Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ parametrów magazynowania na zawartość wilgoci w ogrodniczej wełnie mineralnej

Nieweś D., Kaniewski M., Huculak-Mączka M., Hoffmann K., Hoffman J., Zielnik J., Rudowicz K.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 12

2093--2097

PL

Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu parametrów magazynowania na zawartość wilgoci w ogrodniczej wełnie mineralnej, opartych na macierzy eksperymentu zgodnej z planem Boksa i Behnkena dla dwóch rodzajów próbek ogrodniczej wełny mineralnej świeżej oraz pouprawowej. Jako parametry przechowywania wybrano czas, temperaturę oraz wilgotność względną otoczenia. Wpływ każdego z parametrów, a także jego współczynnik istotności w analizowanym układzie określono poprzez wygenerowanie trójwymiarowych wykresów powierzchni odpowiedzi z wykresami warstwicowymi oraz tabel współczynników regresji dla opracowanych modeli.

EN

Effect of temp. (35-55°C), storage time (24–72 h) and relative humidity of environment (30-50%) on the moisture content in pure and used mineral wool was studied under lab. conditions by using Box-Behnken exp. design. The moisture content in the used wool increased with decreasing temp. but did not significantly depend on storage time and air humidity.

2

Ocena możliwości wtórnego wykorzystania odpadów ogrodniczej wełny mineralnej do produkcji podłoży ogrodniczych

Hoffmann K., Rudowicz S., Rudowicz J., Pokusa D., Szymczak R., Huculak-Mączka M., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 11

1894--1898

PL

Przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem odpadowej wełny mineralnej w produkcji podłoży ogrodniczych. Wykonano analizy fizykochemiczne typowych odpadów po produkcji ogórka i pomidora. W skali doświadczalnej przetestowano uzyskane mieszane podłoża. Bazując na otrzymanych wynikach, opracowano koncepcję, schemat technologiczny oraz podstawowy bilans materiałowy otrzymywania podłoża ogrodniczego jako mieszanki torfu, wełny mineralnej i nawozu NPK. Przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem odpadowej wełny mineralnej w produkcji podłoży ogrodniczych. Wykonano analizy fizykochemiczne typowych odpadów po produkcji ogórka i pomidora. W skali doświadczalnej przetestowano uzyskane mieszane podłoża. Bazując na otrzymanych wynikach, opracowano koncepcję, schemat technologiczny oraz podstawowy bilans materiałowy otrzymywania podłoża ogrodniczego jako mieszanki torfu, wełny mineralnej i nawozu NPK.

EN

Mineral wool waste from vegetable cultivation was dried (105°C, 3 h) then mech. shredded to grains <10 mm and mixed sep. with 1 of the 4 types of peat in mass ratio 2:3 or 1:4. The substrates were enriched by the addn. of a N, P or K-contg. fertilizer and then studied for d., dry matter content, pH, water capacity and conductivity in accordance with the relevant stds. as well as compared with analogous parameters of com. substrates. Both types of substrates had comparable physicochem. parameters. In addn., a technol. scheme for the prepn. of horticultural substrate made of peat, mineral wool waste and NPK fertilizer was given.

3

Badania nad możliwością ekstrakcji substancji humusowych z wybranych surowców

Huculak-Mączka M., Braun M., Hoffmann J., Hoffmann K.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 10

1680--1683

PL

W celu określenia możliwości ekstrahowania substancji humusowych z wybranych surowców przeprowadzono procesy ekstrakcji z wykorzystaniem torfu ogrodniczego oraz węgla brunatnego. Badane substancje organiczne otrzymywano poprzez alkaliczną ekstrakcję z użyciem dwóch rodzajów ekstrahentów: 0,1 M roztworu KOH i jego mieszaniny z 0,1 M roztworem Na4P2O7. Roztworu KOH użyto w trzech różnych stężeniach (0,1 M, 0,25 M i 0,5 M). Dla każdego z ośmiu wykonanych procesów ekstrakcji wyznaczono stopnie wyekstrahowania kwasów humusowych oraz kwasów huminowych. Najkorzystniejsze wyniki dla węgla brunatnego wynosiły ok. 50% wyekstrahowania kwasów humusowych, natomiast dla torfu ok. 30%. Rezultaty badań potwierdzają możliwość pozyskiwania substancji humusowych z torfu ogrodniczego i węgla brunatnego przy użyciu zastosowanych cieczy ekstrahujących.

EN

KOH solns. with concns. of (i) 0.1 M, (ii) 0.25 M and (iii) 0.5 M as well as (iv) its mixt. (i) with 0.1 M Na4P2O7 soln., mixed in a 1:1 vol. ratio were used to ext. of the sum of humic and fulvic acids and humic acids from peat and lignite. The mass ratio of org. material to extractant was 1:20. In the main, the extractant (ii) was the most effective for both tested materials. Using this extractant for the lignite, the yields of the sum of humic and fulvic acids and humic acids were 47.52 and 46.47%, resp. For the peat, the yields were 29.35 and 27.90%, resp. The extractants (i) and (iv) were the least effective for lignite and peat, resp.

