Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Katalityczna piroliza metanu – sposób na niskoemisyjną produkcję wodoru

Wojtasik Michał, Krasodomski Wojciech, Żak Grażyna, Markowski Jarosław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 7 (293)

4-7

PL

W 2020 roku Komisja Europejska opublikowała komunikat zatytułowany Strategia w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu [1]. Dokument ten jest strategicznym planem działania, zawierającym kompleksowe podejście dotyczące transformacji europejskiej gospodarki z opartej na paliwach kopalnianych na nowoczesną, bezemisyjną, opartą na wodorze. Strategia została opracowana przy udziale państw członkowskich i obejmuje cele, jakie państwa członkowskie powinny osiągnąć. Jednym z nich jest niskoemisyjna produkcja wodoru w nowych instalacjach. Jest to cel szczególnie interesujący dla środowiska naukowców, ale również dla innowacyjnych przedsiębiorców.

EN

In 2020, the European Commission published a communication: "Hydrogen Strategy for a Climate Neutral Europe" [1]. The document is a strategic roadmap with a comprehensive approach to transforming Europe's economy from one based on fossil fuels to a modern, zero-carbon, hydrogen-based one. The strategy was developed with the participation of member states and includes goals that member states should achieve. One of them is low-carbon hydrogen production in new installations. This is a goal of particular interest to the scientific community, but also to innovative entrepreneurs.

2

Dekarbonizacja metanu z udziałem katalizatorów na bazie żelaza

Wojtasik Michał, Żak Grażyna, Markowski Jarosław, Burnus Zygmunt, Krasodomski Wojciech, Pakieła Wojciech

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 3

259--263

PL

Zbadano wpływ dwóch prostych, łatwo dostępnych i tanich katalizatorów żelazowych, tlenku żelaza i wiórków stalowych. Dla procesów katalitycznych oraz porównawczo dla procesu termicznego zbadano składy gazów poprocesowych w temp. 600, 750, 850, 950C i 1050°C. W gazach poprocesowych oznaczono zawartość metanu, wodoru, azotu, tlenu i sumy węglowodorów C₂ i C₃ za pomocą GC. Dla poszczególnych procesów wyznaczono konwersję metanu. Węgiel powstający w procesie zobrazowano metodą SEM i EDS i oceniono stopień jego grafityzacji za pomocą spektroskopii Ramana.

EN

MeH was thermally or catalytically pyrolyzed in the presence of Fe₂O₃ or steel shavings at temp. of 600, 750, 850, 950 and 1050°C. In the post-process gases, the content of MeH, H₂, N₂, O₂ and the sum of C₂ and C₃ hydrocarbons were detd. by GC and the conversion of MeH was calculated. The C formed in the process were analyzed and imaged by SEM and EDS. The degree of graphitization of the C was evaluated by Raman spectroscopy.

3

Evaluation of tracheostomy tube degradation processes using scanning microscopy and X-ray spectrometry in patients following ENT surgery

Smółka Wojciech, Chmiela Bartosz, Pilch Jan, Likus Wirginia, Markowski Jarosław, Wojtysiak Alicja, Sozańska Maria

Ochrona przed Korozją

|

2023

|

nr 11

348--353

EN

Tracheostomy tubes are commonly used not only in emergencies involving airflow obstruction in the upper airways, but also during rehabilitation after ENT surgery, particularly in patients following radical laryngectomy due to cancer. Unfortunately, tracheostomy tubes used in the specific mucosal environment of the trachea and oesophagus show a limited lifespan of up to 6 months. This means that inserted tubes must be replaced regularly due to deterioration. Limitations in the function of the tubes over the course of their use are caused by various material factors that depend on the properties of the tubes or on the condition of the environment in the human body. The purpose of this paper is to evaluate the surface condition of tracheostomy tubes after 2 days and after 3 months of use.

PL

Rurki tracheostomijne są powszechnie stosowane nie tylko w nagłych przypadkach zablokowania przepływu powietrza przez górny odcinek dróg oddechowych, ale także podczas rehabilitacji po zabiegach laryngologicznych, w szczególności u chorych po radykalnym usunięciu krtani w przebiegu choroby nowotworowej. Specyficzne środowisko śluzówek tchawicy i przełyku wpływa niestety na ograniczenie żywotności rurek tracheostomijnych maksymalnie do 6 miesięcy. Oznacza to, że założone rurki wymagają okresowej wymiany z powodu obniżenia ich jakości. Ograniczenia funkcjonowania rurek w miarę ich użytkowania są spowodowane różnymi czynnikami materiałowymi, zależnymi od właściwości rurek lub zależnymi od stanu środowiska w organizmie człowieka. Przedmiotem badań w prezentowanej pracy jest ocena stanu powierzchni rurek tracheostomijnych po użytkowaniu przez 2 dni i przez 3 miesiące.

