Ocena możliwości zastosowania plazmy niskotemperaturowej w celu higienizacji zmieszanych odpadów komunalnych służących do produkcji paliwa alternatywnego

• Autorzy: Wolny-Koładka K. , Pawłat J. , Terebun P. , Kwiatkowski M. , Diatczyk J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.11.43

Warianty tytułu

EN

Evaluation of non thermal plasma application in conditioning of municipal wastes for fuel production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Higienizacja odpadów komunalnych mających stanowić surowiec do produkcji paliwa alternatywnego nastręcza wiele problemów. Dlatego w niniejszej pracy oceniono potencjał przeciwdrobnoustrojowy plazmy niskotemperaturowej w stosunku do wybranych grup mikroorganizmów zasiedlających odpady. Uzyskane wyniki są niezwykle obiecujące i skłaniają do prowadzenia dalszych badań mających na celu optymalizację zaproponowanego procesu higienizacji.

EN

Conditioning of municipal wastes for fuel production is troublesome process. This work describes antimicrobial potential of non thermal plasma against microbial contamination of wastes. However, achieved results are promising, there is a need to conduct further research and optimize proposed process.

Słowa kluczowe

PL

mikroorganizmy; plazma niskotemperaturowa; paliwo alternatywne

EN

microorganisms; nonthermal plasma; alternative fuel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 11
• Strony: 209--213
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wolny-Koładka K.

• Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Polska

autor

Pawłat J.

• Zakład Technologii Plazmowych i Energii Odnawialnej, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin

autor

Terebun P.

• Zakład Technologii Plazmowych i Energii Odnawialnej, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin

autor

Kwiatkowski M.

• Zakład Technologii Plazmowych i Energii Odnawialnej, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin

autor

Diatczyk J.