4

Torf i węgiel brunatny jako surowce do otrzymywania kwasów humusowych

Huculak-Mączka M., Braun-Giwerska M., Nieweś D., Mulica M., Hoffmann J., Hoffmann K.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

499--505

PL

Kwasy humusowe stosowane są często w rolnictwie i wielu dziedzinach przemysłu. Substancje te mogą być wykorzystywane jako dodatki do rozmaitych preparatów nawozowych oraz pasz. Aplikacja kwasów humusowych do gleb umożliwia intensyfikację produkcji roślinnej. Zastosowanie tych związków w karmieniu zwierząt gospodarskich pozwala natomiast na otrzymywanie żywności lepszej jakości. Rezultaty te są szczególnie ważne ze względu na konieczność spełniania przez rolników coraz wyższych wymagań dotyczących ilości i sposobów wytwarzania produktów spożywczych. Istotne zatem jest wyznaczenie najkorzystniejszych procesów izolacji kwasów humusowych, określenie parametrów takich procesów, a także wskazanie odpowiednich surowców. Celem przeprowadzonych badań było otrzymywanie frakcji humusowej z dwóch materiałów organicznych, torfu i węgla brunatnego, metodą ekstrakcji alkalicznej. Określono przydatność tych surowców jako źródeł kwasów humusowych. Porównano również skuteczność ekstrakcji w zależności od rodzaju i stężenia zastosowanego ekstrahenta.

EN

Humic and fulvic acids are used frequently in agriculture and many branches of the industry. These substances may be utilized as additives to various fertilizer formulations and feed. The application of humic and fulvic acids to soils enables the intensification of plant production. The use of these substances in feeding livestock allows to obtain a better quality of food. These results are particularly important for farmers due to the necessity to meet increasingly high requirements regarding the quantity and methods of the food production. Therefore, it is important to determine the most beneficial processes for the isolation of humic substances, parameters of such processes and to indicate appropriate raw materials. The aim of this study was to obtain humic fractions from two organic materials, peat and lignite, by alkaline extraction. The usefulness of these raw materials as sources of humic and fulvic acids was determined. The effectiveness of the extraction with various types and concentrations of extractants was compared.

5

Analiza kinetyki reakcji złożonych na przykładzie rozkładu azotanu amonu

Popławski D., Huculak-Mączka M., Hoffmann K., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

561--569

PL

W pracy przedstawiono sposób wyznaczenia parametrów kinetycznych złożonej reakcji rozkładu azotanu amonu. W obliczeniach wykorzystano dane pochodzące z pomiarów przeprowadzonych z zastosowaniem skaningowej kalorymetrii różnicowej sprzężonej z termograwimetrią i spektrometrią mas (DSC-TG-MS). Badane próbki ogrzewano z trzema różnymi szybkościami: 3, 5 i 10 K/min. Parametry kinetyczne reakcji rozkładu wyznaczono z zastosowaniem metody dopasowywania modelu, wykorzystując regresję nieliniową. Uzyskane wyniki zdają się potwierdzać współistnienie dwóch konkurujących ze sobą procesów: endotermicznej dysocjacji i odparowania azotanu amonu oraz jego egzotermicznego rozkładu.

EN

The paper presents a method of determining the kinetic parameters of complex reaction of ammonium nitrate decomposition. The data from measurements carried out with the use of differential scanning calorimetry coupled with thermogravimetry and mass spectrometry (DSC-TG-MS) were used in the calculations. The test samples were heated with three different rates: 3, 5 and 10 K/min. Kinetic parameters of the decomposition reaction were determined by model fitting method using nonlinear regression. The obtained results seem to confirm the existence of two competing processes: the endothermic dissociation and evaporation of ammonium nitrate and its exothermic decomposition.

6

Ocena jakości stałych nawozów na bazie azotanu(V) amonu i ich podatności na przenoszenie detonacji

Kaniewski M., Popławski D., Huculak-Mączka M., Nieweś D., Hoffmann K., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 10

2101--2104

PL

Wykorzystano model matematyczny pozwalający na ocenę podatności na przenoszenie detonacji nawozu na bazie azotanu(V) amonu z pomiarów jego właściwości fizykochemicznych w celu zastąpienia nim kosztowanego testu zalecanego w rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego w sprawie nawozów. Wybrano równanie zaproponowane dla nawozów o wysokiej zawartości azotu na bazie azotanu(V) amonu powleczonych środkami powierzchniowo czynnymi. Zbadano takie właściwości fizykochemiczne nawozów azotowych uzyskanych z różnych źródeł, jak retencja oleju, gęstość nasypowa, uziarnienie, zawartość wilgoci oraz zawartość azotu całkowitego. Żaden z parametrów nie był niezgodny z wartościami deklarowanymi przez producentów. Stwierdzono, że wybrany model jest odpowiedni do oceny podatności na przenoszenie detonacji w nawozach o niższej zawartości azotu, jednakże konieczne jest ulepszenie lub zastąpienie go innym równaniem, aby móc szacować daną właściwość w nawozach o innych kompozycjach chemicznych.

EN

Samples of NH₄NO₃-based fertilizers were studied for porosity (oil retention), bulk d., grain size distribution, moisture and total N content to det. their liability to detonation according to a math. model given by A. Kołaczkowski et al. (2000). The model was fit to describe the detonating liability.

7

Badania nad zastosowaniem octanu wapnia do usuwania α- i β-kwasów z odpadów chmielowych

Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Klem-Marciniak E., Kaniewski M., Popławski D., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 2

437--440

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu usuwania substancji goryczkowych (α- i β-kwasów), z zastosowaniem octanu wapnia, z odpadów chmielowych z przemysłu browarniczego, tzw. wychmielin, powstałych po zastosowaniu procesów ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych. Pozbawione tą metodą gorzkich kwasów wychmieliny mogą być wykorzystane w mieszankach paszowych. Na podstawie wyników badań doświadczalnych określono warunki prowadzenia procesu. Ze względów technologicznych i paszowych należy stosować roztwory octanu wapnia o stężeniu 1-3% mas.