4

Piroliza metanu - wpływ wybranych parametrów na przebieg procesu

Wojtasik Michał, Burnus Zygmunt, Markowski Jarosław, Żak Grażyna, Lubowicz Jan

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 7

484--489

PL

Piroliza metanu jest metodą otrzymywania wodoru z metanu, która coraz częściej zyskuje zainteresowanie naukowców oraz inwestorów z sektora gospodarki. Technologia ta jest alternatywą dla reformingu parowego – obecnie najczęściej stosowanej metody produkcji wodoru. Pomimo wielu zalet reforming parowy jest procesem, w trakcie którego powstają znaczne ilości ditlenku węgla. Dlatego trwają poszukiwania nowej, wydajnej metody produkcji wodoru. Oprócz elektrolizy wody, pirolizy biomasy wydaje się, że to właśnie piroliza metanu jest najbardziej obiecującą technologią. Metoda ta ma wiele zalet, jest prosta, szybka, uzyskany wodór cechuje się wysoką czystością, jednak największą jej zaletą jest brak ubocznej produkcji ditlenku węgla, co korzystnie wpływa na ocenę zrównoważenia tego procesu. Rozkład metanu przeprowadza się w reaktorach rurowych w temperaturze 600–1200°C, w zależności od rodzaju procesu. W procesie pirolizy obok wodoru powstają proporcjonalne ilości czystego węgla o różnorodnej morfologii oraz różnym poziomie grafityzacji. W pracy przedstawiono charakterystykę stanowiska do pirolizy metanu zbudowanego w 2022 r. w Zakładzie Zrównoważonych Technologii Chemicznych INiG – PIB. Stanowisko pozwala na prowadzenie prób pirolizy metanu w temperaturze do 1100°C. Maksymalna teoretyczna wydajność tej instalacji to 400 ml H2/minutę. Przeprowadzono wstępne próby działania pieca rurowego, wyposażonego w rurowy reaktor kwarcowy o pojemności 6,8 dm3 . Opisano próby termicznego rozkładu metanu w zakresie temperatur 600–1050°C. Za pomocą metod chromatograficznych zbadano zawartość metanu, wodoru, azotu, tlenu oraz sumy węglowodorów C2 i C3 w gazach poprocesowych. Wytypowano zmienne mogące mieć wpływ na rezultaty pirolizy. Sprawdzono wpływ temperatury, czasu reakcji, strumienia surowca oraz składu mieszanki gazów procesowych w wybranych zakresach. Potwierdzono zależności pomiędzy temperaturą i szybkością przepływu substratu a wydajnością procesu.

EN

Methane pyrolysis is a method of obtaining hydrogen from methane, which is increasingly gaining the interest of scientists and investors. This technology is an alternative to steam reforming – currently the most used method of hydrogen production. Despite its many advantages, steam reforming is a process that generates significant amounts of carbon dioxide. Therefore, the search for a new, efficient method of hydrogen production is underway. Apart from water electrolysis and biomass pyrolysis, methane pyrolysis is the most promising technology. It is method with many advantages; it is simple, fast and the hydrogen obtained by it is characterized by high purity, but its greatest advantage is the lack of carbon dioxide emission, which positively affects the assessment of the sustainability of this process. Methane decomposition is carried out in reactors at a temperature of 600–1200°C, depending on the process type. In the pyrolysis process, in addition to hydrogen, proportional amounts of clean carbon, with various morphologies and levels of graphitisation, are produced. The paper presents the characteristics of the methane pyrolysis installation, built in 2022 at the Department of Sustainable Chemical Technologies INiG – PIB. The installation allows for methane pyrolysis tests at temperatures up to 1100°C. The maximum theoretical capacity is 400 ml H2/minute. A furnace equipped with a tubular quartz reactor with a capacity of 6.8 dm3 was used. Methane decomposition, in the temperature range up to 1050°C, has been described. Using chromatographic methods, the content of methane, hydrogen, nitrogen, oxygen and the C2 + C3 hydrocarbons in post-process gases was examined. Variables that may affect the pyrolysis results were selected. The influence of temperature, reaction time, raw material flow rate and the composition of the process gas mixture in selected ranges was checked. The dependencies between the temperature and flow rate of the substrate and the efficiency of the process were confirmed.

