekstrakcje
wysuszonych i rozdrobnionych owoców żółtej
i czerwonej odmiany papryki Capsicum chinense
z wykorzystaniem n-heksanu, cykloheksanu,
octanu etylu, acetonu, etanolu i metanolu jako
ekstrahentów. Otrzymane ekstrakty analizowano
metodą chromatografii gazowej sprzężonej
ze spektrometrią mas. Uzyskane wartości odzysków
kapsaicyny i dihydrokapsaicyny potwierdzają
celowość wykorzystywania do ekstrakcji
rozpuszczalników o budowie polarnej.
Owoce papryki są bogatym
źródłem kapsaicynoidów, substancji
odpowiedzialnych za ich
pikantny smak. Do kapsaicynoidów
zalicza się: kapsaicynę,
dihydrokapsaicynę, homokapsaicynę,
homodihydrokapsaicynę
i nordihydrokapsaicynę. Ich ilość
w owocu zależy od odmiany papryki. W tabeli 1 przedstawiono zawartość dwóch najważniejszych
kapsaicynoidów, kapsaicyny i dihydrokapsaicyny, w odniesieniu do całkowitej
ilości kapsaicynoidów w owocach sześciu odmian papryki1). Duże
wahania w stwierdzonych ilościach potwierdzają informacje, że warunki
klimatyczne, wilgotność i ilość opadów, mogą mieć znaczny wpływ na
zawartości kapsaicynoidów w owocach2).
Kapsaicyna i dihydrokapsaicyna o ostrości w skali Scoville’a równoważnej
16,1·106 SHU należą do najbardziej ostrych kapsaicynoidów3).
Mają one wiele zastosowań w różnych dziedzinach życia.
Przejawiają działanie farmakologiczne i fizjologiczne, są wykorzystywane
w preparatach przeciwbólowych, przeciwnowotworowych,
przeciwzapalnych, przeciwutleniających i zwalczających nadwagę.
Ponadto kapsaicynoidy mogą również korzys[...]
Magnetic separation of mobile phones used after the thermal treatment process in the fluidized bed reactor Separacja magnetyczna zużytych telefonów komórkowych po procesie termicznej utylizacji w reaktorze fluidyzacyjnym DOI:10.15199/62.2017.4.37
Shredded phones were burned at high temp. (fuel gas
flame), the products were grinded to approx. 1 mm and
then subjected to magnetic sepn. carried out by using
Nd magnet. Two separator types were used for the elements
smaller or bigger than 1 mm. Total degrees of sepn.
reached 81.9% , 96.6% and 99.2% for Co, Fe and Nd, resp.
Przedstawiono wyniki badań separacji magnetycznej
materiałów uzyskanych po termicznej utylizacji
telefonów komórkowych w laboratoryjnym reaktorze
fluidyzacyjnym. Materiał wyjściowy stanowiło
10 telefonów komórkowych, które poddano
termicznej utylizacji, uzyskując kruche produkty
stałe. Otrzymane materiały zmielono do uziarnienia
poniżej 1 mm oraz poniżej 0,5 mm, a następnie
przeprowadzono separację magnetyczną, wykorzystując
magnes neodymowy, separator płytowy
(trójfazowy) oraz separator talerzowy (taśmowy).
Przeprowadzone kilkuetapowe wzbogacanie magnetyczne
pozwoliło na uzyskanie we frakcjach
magnetycznych łącznego stopnia separacji 81,9%
dla kobaltu, 96,6% dla żelaza i 99,2% dla neodymu.
Zarówno w Europie, jak i na świecie obserwuje się niezmienną
tendencję wzrostową ilości zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego
(ZSEE). W Unii Europejskiej każdego roku powstaje ok.
8 mln t odpadów elektronicznych, przy czym tempo wzrostu wynosi
rocznie 3-5%. Na całym świecie w skali roku pojawia się 20-50 mln t
tych niebezpiecznych odpadów1-3).
Największą tendencję wzrostową wśród ZSEE stanowią sprzęty teleinformatyczne
i telekomunikacyjne, takie jak telefony komórkowe i komputery
osobiste, ze względu na coraz krótszą ich żywotność (wymiana
następuje średnio co 2-5 lat). Obecnie szacuje się, że rocznie wyrzucanych
jest 17 mln komputerów oraz 400 mln telefonów komórkowych z powodu
nieprawidłowego działania sprzętu, przestarzałej technologii lub też chęci
posiadania urządzeń bardziej funkcjonalnych. Szacuje się, że w 2020 r.
liczba zużytych aparatów telefonicznych wzrośnie nawet 7-krotnie4-6).
Telefony komó[...]