EN

Bitter substances (α- and β-acids) were removed from hop waste from the brewing industry by extn. with aq. Ca(OAc)2 solns. (1-5% by mass). The removal degree of α- and β-acids was 48-55% and that of their isomers was 49-79% by mass. The purified waste met the requirements for animal fodder.

8

Optymalizacja procesu utleniania NOx w procesie syntezy HNO3 z zastosowaniem programu Aspen Plus

Nieweś D., Kaniewski M., Popławski D., Huculak-Mączka M., Klem-Marciniak E., Hoffmann J., Hoffmann K.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

553--559

PL

Kwas azotowy(V) jest związkiem chemicznym, którego większość przemysłowej produkcji jest wykorzystywana do wytwarzania nawozów azotowych. Ze względu na ciągły wzrost zapotrzebowania na produkty azotowe, który podyktowany jest dynamicznym wzrostem populacji ludności świata, produkcja HNO3 ciągle wzrasta. Istotnym problemem w przypadku syntezy HNO3 jest kwestia zanieczyszczeń, głównie gazowych, które są generowane w trakcie procesu. Głównym celem badań było wykorzystanie symulacji komputerowej procesu utleniania mieszaniny gazowej tlenków azotu, powstałej po utlenieniu amoniaku, do innych form tlenkowych. Określono optymalne parametry procesowe pozwalające na otrzymanie jak najwyższego stężenia kwasu azotowego(V). Pozwala to na uzyskanie maksymalnego stopnia przereagowania NOx do końcowego produktu, co jednocześnie minimalizuje ilość gazów odlotowych stanowiących odpad poprodukcyjny. Analizę procesu oparto na symulacji komputerowej wykonanej w programie Aspen Plus. Optymalizowanym parametrem był strumień molowy gazowych produktów utleniania amoniaku, poddawanych dalszemu utlenieniu do NOx. Wykonana analiza pozwoliła na określenie zależności stężenia kwasu azotowego(V), a także stopnia przereagowania NOx do HNO3, od optymalizowanego parametru.

EN

Nitric acid is a chemical compound that is mostly used in the nitrate fertilizers production. Due to an increased demand for nitrogen compounds, which is caused by the growth in the global population, the production of nitric acid is increasing. An important issue in HNO3 production are the gaseous pollutants, which are generated during the process. The main objective of this study was the computer simulation of the oxidation process, where the substrate was a gas mixture formed after ammonia oxidation process. The essence of this process was the oxidation of gaseous mixture comprised of nitrogen oxides and oxygen to other nitrogen oxides. Optimal process parameters to obtain the highest HNO3 concentration were chosen. This allows to get the maximum NOx conversion and minimized concentration of NOx in a waste gas stream. Analysis of process parameters was based on the computer simulation in Aspen Plus. Molar flow of gaseous oxidation products of ammonia was optimized. Obtained results allowed to determine the dependency of the concentration of nitric acid and NOx to HNO3 conversion on optimized parameter.

9

Opis matematyczny oczyszczania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego z użyciem eteru diizopropylowego

Huculak-Mączka M., Nieweś D., Kaniewski M., Hoffmann J., Hoffmann K.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

497--505

PL

Ze względu na szerokie zastosowanie, głównie w przemyśle nawozowym, kwas fosforowy jest jednym z ważniejszych produktów wielkiej chemii. Jego produkcja jest od wielu lat przedmiotem badań nieorganicznej technologii chemicznej. Głównym problemem w tzw. metodzie mokrej, ekstrakcyjnej, która stanowi podstawę przemysłowego otrzymywania H3PO4, jest kwestia jego oczyszczania z jonów metali przemieszczających się w procesie rozkładu surowca kwasem siarkowym(V) do kwasu fosforowego. Zanieczyszczenia te pochodzą głównie ze złóż minerałów fosforonośnych, będących surowcem w procesie. Prowadzi się liczne badania, mające na celu określenie przydatności wybranych rozpuszczalników organicznych w procesie oczyszczania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego metodą ekstrakcji H3PO4 do fazy organicznej, a następnie reekstrakcji produktu wodą. Ze względu na występowanie surowców o coraz większej zawartości zanieczyszczeń poszukuje się nowych sposobów oceny przydatności poszczególnych ekstrahentów w zmieniających się warunkach technologicznych. Celem pracy było wykonanie symulacji komputerowej, w której modelowano proces ekstrakcyjnego oczyszczania kwasu fosforowego z zastosowaniem eteru diizopropylowego (DiPE). Otrzymane wyniki porównano z rezultatami eksperymentów laboratoryjnych, co umożliwiło zweryfikowanie zaproponowanego modelu matematycznego opisującego proces oczyszczania kwasu. W przyszłości możliwe będzie ocenienie zastosowania otrzymanego modelu matematycznego do opisu innych ekstrahentów.

EN

In the view of a wide range of applications of phosphoric acid, mainly in fertilizer industry, H3PO4 is one of the most important products in the large volume inorganic chemistry. Its industrial production has been the subject of studies in inorganic chemical technology for many years. The main problem of the wet, extraction method, which is the basic method of phosphoric acid production, is the separation of metal ions from the unpurified acid. These ions come from raw phosphorous materials, which were digested by sulfuric acid in the phosphoric acid production process. There are studies about the use of organic solvents in purification of phosphoric acid by extraction method, where H3PO4 is extracted to the organic phase and then next to the water. Researchers are looking for new methods of assessment of other extractants due to the increasing impurity of available raw materials. The main objective of this study was to simulate the method of phosphoric acid purification by extraction. Diisopropyl ether was used as an organic solvent. Results of the simulation have been compared with laboratory results. That allowed to verify the proposed model. The mathematical model can be assessed in terms of its usability for different extractants in the future.