• Zakład Technologii Plazmowych i Energii Odnawialnej, Instytut Elektrotechniki i Elektrotechnologii Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Pawlat J., Mizuno A., Yamabe C., Pollo I., Absorption and Decomposition of CH3CHO in the Cylindrical Foaming System, Journal Of Advanced Oxidation Technologies, 7 (2004), 59–64
• [2] Lukes P., Dolezalova E., Sisrova I., Clupek M., Aqueous-phase chemistry and bactericidal effects from an air discharge plasma in contact with water: evidence for the formation of peroxynitrite through a pseudo-second-order post-discharge reaction of H2O2 and HNO2, Plasma Sources Science and Technology, 23 (2014), nr. 1, 015019
• [3] Mizeraczyk J., Dors M., Jasiński M., Hrycak B., Czylkowski D., Atmospheric pressure low-power microwave microplasma source for deactivation of microorganisms, European Physical Journal - Applied Physics, 61 (2013), nr. 2, 24309
• [4] Pawłat J., Atmospheric pressure plasma jet for decontamination purposes, European Physical Journal - Applied Physics, 61 (2013), nr. 2, 24323
• [5] Fridman G., Peddinghaus M., Balasubramanian M., Ayan H., Fridman A., Gutsol A., Brooks A., Blood coagulation and living tissue sterilization by floating-electrode dielectric barrier discharge in air, Plasma Chemistry and Plasma Processing, 26 (2006), nr. 4, 425–442
• [6] Krumpolec R., Zahoranova A., Černák M., Kováčik D., Chemical and physical evaluation of hydrophobic pp-HMDSO layers deposited by plasma polymerization at atmospheric pressure, Chem. Listy, 106 (2012), 1450–1454
• [7] Brisset J.-L., Pawlat J., Chemical Effects of Air Plasma Species on Aqueous Solutes in Direct and Delayed Exposure Modes: Discharge, Post-discharge and Plasma Activated Water, Plasma Chemistry and Plasma Processing, 36 (2016), nr. 2, 355–381
• [8] Sahni M., Finney W.C., Locke B.R., Degradation of aqueous phase polychlorinated biphenyls (PCB) using pulsed corona discharges, Journal of Advanced Oxidation Technologies, 8 (2005), nr. 1, 105–111
• [9] Hensel K., Kučerová K., Tarabová B., Janda M., Machala Z., Sano K., Mihai C.T., Ciorpac M., Gorgan L.D., i in., Effects of air transient spark discharge and helium plasma jet on water, bacteria, cells, and biomolecules, Biointerphases, 10 (2015), nr. 2, 029515
• [10] Janda M., Martišovitš V., Hensel K., Machala Z., Generation of antimicrobial NOx by atmospheric air transient spark discharge, Plasma Chemistry and Plasma Processing, 36 (2016), nr. 3, 767–781
• [11] Bruggeman P.J., Kushner M.J., Locke B.R., Gardeniers J.G.E., Graham W.G., Graves D.B., Hofman-Caris R., Maric D., Reid J.P., i in., Plasma–liquid interactions: a review and roadmap, Plasma sources science and technology, 25 (2016), nr. 5, 053002
• [12] Krishna S., Ceriani E., Marotta E., Giardina A., Špatenka P., Paradisi C., Products and mechanism of verapamil removal in water by air non-thermal plasma treatment, Chemical Engineering Journal, 292 (2016), 35–41
• [13] Pawlat J., Ihara S., Removal of color caused by various chemical compounds using electrical discharges in a foaming column, Plasma Processes and Polymers, 4 (2007), nr. 7–8, 753–759
• [14] Vesel A., Junkar I., Cvelbar U., Kovac J., Mozetic M., Surface modification of polyester by oxygen-and nitrogen-plasma treatment, Surface and interface analysis, 40 (2008), nr. 11, 1444–1453
• [15] Krčma F., Blahová L., Fojtíková P., Graham W.G., Grossmannová H., Hlochová L., Horák J., Janová D., Kelsey C.P., i in., Application of low temperature plasmas for restoration/conservation of archaeological objects, Journal of Physics: Conference Series, 565 (2014), nr. 1, 1
• [16] Škoro N., Puač N., Lazović S., Cvelbar U., Kokkoris G., Gogolides E., Characterization and global modelling of lowpressure hydrogen-based RF plasmas suitable for surface cleaning processes, Journal of Physics D: Applied Physics, 46 (2013), nr. 47, 475206
• [17] Prysiazhnyi V., Zaporojchenko V., Kersten H., Černák M., Influence of humidity on atmospheric pressure air plasma treatment of aluminium surfaces, Applied Surface Science, 258 (2012), nr. 14, 5467–5471
• [18] Kolacinski Z., Szymanski L., Raniszewski G., LTE plasma reactors for materials conversion, The European Physical Journal Applied Physics, 61 (2013), nr. 2, 24314
• [19] Favia P., Plasma deposited coatings for biomedical materials and devices: Fluorocarbon and PEO-like coatings, Surface and Coatings Technology, 211 (2012), 50–56
• [20] Dvořáková H., Čech J., Černák M., Sťahel P., Plasma surface activation of high density polyethylene at atmospheric pressure, Composites, 2 (2015), 3
• [21] Pawlat J., Terebun P., Kwiatkowski M., Diatczyk J., RF atmospheric plasma jet surface treatment of paper, Journal of Physics D: Applied Physics, 49 (2016), nr. 37, 374001
• [22] Pawlat J., Kwiatkowski M., Terebun P., Murakami T., RFpowered atmospheric-pressure plasma jet in surface treatment of high-impact polystyrene, IEEE Transactions on Plasma Science, 44 (2016), nr. 3, 314–320
• [23] Janča J., Czernichowski A., Wool treatment in the gas flow from gliding discharge plasma at atmospheric pressure, Surface and Coatings Technology, 98 (1998), nr. 1–3, 1112–1115