Termiczne przekształcanie odpadów z tworzyw sztucznych w chemicznie obojętnym złożu fluidalnym DOI:
Przedmiotem badań było termiczne przekształcanie wybranych odpadów polimerowych w chemicznie obojętnym złożu fluidalnym. Wysoka kaloryczność tworzyw sztucznych umożliwia spalanie autotermiczne, po ustaleniu parametrów początkowych procesu. Analiza ilościowa gazów spalinowych ujawniła wysokie stężenie CO dla wszystkich materiałów odpadowych, natomiast stężenia NOx dla poliwęglanów oraz politereftalanu etylenowego spełniało standardy emisyjne. Wyjątek stanowiła mieszanka PC/ABS, dla której zawartość NOx w gazach odlotowych przekraczała normy emisji.W POLSCE wytwarza się ponad 10 mln. Mg odpadów komunalnych rocznie, co stanowi około 8% wszystkich odpadów powstałych w kraju [7]. Odpady spożywcze stanowią ponad 33%, papier to około 16%, natomiast tworzywa sztuczne zajmują średnio 14% ich ogólnego składu [6]. W roku 2008 na składowiskach zdeponowano 8 693 tys. Mg (86,61%) odpadów komunalnych, biologicznie unieszkodliwiono 262 tys. Mg (2,6%), a termicznie tylko 63 tys. Mg (0,63%). Z selektywnej zbiórki surowców wtórnych uzyskano 682 tys. Mg (6,79%), natomiast segregacja zmieszanych odpadów pozwoliła uzyskać dodatkowe 336 tys. Mg (3,35%) [7]. Recykling w Polsce utrzymuje się na poziomie około 16%, a odzysk energii z pokonsumenckich odpadów z tworzyw sztucznych wynosi ok. 28%, co stawia Polskę na dwudziestym miejscu wśród państw europejskich [5]. W Europie zapotrzebowanie na materiały polimerowe w 2009 roku wyniosło 45 mln. Mg, największe, niezmiennie od lat zużycie notuje segment opakowań, kolejne miejsca zajmują: budownictwo, motoryzacja oraz przemysł elektroniczny. Na pozostałe (26,9%) składa się udział takich sektorów przemysłu jak: sport, rekreacja, rolnictwo itp. (tab. 1). Większość materiałów polimerowych, potocznie zwanych plastikami, może być z powodzeniem poddana powtórnemu przetworzeniu, jednak zawsze pozostaje frakcja zanieczyszczona, która ze względów ekonomicznych przeznaczona jest do utylizacji. Tworzywa sztuczne ch[...]
Wpływ sposobu wprowadzania reagentów na spalanie paliwa gazowego w reaktorze fluidyzacyjnym
Przedstawiono wyniki badania procesu spalania
niezmieszanego wcześniej z powietrzem LPG
w reaktorze fluidyzacyjnym ze złożem inertnym.
Wykazano, że niezależnie od średniej temperatury
złoża spalanie paliwa jest możliwe dopiero
w pewnej odległości od warstwy złoża, do której
paliwo wprowadzono. Przy niskich wartościach
współczynnika nadmiaru powietrza (≤1,15) proces
spalania częściowo przebiega nad złożem także
wtedy, gdy średnia jego temperatura przekracza
900°C. Gdy wartość współczynnika nadmiaru powietrza
jest nie mniejsza niż 1,6 spalanie w złożu
o średniej temperaturze wyższej od 800°C przebiega
wewnątrz złoża, podobnie jak spalanie mieszanki
paliwowo-powietrznej. Przeprowadzone
próby wykazały, że warunki mieszania reagentów
gazowych w sfluidyzowanej warstwie inertnego
chemicznie złoża umożliwiają efektywne prowadzenie
procesu spalania, także wtedy, gdy paliwo
nie jest wcześniej zmieszane z utleniaczem.
Non-premixed liq. pressurized gas-air mixt. was combusted
in a fluidized sand bed reactor to study the course of
the combustion. At the excess air ratio below 1.15, the
combustion took place partly on the bed, even when the
average temp. exceeded 900°C. When the excess air was
higher than 1.6, the combustion took place inside the bed
at above 800°C as in the burning of fuel-air mixt.
Politechnika Krakowska
Jerzy Baron*, Witold Żukowski, Przemysław Migas
Wpływ sposobu wprowadzania reagentów
na spalanie paliwa gazowego
w reaktorze fluidyzacyjnym
Effect of reagents introduction method on the combustion
of gaseous fuel in a fluidized bed reactor
Dr hab. inż. Witold ŻUKOWSKI, prof. PK
w roku 1990 ukończył studia na Wydziale Inżynierii
i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej.
W 1994 r. obronił pracę doktorską, w 2005 r. przeprowadził
przewód habilitacyjny. Jest dyrektorem
Instytutu Chemii i Technologii Nieorganicznej
tej uczelni. Specjalność - inżynieria chemiczna
i procesowa, inżynieria środowiska.