10

Ocena szybkości sorpcji wilgoci przez odpadową wełnę mineralną

Huculak-Mączka M., Kaniewski M., Grzesiak D., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

141--147

PL

Wełna mineralna jest obecnie jednym z najczęściej stosowanych podłoży w uprawach roślin pod osłonami. Niestety, stosowanie tego rodzaju systemu upraw generuje trudny do zagospodarowania odpad. Jego utylizacja jest kłopotliwa i kosztowna, ponieważ maty wełny mineralnej nie ulegają praktycznie biodegradacji oraz charakteryzują się dużą objętością. Szacuje się, że w dwuletnim cyklu użytkowania mat z wełny mineralnej w produkcji szklarniowej z jednego hektara uprawy otrzymuje się od 100 do 150 m3 odpadu w postaci zużytego podłoża. Ciągle rosnące zapasy odpadowej wełny mineralnej stanowią ponadto poważny problem ekologiczny, gdyż odpad ten coraz częściej składowany jest na dzikich i nielegalnych wysypiskach. W efekcie zmienne warunki otoczenia mogą prowadzić zarówno do zmian właściwości fizycznych poużytkowej wełny mineralnej, jak i wpływać na skład chemiczny, rozwój patogenów grzybowych i bakteryjnych, czy reakcje między składnikami pożywki zachodzące wskutek przede wszystkim oddziaływania wody. Średnia roczna wilgotność względna powietrza w Polsce wynosi od 78 do 84%, a średnia roczna suma opadów około 600 mm. W celu wtórnego wykorzystania wełny mineralnej w rolnictwie i w perspektywie magazynowania czy transportu zużytych mat ważne jest, by ocenić szybkość sorpcji wilgoci w temperaturze i wilgotności względnej odpowiadającym warunkom zewnętrznym. Celem przeprowadzonych badań była ocena poziomu zawartości wilgoci w odpadowej wełnie mineralnej w temperaturze 25°C w zależności od zadanej wilgotności względnej: 30, 60, i 90%. W celu osiągnięcia zakładanej wilgotności wykorzystano dane tabelaryczne prężności parcjalnej nad roztworami woda-H2SO4. W badaniach wykorzystano wełnę w formie postrzępionej, jak również w formie sześcianu, oddającej kształt i strukturę maty.

EN

Mineral wool is commonly used as a substrate for soilless cultivation of plants. However, the use of this type of cultivation system generates a specific kind of waste, which is difficult to manage. Its recycling is troublesome and expensive because mats of rockwool are not biodegradable and, as a waste, have a large volume. It is estimated that 100-150 m3 of waste in the form of used substrate is obtained from two-years lifetime of rockwool mats in greenhouse production used in one hectare of crop. Constantly increasing stocks of waste mineral wool are also the serious environmental problem because this waste is being stored on a wild and illegal landfills. As a result, variable environmental conditions may lead to changes in the physical properties of postconsumer mineral wool and may affect the chemical composition, the development of fungal and bacterial pathogens or reaction between the components of the medium occurring as a result of water action. The annual average relative air humidity in Poland ranges from 78 to 84% and average annual rainfall is about 600 mm. To reuse the mineral wool in agriculture or to determine valid methods of its storage and transportation, it is important to evaluate the rate of moisture sorption at a temperature and relative humidity corresponding to external conditions. The aim of this study was to evaluate the level of moisture in the waste mineral wool at 25°C, depending on relative humidity: 30, 60, and 90%. In order to achieve the expected humidity, tabular data of the partial vapor pressure over water-H2SO4 solutions were used. The study used mineral wool in the frayed form and in the form of a cube, which reflects the shape and structure of the mat.

11

Badania stabilności termicznej mieszanin azotanu amonu z chlorkiem potasu

Kaniewski M., Klem-Marciniak E., Huculak-Mączka M., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 1

149--155

PL

Azotan amonu jest substancją chemiczną posiadającą wiele zastosowań, między innymi w produkcji nawozów mineralnych oraz materiałów wybuchowych. Jest to substancja, której rozkład stanowi poważne zagrożenie dla otoczenia. Obecność jonów chlorkowych zdefiniowana jest jako czynnik przyspieszający rozkład azotanu amonu. Z uwagi na występowanie mieszanin azotanu amonu z chlorkiem potasu w nawozach wieloskładnikowych konieczne jest zbadanie stabilności termicznej układów zawierających oba związki. Celem wykonanych analiz było zbadanie zachodzących w mieszaninach przemian fizykochemicznych z uwzględnieniem niebezpiecznego rozkładu azotanowego dodatku nawozowego. Porównano wyniki otrzymane w trakcie analizy mieszaniny azotanu amonu oraz chlorku potasu w różnych proporcjach, a także wyniki uzyskane dla tych składników zbadanych osobno. Do przeprowadzenia analizy zachodzących w badanym układzie przemian zastosowano różnicową analizę termiczną sprzężoną z termograwimetrią (DTA-TG). Otrzymane wyniki mogą pomóc w odpowiednim komponowaniu składu nawozów zawierających azotan amonu oraz jony chlorkowe. Pozwolą one także na kontynuacje badań w celu określenia wpływu dodatku innych związków chemicznych na zbadany układ.