• [24] Kwiatkowski M., Terebun P., Krupski P., Diatczyk J., Pawłat J., Analiza kąta zwilżania materiałów polistyrenowych poddanych obróbce plazmą nietermiczną wytwarzaną w reaktorze typu dysza z wyładowaniem barierowym, Przegla̡d elektrotechniczny, 92 (2016), nr. 6, 131–133
• [25] Samoń R., Czapiński J., Grządziel J., Płonka M., Pawłat J., Diatczyk J., Ocena działania bakteriobójczego niskotemperaturowej plazmy nierównowagowej generowanej w reaktorze RF, European Journal Of Medical Technologies,(2014), nr. 2, 17–26
• [26] Dzimitrowicz A., Jamroz P., Nowak P., Sterylizacja za pomocą niskotemperaturowej plazmy, generowanej w warunkach ciśnienia atmosferycznego, Postępy Mikrobiologii, 54 (2015), nr. 2, 195–200
• [27] Laskowska M., Boguslawska-Was E., Kowal P., Holub M., Dabrowski W., Skuteczność wykorzystania niskotemperaturowej plazmy w mikrobiologii i medycynie, Postępy Mikrobiologii, 55 (2016), nr. 2, 172–181
• [28] Moisan M., Barbeau J., Crevier M.-C., Pelletier J., Philip N., Saoudi B., Plasma sterilization. Methods and mechanisms, Pure & Applied Chemistry, 74 (2002), nr. 3, 349
• [29] Wielgosiński G., Przegląd technologii termicznego przekształcania odpadów, Nowa Energia, 1 (2011), 55
• [30] Pawlat J., Inaba T., Study on atmospheric pressure plasma reactor for biphenyl decomposition, IEEJ Transactions on Power and Energy, 123 (2003), nr. 7, 844–851
• [31] Pawłat J., Diatczyk J., Stryczewska H.D., Low-temperature plasma for exhaust gas purification from paint shop - a case study, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (2011), nr. 1, 245–248
• [32] Gomez E., Rani D.A., Cheeseman C.R., Deegan D., Wise M., Boccaccini A.R., Thermal plasma technology for the treatment of wastes: A critical review, Journal of Hazardous Materials, 161 (2009), nr. 2–3, 614–626
• [33] Winnicki T., Tuźnik P., Bezemisyjne technologie przetwarzania stałych odpadów komunalnych – najkrótsza droga spełnienia trudnych wymogów unijnych, Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, 60 (2013), nr. 3, 223–237
• [34] Terebun P., Kwiatkowski M., Pawłat J., Diatczyk J., Krupski P., Janda M., Hensel K., Machala Z., Proc. 20th Symposium on Application of Plasma Processes, Tatranská Lomnica, Slovakia, (2015), 283-287
• [35] Dasan B., Onal-Ulusoy B., Pawlat J., Diatczyk J., Sen Y., Mutlu M., A New and Simple Approach for Decontamination of Food Contact Surfaces with Gliding Arc Discharge Atmospheric Non- Thermal Plasma, Food & Bioprocess Technology, 10 (2017), nr. 4, 650
• [36] Basaran P., Basaran-Akgul N., Oksuz L., Elimination of Aspergillus parasiticus from nut surface with low pressure cold plasma (LPCP) treatment, Food Microbiology, 25 (2008), nr. 4, 626–632
• [37] Ragni L., Berardinelli A., Vannini L., Montanari C., Sirri F., Guerzoni M.E., Guarnieri A., Non-thermal atmospheric gas plasma device for surface decontamination of shell eggs, Journal of Food Engineering, 100 (2010), nr. 1, 125–132
• [38] Sato T., Fujioka K., Ramasamy R., Urayama T., Fujii S., Sterilization efficacy of a coaxial microwave plasma flow at atmospheric pressure, IEEE Transactions on Industry Applications, 42 (2006), nr. 2, 399–404
• [39] Miao H., Yun G., The Effect of Air Plasma on Sterilization of Escherichia coli in Dielectric Barrier Discharge, Plasma Science and Technology, 14 (2012), nr. 8, 735
• [40] Xiaohu L., Feng H., Ying G., Jing Z., Jianjun S., Sterilization of Staphylococcus Aureus by an Atmospheric Non-Thermal Plasma Jet, Plasma Science & Technology, 15 (2013), nr. 5, 439
• [41] Fernández A., Noriega E., Thompson A., Inactivation of Salmonella enterica serovar Typhimurium on fresh produce by cold atmospheric gas plasma technology, Food Microbiology, 33 (2013), nr. 1, 24–29
• [42] Ermolaeva S.A., Varfolomeev A.F., Chernukha M.Y., Yurov D.S., Vasiliev M.M., Kaminskaya A.A., Moisenovich M.M., Romanova J.M., Murashev A.N., i in., Bactericidal effects of non-thermal argon plasma in vitro, in biofilms and in the animal model of infected wounds, Journal of Medical Microbiology, 60 (2011), nr. 1, 75–83
• [43] Daeschlein G., Napp M., von Podewils S., Lutze S., Emmert S., Lange A., Klare I., Haase H., Gümbel D., i in., In Vitro Susceptibility of Multidrug Resistant Skin and Wound Pathogens Against Low Temperature Atmospheric Pressure Plasma Jet (APPJ) and Dielectric Barrier Discharge Plasma (DBD), Plasma Processes and Polymers, 11 (2014), nr. 2, 175–183
• [44] Wolny-Koładka K., Malinowski M., Sikora A., Szymonik K., Pelczar G., Wawrzyniak-Turek K., Effect of the Intensive Aerobic Biostabilization Phase on Selected Microbiological and Physicochemical Parameters of Wastes, Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 4 (2016), nr. 1, 1099–1115
• [45] Sung S.-J., Huh J.-B., Yun M.-J., Chang B.M.W., Jeong C.-M., Jeon Y.-C., Sterilization effect of atmospheric pressure nonthermal air plasma on dental instruments, The Journal of Advanced Prosthodontics, 5 (2013), nr. 1, 2–8

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).