In[...]
Dynamika spalania polimerowych tworzyw sztucznych w reaktorze z pęcherzowym, inertnym złożem fluidalnym
Przedstawiono wyniki badań spalania odpadów
tworzyw sztucznych w reaktorze z pęcherzowym
złożem fluidalnym. Szybkość rozkładu
termicznego i skład powstałych gazów spalinowych
zależą od rodzaju badanego tworzywa
sztucznego oraz warunków, w jakich prowadzono
proces ich spalania. Współspalanie
tworzyw sztucznych z paliwem gazowym powodowało
bardziej stabilny przebieg procesu,
lecz zwiększało stężenie lotnych związków organicznych
w strefie nadzłożowej w porównaniu
ze spalaniem samodzielnym próbek w rozgrzanym
do temp. ok. 950°C złożu fluidalnym.
Eight types of plastics were combusted at 850-950°C together
with liquefied petroleum gas (LPG) in a fluidized
sand bed to study the combustion course and compn. of
flue gases. Use of LPG resulted in a stabilization of the
combustion process. A stable combustion of glass fiberreinforced
polyamide (without LPG) was also obsd.
Gwałtowny rozwój nauk zajmujących się związkami wielkocząsteczkowymi
nastąpił w drugiej połowie XIX w. W 1839 r. Goodyear
odkrył zjawisko wulkanizacji kauczuku naturalnego za pomocą siarki.
Politechnika Krakowska
Dawid Jankowski*, Jerzy Baron, Witold Żukowski
Dynamika spalania
polimerowych tworzyw sztucznych
w reaktorze z pęcherzowym,
inertnym złożem fluidalnym
Dynamics of plastics combustion in a reactor with inert
bubble fluidized bed
Dr inż. Jerzy BARON - notkę biograficzną i fotografię Autora drukujemy
w bieżącym numerze na str. 672.
Prof. dr hab. inż. Witold ŻUKOWSKI - notkę biograficzną i fotografię
Autora drukujemy w bieżącym numerze na str. 672.
Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, Wydział Inżynierii
i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska im. Tadeusza
Kościuszki, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, tel.: (12) 628-27-71,
fax: (12) 628-20-36, e-mail: jankowski_dawid@o2.pl�
Mgr inż. Dawid JANKOWSKI w roku 2009 ukończył
studia na Wydziale Inżynierii i Technologii
Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Jest doktorantem
w Instytucie [...]
Termiczny rozkład wybranych związków chloroorganicznych w procesie spalania gazu w złożu fluidalnym
Przedstawiono wyniki badań procesu termicznego
rozkładu dichlorometanu i chlorobenzenu
w czasie spalania LPG w inertnym,
pęcherzowym złożu fluidalnym. Dodanie do
mieszanki palnej organicznych związków
chloru wpływa na mechanizm i kinetykę
procesu spalania, powodując istotne zwiększenie
stężenia CO i NOx w spalinach.
Stwierdzono, że stopień konwersji badanych
chloropochodnych wynosił 92-100%,
gdy średnia temperatura złoża zmieniała się
w zakresie od 900°C do temperatury płynięcia
materiału złoża.
CH2Cl2 and PhCl were added (900-5350 ppm) to liq. petroleum
gas combusted in fluidized sand bed under lab. conditions
to study formation of the Cl-contg. org. compds.,
CO and NOx in flue gas. The conversion of CH2Cl2 and
PhCl added was 92-100% at above 900°C. An increased
contents of CO and NOx were also obsd.
Chloropochodne węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
należą do grupy związków wytwarzanych na wielką skalę
(m.in. rozpuszczalniki i niektóre biocydy). Substancje te są
trwałymi zanieczyszczeniami środowiska. Ich rozkład w naturze
zachodzi powoli ze względu na obecność wiązań kowalencyjnych
Dr inż. Małgorzata OLEK w roku 2002 ukończyła
studia na Wydziale Geodezji Górniczej i Inżynierii
Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej
w Krakowie. Jest adiunktem w Instytucie Inżynierii
Cieplnej i Ochrony Powietrza Politechniki Krakowskiej.
Specjalność - utylizacja odpadów.
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Politechnika Krakowska,
ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, tel.: (12) 628-25-92, e-mail:
mmt.olek@gmail.com
* Autor do korespondencji:
Politechnika Krakowska
Małgorzata Olek*, Jerzy Baron, Witold Żukowski
Termiczny rozkład wybranych związków
chloroorganicznych w procesie spalania gazu
w złożu fluidalnym
Thermal decomposition of selected organochlorine
compounds during gas combustion in fluidized bed
Dr inż. Jerzy BARON w roku 1979 ukończył studia
na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej.
Jest adiunkt[...]