EN

Ammonium nitrate is a chemical compound that has many uses, including a production of mineral fertilizers or explosives. Decomposition of this substance poses a serious threat to its surroundings. Presence of chloride ions is defined as an accelerating factor for ammonium nitrate decomposition. Due to the existence of multicomponent fertilizers containing ammonium nitrate and potassium chloride, it is necessary to examine thermal stability of chemical systems comprising both compounds. The main objective of the research was to study phase transitions occurring in analyzed mixtures including dangerous decomposition of nitrate fertilizer component. Results from thermal analysis of ammonium nitrate, potassium chloride and mixtures containing both compounds in various proportions were compared. Analysis was carried out using differential thermal analysis coupled with thermogravimetry (DTA-TG). Acquired results might become helpful in formulation of an appropriate composition of fertilizers containing ammonium nitrate and chloride ions. Further research can be conducted in order to determine the effect of an addition of different chemical compounds to abovementioned systems.

12

Badania nad wykorzystaniem fosforanu tributylu w procesach oczyszczania kwasu fosforowego(V)

Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Kaniewski M., Hoffmann J.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 11

2276--2280

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu oczyszczania kwasu fosforowego(V) metodą ekstrakcji H3PO4 do fazy organicznej, z wykorzystaniem tributylofosforanu (TBP) jako ekstrahenta. Badania prowadzono w skali laboratoryjnej dla założonej macierzy przebiegu eksperymentu, stosując modelowy kwas fosforowy(V). Jako reprezentację zanieczyszczeń wykorzystano jony żelaza występujące w kwasie ekstrakcyjnym. Dokonano optymalizacji procesu. Stwierdzono, że zastosowanie TBP do ekstrakcji H3PO4 z zanieczyszczonego kwasu pozwala otrzymać praktycznie czysty kwas fosforowy(V).

EN

Com. H3PO4 was purified by extn. with (BuO) 3PO from an aq. soln. to remove Fe3+ ions under lab. conditions according to a design of expts. at 32–45°C and H2O/(BuO) 3PO vol. ratio 0.3–1.5. The process was described by a polynomial equation. The highest extn. degree (82.45%) was achieved at 16.15°C and H2O/(BuO) 3PO ratio 0.3 after 53.13 min of extn.

13

Zastosowanie reakcji Mannicha do otrzymania chelatów nawozowych

Klem-Marciniak E., Olszewski T., Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Popławski D.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

165--171

PL

Wzrost liczby ludności spowodował intensyfikację rolnictwa, co doprowadziło do zubożenie gleb w makro- i mikroelementy. Mikroskładniki pobierane są przez rośliny w niewielkich ilościach, jednak stanowią czynnik determinujący wielkość i jakość plonowania. Pełnią funkcję biochemiczne, a ich zastąpienie przez inne pierwiastki jest niemożliwe. Przemysł nawozów mikroelementowych istnieje stosunkowo od niedawana. W produkcji nawozów istotne jest, by zapewnić efektywność stosowanych preparatów oraz zminimalizować niekorzystny wpływ na środowisko. Coraz częściej mikroelementy aplikowane są w postaci chelatów, które cechują się dużą trwałością. Związki należące do grupy aminopolikarboksylowych są wykorzystywane w produkcji płynnych nawozów mikroelementowych. Nadal najczęściej stosowaną substancją jest sól disodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA). Doniesienia literaturowe świadczą o słabej biodegradacji tego związku. Nieustannie poszukuje się nowych związków, których rozkład nie będzie negatywnie wpływał na środowisko. Istotne jest także, by substancja chelatująca stabilizowała mikroelement w szerokim zakresie pH. Celem badań była próba otrzymania związków aminopolikarboksylowych z wykorzystaniem reakcji Mannicha. Jej zaletami są: jednoetapowość reakcji oraz dostępność substratów. Synteza ta posiada duży potencjał aplikacyjny.

EN

The population growth caused an increase in agriculture, which led to the impoverishment of the soil in macro- and microelements. Micronutrients are assimilated by plants in small amounts, however, are a factor in determining the size and quality of crops. They serve as biochemical, and their replacement by other elements is impossible. Micronutrient fertilizers industry has developed relatively recently. The production of fertilizers is essential to ensure the effectiveness of assimilated, and minimize the adverse impact on the environment. Increasingly, micronutrients are applied in the form of chelates, which are characterized by high stability. The compounds belonging to the group aminopolycarboxylic compounds are used in the production of micronutrients liquid fertilizer. Still most commonly used substance is the disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). Literature reports indicate poor biodegradability of this compound. Still looking for new compounds whose distribution does not have a negative impact on the environment. It is also important that the trace element chelator stabilized in a wide pH range. The aim of this study was to obtain aminopolycarboxylic compounds using Mannich reaction. One-step this reaction and the availability of substrates is a big advantage this reaction. This synthesis has a large application potential.

14

Dziś trudny odpad jutro surowiec

Hoffmann J, Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Surowiak A., Surowiak S., Surowiak A.

Recykling

|

2015

|

nr 7-8

24--27

15

Właściwości nawozowe osadu pofiltracyjnego z gnojowicy świńskiej

Klem-Marciniak E., Hoffmann K., Huculak-Mączka M., Hoffmann J., Makara A., Kowalski Z.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 12

2158-2161

PL

Gnojowica zawiera duże ilości składników nawozowych i polepszających strukturę gleby. Wtórne wykorzystanie jej w produkcji rolniczej ograniczy zużycie azotu i potasu, import nieodnawialnych surowców fosforowych i gazu ziemnego, a także pozwoli zmniejszyć problem ekologiczny związany z występowaniem odorów i zanieczyszczenia atmosfery, gleb i wód gruntowych. Zastosowano filtrację w rozdziale gnojowicy świńskiej, jako wstępny proces jej dalszego wykorzystania oraz określono właściwości nawozowe otrzymanego osadu.

EN

Six pig manure samples were treated with H3PO4 and H2SO4 to mineralize the org. matter and kill microorganisms, modified by addn. of lime milk and superphosphate, filtered off, and analyzed for P, N, Ca, P, Mg, S and Fe by std. methods. The process resulted in decreasing the N content and increasing the P content in the solid fertilizer produced.

16

Odzyskiwanie fosforanów(V) z gnojowicy bydlęcej

Kozik A., Hutnik N., Hoffmann K., Huculak-Mączka M.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 6

938-942

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu ciągłego odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z modyfikowanej laboratoryjnie gnojowicy bydlęcej. Stwierdzono, że jony fosforanowe(V) obecne w roztworze zasilającym instalację doświadczalną uległy praktycznie całkowitemu wytrąceniu w postaci trudno rozpuszczalnych soli: struwitu (58,6% mas.) i bezpostaciowego fosforanu wapnia (36,2% mas.). Produkt stały zawierał także zanieczyszczenia, głównie w postaci trudno rozpuszczalnych wodorotlenków metali. Rozmiar największych cząstek stałych wynosił 220 μm, natomiast średni ich rozmiar 37,0 μm. Jednorodność populacji cząstek stałych w produkcie była niezadowalająca, przy dużej ich aglomeracji i tendencji do zbrylania.

EN

Modified cattle manure contg. 0.340% by mass phosphate(V) ions was treated in lab. exptl. plant equipped with an internal forced circulation of the suspension by stirring at pH 9, 298 K, agitation speed 240 rpm for 3600 s. The resulting solid product contained struvite (58.6% by mass), amorphous Ca₃ (PO₄)₂ (36.2% by mass) and NaCl and KCl 3.6 and 1.6% by mass, resp. The final concn. of phosphate(V) ions in the mother liquor was 12 mg/kg. The av. solid particle size was 37.0 μm (max. 220 μm). Homogeneity within population of product particles was unsatisfactory due to high agglomeration effects.

17

Wpływ czasu reakcji na otrzymywanie chelatów nawozowych

Klem-Marciniak E., Huculak-Mączka M., Hoffmann K., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

627--632

PL

W ostatnim dwudziestoleciu szczególne znaczenie w branży nawozów mikroelementowych zyskały chelaty. W krajach Unii Europejskiej określone są substancje chelatujące stosowane jako dodatki do nawozów płynnych. Są to związki syntetyczne należące do grupy aminopolikarboksylowych (APCAs), które tworzą trwałe kompleksy rozpuszczalne w wodzie. APCAs tworzą chelaty z mikroelementami w stosunku molowym 1:1. Najczęściej stosowanym komponentem jest sól disodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA). W Rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady WE nr 2003/2003 z dnia 13 października 2003 roku znajdują się wymogi dotyczące chelatów stosowanych w rolnictwie. Zgodnie z tymi wymogami, stopień skompleksowania mikroelementu powinien wynosić przynajmniej 80% deklarowanej, rozpuszczalnej w wodzie, całkowitej zawartości metalu. Czas pobierania mikroelementu przez roślinę w środowisku glebowym powinien odpowiadać okresowi degradowalności. Zbyt niski stopień biodegradacji może negatywnie wpłynąć na środowisko, powodując remobilizację metali ciężkich z osadów dennych i prowadzić do powstania fitotoksycznych kompleksów. Wymogi formalne spowodowały, że nadal poszukuje się nowych substancji chelatujących oraz ulepsza się stosowane technologie. Celem badań było określenie stopnia skompleksowania wybranego jonu mikroelementu przy różnym czasie reakcji z substancją chelatującą. Zastosowano stosunek molowy metal-ligand równy 1:1. Stopień skompleksowania wyznaczono z wykorzystaniem woltamperometrii pulsowej różnicowej. Badania te pozwalają określić optymalny czas reakcji kompleksowania mikroelementów przez substancje chelatujące powszechnie stosowane w branży nawozowej.

EN

In the last two decades of particular importance in micronutrient fertilizers industry gained the chelates. Chelate structure minimizes the influence of external factors and micronutrients stabilizes a wide range of pH. Their use allows an optimal complement deficiency of micronutrients. Adapting the nutrient content to the needs of plants can reduce the negative impact on the environment. They can be applied either to the soil, and foliar application. They are produced in the form of a liquid or finely crystalline. In the European Union are set chelating agents used as additives to liquid fertilizers. These synthetic compounds belonging to the group aminopolycarboxylic compounds (APCAs) which form stable water-soluble complexes. APCAs form a chelate with trace elements in a molar ratio of 1:1. The most commonly used component is the disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The Regulation of the European Parliament and Council Regulation EC No 2003/2003 of 13 October 2003, there are requirements for the chelates used in agriculture. Within these conditions, the degree of complexation of the micro should be at least 80% of the declared, soluble in water, the total metal content. Download time micronutrient by the plant in the soil environment should correspond to the period of degradability. Too low degree of biodegradation may adversely affect the environment, causing remobilization heavy metals from bottom sediments and lead to phytotoxic complexes. Formal requirements resulted in the continued search for new chelating agents, and improve the technologies used. The aim of the study was to determine the degree of complexation of the selected ion trace element of a chelating substance at different reaction time. Using molar ratio of metal to ligand 1:1. The degree of complexation was determined by differential pulse voltammetry. These studies will determine the optimal reaction time micronutrients complexation by chelating agents commonly used in the fertilizer industry.

18

Ocena stopnia odzysku żelaza z odpadowej wełny mineralnej przy użyciu kwasu etylenodiaminotetraoctowego

Huculak-Mączka M., Klem E., Ogonowska E., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

231--236

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań ekstrakcji żelaza z odpadowej wełny mineralnej stosowanej w uprawach hydroponicznych. W badaniach jako ekstrahent wykorzystano wodę i EDTA. Wełna mineralna jest podłożem inertnym wykorzystywanym w uprawach pod osłonami. Obecnie aspekty ekonomiczne, środowiskowe, a także wzrost zapotrzebowania na produkty żywnościowe sprawiają, że klasyczne metody upraw warzyw i kwiatów są niewystarczające. Większa produkcja warzyw i roślin ozdobnych możliwa jest w warunkach bezglebowych z zastosowaniem wełny mineralnej. Metoda uprawy na podłożu z wełny mineralnej stanowi jednak dodatkowy problem środowiskowy związany z utylizacją odpadu, którym jest poprodukcyjna wełna mineralna. Poprodukcyjna wełna mineralna zawiera pewne ilości cennych mikroelementów wykorzystywanych w uprawie roślin. Koszt komponentów wykorzystywanych w pożywkach jest wysoki. Sprawia to, że ekstrakcja wybranych składników pokarmowych odpowiednio dobranymi ekstrahentami i opracowanie nowego produktu nawozowego staje się interesującym rozwiązaniem. Zaproponowany sposób pozyskiwania mikroelementowego żelaza z odpadowej wełny mineralnej składa się z następujących etapów: suszenia w temperaturze 30°C w czasie 24 h w celu usunięcia zawartości wody, rozdrabniania i wyodrębnienia frakcji cząstek o wymiarach 0,40 mm, ekstrakcji składników pokarmowych i rozdziału faz. Jako ekstrahent mikroelementów nawozowych w przedstawionych badaniach zastosowano wodę i roztwór EDTA. W badaniach uwzględniono wpływ czasu i temperatury na skuteczność prowadzonego procesu. W otrzymanej fazie ciekłej, oddzielonej po ekstrakcji metodą wirowania, analizowano zawartość żelaza. Zawartość żelaza w fazie ciekłej oznaczono metodą fotokolorymetryczną z wytworzeniem barwnego kompleksu jonów żelazowych z 2,2-pirydylem w roztworze o pH = 3,1.

EN

This paper presents the results of extraction of iron from waste mineral wool used in hydroponics. In this studies as extractant was used water and EDTA. Mineral wool is an inert substrate used in crops under cover. Currently, economic, environmental, and increasing demand for food products make that the classic methods of growing vegetables and flowers are insufficient. Increased production of vegetables and ornamentals is possible under soilless mineral wool. However, the method of cultivation on mineral wool substrate is, an additional environmental problem associated with the disposal of waste, which is a thorough wool. Post-production mineral wool contains some valuable micronutrients used in the cultivation of plants. The cost of components used in the media is high. This makes that the extraction of selected nutrients by using appropriately selected extraction reagents becomes an interesting solution to develop a new fertilizer product. The proposed way to obtain the iron from the mineral wool waste consists of the following steps: drying at 30°C for 24 hours - to remove water content, grinding and separation of the fraction of particles with dimensions of 0.40 mm, nutrient extraction and phase separation. As extractant of fertilizer micronutrient in the tests was used water and the solution of EDTA. The study tested the effect of time and temperature on the efficiency of the process. The iron content was analyzed in the liquid phase separated after the extraction by centrifugation. The iron content was analyzed by spectrophotometric method based on formation of a colored ferric ion complex of 2,2-pyridyl in solution at pH = 3.1.

19

Analiza termiczna mieszanek zawierających azotan amonu i odpadową wełnę mineralną

Huculak-Mączka M., Popławski D., Kaniewski M., Klem E., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

607--613

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących możliwości ponownego wykorzystania odpadowej wełny mineralnej w formie mieszaniny z azotanem(V) amonu. Celem wykonanych analiz było zbadanie zachodzących w mieszankach przemian fizykochemicznych pod kątem ryzyka egzotermicznego rozkładu azotowego dodatku nawozowego. Porównano wyniki otrzymane w trakcie analizy mieszaniny azotanu(V) amonu oraz odpadowej wełny mineralnej w różnych proporcjach, a także wyniki uzyskane dla tych składników zbadanych osobno. Zastosowana wełna mineralna pochodziła z hydroponicznych upraw pomidora. Przed badaniem próbki wełny zostały poddane wysuszeniu i rozdrobnieniu. Do przeprowadzenia analizy zachodzących w badanym układzie przemian zastosowano różnicową analizę termiczną sprzężoną z termograwimetrią i spektrometrią mas (DTA-TG-MS). Otrzymane wyniki wskazują, że możliwe jest wykorzystanie mieszanek wełny mineralnej z azotanem amonu w rolnictwie. Przy doborze ich składu należy jednak uwzględnić stabilność termiczną takich preparatów.

EN

Rockwool, properly formed into blocks or slabs, is often used as a base for plant cultivation. Garden rockwool has good anti-pathogen properties and its advantages are: possibility of controlling pH, moisture and temperature of the ground. Recycling of a waste garden rockwool is currently difficult and there is no good method to deal with it after a completed crop cycle. Physical and chemical properties of wool change during subsequent cycles of cultivation, so before its re-use regeneration or enrichment is recommended. The results of studies on the re-use of waste mineral wool in the form of a mixture with ammonium nitrate are presented. The main objective of the research was to study how properties of the analyzed mixture change with temperature. It is important due to the possibility of unwanted, hazardous decomposition of nitrogen fertilizer additive. Results acquired from thermal analysis of ammonium nitrate, waste rockwool and the mixture of two were compared. Waste rockwool was assembled after a completed crop cycle of tomato plant. Before examination, every sample was dried and ground. Analysis was carried out using differential thermal analysis coupled with thermogravimetry and mass spectrometry (DTA-TG-MS). Obtained results confirm that it should be possible to utilize the examined enriched mixtures in agriculture. However, attention must be paid to the mixtures’ thermal stability resulting from their composition.

20

Influence reaction time to degree of comlexation zinc ions by fertilizers chelating substances

Klem-Marciniak E., Huculak-Mączka M., Hoffmann K., Hoffmann J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 2

223--230

EN

In recent years, a big problem for agriculture is the shortage of available micronutrients in the soil, thus reducing yields. This deficiency is due to the intensification of agriculture, cultivation of new species of plants require fertilization and a significant share of soils with low content of available micronutrients, which is why in recent years looking for the appropriate forms in which they can be applied to not have a negative impact on the environment. Of particular importance in the field of micronutrient fertilizers gained chelates. These compounds are characterized by stability. Chelating agents stabilize the cations of microelements in a wide pH range. Their application optimizes supplement micronutrient deficiency. Adaptation of nutrients to the needs of the plants can reduce the negative impact on the environment, without causing soil salinity, as in the case of salt micronutrients. Can be applied to both soil and foliar application. They are produced in the form of liquid or fine-crystalline. In the European Union are set chelating agents used as additives for liquid fertilizers. These are synthetic compounds belonging to the aminepolycarboxylic compounds (APCAs) which form stable complexes which are soluble in water. APCAs form chelates of trace elements in a molar ratio 1:1. The most commonly used component is the disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The Regulation of the European Parliament and of the Council EC No 2003/2003 of 13 October 2003 includes the requirements for chelates used in agriculture. In accordance with these requirements complex the trace element level should be at least 80 % of the declared water-soluble, the total metal content. Download time micronutrient by the plant in the soil environment should correspond to the period degradability. Too low biodegradability may adversely affect the environment, causing mobilization heavy metals from bottom sediments and lead to phytotoxic complexes. Formal requirements resulted in the continued search for new chelating agents, and improving the technology used. The aim of the study was to determine the degree of complexation of the selected ions of micronutrients with chelating substance at different reaction times. The molar ratio of metal-ligand equal to 1:1. The degree of complexation was determined by differential pulse voltammetry. Was selected micronutrient zinc. Comparison was made to a compound belonging to the group of derivatives of aminepolycarboxylic compounds and for substances of natural origin – amino acid. These studies will help determine the optimal response time complexation of micronutrients by chelating agents commonly used in the fertilizer industry.

PL

W ostatnich latach dużym problemem dla rolnictwa jest niedobór przyswajalnych mikrślementów w glebie, co powoduje zmniejszenie plonów. Niedobór ten spowodowany jest intensyfikacją rolnictwa, uprawą nowych gatunków roślin wymagających nawożenia oraz znacznym udziałem gleb o niskiej zawartości przyswajalnych mikroskładników, dlatego w ostatnich latach poszukuje się odpowiednich form, w jakich, można je aplikować, by nie miały negatywnego wpływu na środowisko. Szczególne znaczenie w branży nawozów mikroelementowych zyskały chelaty. Związki te dzięki swojej kleszczowej strukturze cechują się trwałością oraz swoistą inertnością w roztworze glebowym. Chelatory stabilizuj ą kation mikroelementu w szeroki zakresie pH. Ich stosowanie pozwala w sposób optymalny uzupełnić niedobór mikroelementów. Dostosowanie zawartości składników pokarmowych do potrzeb roślin pozwala ograniczyć negatywny wpływ na środowisko, nie powodując zasolenia gleb, jak w przypadku stosowania soli mikroelementów. Mogą być aplikowane zarówno doglebowo, jak i dolistnie. Produkowane są w formie płynnej lub drobnokrystalicznej. W krajach Unii Europejskiej określone są substancje chelatujące stosowane jako dodatki do nawozów płynnych. Są to związki syntetyczne należące do grupy aminopolikarboksylowych (APCAs), które tworzą trwałe kompleksy rozpuszczalne w wodzie. APCAs tworzą chelaty z mikroelementami w stosunku molowym 1:1. Najczęściej stosowanym komponentem jest sól disodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA). W Rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady WE nr 2003/2003 z dnia 13 października 2003 r. znajdują się wymogi dotyczące chelatów stosowanych w rolnictwie. Zgodnie z tymi wymogami stopień skompleksowania mikroelementu powinien wynosić przynajmniej 80 % deklarowanej, rozpuszczalnej w wodzie, całkowitej zawartości metalu. Czas pobierania mikroelementu przez roślinę w środowisku glebowym powinien odpowiadać okresowi degradowalności. Zbyt niski stopień biodegradacji może negatywnie wpłynąć na środowisko, powodując remobilizację metali ciężkich z osadów dennych i prowadzić do powstania fitotoksycznych kompleksów. Wymogi formalne spowodowały, że nadal poszukuje się nowych substancji chelatujących oraz ulepsza się stosowane technologie. Celem badań było określenie stopnia skompleksowania wybranego jonu mikroelementu przy różnym czasie reakcji z substancją chelatującą. Zastosowano stosunek molowy metal-ligand równy 1:1. Stopień skompleksowania wyznaczono z wykorzystaniem woltamperometrii plusowej różnicowej. Wybranym mikroelementem był cynk. Porównanie wykonano dla związku należącego do grupy pochodnych aminopolikarboksylowych oraz dla substancji pochodzenia naturalnego – aminokwasu. Badania te pozwolą określić optymalny czas reakcji kompleksowania mikroelementów przez substancje chelatujące powszechnie stosowane w branży nawozowej.