5

Piroliza metanu na tle wybranych metod otrzymywania wodoru

Markowski Jarosław, Wojtasik Michał

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 6

428--435

PL

Piroliza metanu jest alternatywną do reformingu parowego metodą przetwarzania metanu (gazu ziemnego) do wodoru. Największą różnicą między tymi technologiami jest brak emisji ditlenku węgla w przypadku pirolizy metanu, co biorąc pod uwagę konieczność sekwestracji tego groźnego gazu cieplarnianego w technologii reformingu parowego, powoduje, że piroliza metanu staje się metodą wysoce konkurencyjną, a zainteresowanie nią wśród koncernów paliwowych, firm chemicznych i petrochemicznych stale wzrasta. W niniejszym artykule przedstawiono porównanie wybranych istotnych, perspektywicznych metod otrzymywania wodoru z metodą pirolizy metanu (gazu ziemnego). W porównaniu uwzględniono takie metody jak: reforming parowy, elektroliza wody, piroliza biomasy, fotofermentacja czy gazyfikacja węgla kamiennego. Na podstawie wybranych dostępnych źródeł literaturowych przeanalizowano koszty wytworzenia wodoru poszczególnymi metodami, obejmujące nie tylko cenę surowców, koszt energii, zużycie wody, ale również opłaty za emisję gazów cieplarnianych, koszt dodatkowych surowców i procesów. Pokrótce nakreślono też zalety i wady wybranych metod otrzymywania wodoru. Przeprowadzono analizę ekonologiczną wytypowanych technologii wytwarzania wodoru. Przedstawione wyniki analiz ekonomicznych i ekonologicznych wykazały wysoką przewagę konkurencyjną pirolizy metanu (gazu ziemnego) między innymi nad reformingiem parowym oraz nad elektrolizą wody. Potwierdzeniem korzystnej oceny procesu termicznego rozkładu metanu (gazu ziemnego) jest rosnące zainteresowanie tą technologią wśród dużych zagranicznych koncernów. W artykule zaprezentowano przegląd postępów wybranych istotnych projektów inwestycyjnych, mających na celu budowę przemysłowych instalacji dekompozycji metanu (gazu ziemnego). Opisano rodzaj zastosowanej metody pirolizy przez każdą z firm prowadzących inwestycję w tym zakresie. Obecnie, według wiedzy autorów, żadna z instalacji nie produkuje wodoru metodą pirolizy metanu w skali przemysłowej, największych postępów dokonały firmy BASF, Hypro, Hazar i Gazprom.

EN

Methane pyrolysis is an alternative to steam reforming method of converting methane (natural gas) to hydrogen. The biggest difference between these technologies is the lack of carbon dioxide emissions in the case of methane pyrolysis, which, taking into account the need to sequester this dangerous greenhouse gas in steam reforming technology, makes methane pyrolysis a highly competitive method, and interest in it among fuel concerns, chemical and petrochemical industries is constantly increasing. This article presents a comparison of selected, prospective and important methods of hydrogen production using the method of methane (natural gas) pyrolysis. Methods such as steam reforming, water electrolysis, biomass pyrolysis, photofermentation and hard coal gasification were used for comparison. On the basis of selected available literature sources, the hydrogen production costs by methods were analyzed, including not only the raw materials price, the cost of energy, water consumption, but also fees for greenhouse gas emissions and the cost of additional raw materials and processes. The advantages and disadvantages of selected methods of hydrogen production are also briefly outlined. Econologic analysis of selected hydrogen production technologies is presented. The presented results of economic and econologic analyses showed a high competitive advantage of methane pyrolysis, among others, over steam reforming and water electrolysis. The positive assessment of the process of thermal decomposition of methane (natural gas) is confirmed by the growing interest in this technology among large concerns. The article presents an overview of the progress of selected significant investment projects aimed at the construction of industrial methane decomposition installations. The type of pyrolysis method used by each of the companies carrying out the investment in this area was described. Currently, according to the authors' knowledge, none of the installations produces hydrogen by pyrolysis of methane on an industrial scale, the most advanced progress is made by BASF, Hypro, Hazar and Gazprom.

6

Porównanie metod pomiaru wytrzymałości mechanicznej peletów z biomasy

Markowski Jarosław

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 5

314--318

PL

Przedstawiono korelację pomiędzy wynikami badań wytrzymałości mechanicznej peletów wytworzonych z biomasy otrzymanymi w badaniach odporności na zrzut (drop test) a wynikami wg metody znormalizowanej. Porównano metodę określania wytrzymałości mechanicznej peletów wg normy z 3 rodzajami testów odporności na zrzut, polegającymi na zrzucaniu peletów z wysokości 1000, 1500 oraz 1850 mm. Badania przeprowadzono, wykorzystując pelety wytworzone z 5 rodzajów biomasy i zawierające 5 rodzajów dodatków poprawiających ich wytrzymałość mechaniczną. Porównania dokonano, wykorzystując metodę korelacji liniowej. Otrzymane wartości współczynnika korelacji R2 wynoszące 0,0002–0,8443 wskazały, że tylko w niektórych przypadkach zachodził związek pomiędzy wynikami testów odporności na zrzut a wynikami otrzymanymi w badaniach prowadzonych wg normy1).

EN

Five types of biomass (rapeseed cake, linseed cake, wheat bran, rapeseed meal and pine sawdust) were pelleted with the addn. of binders (sugar, water glass, quicklime, potato starch or calcium lignosulfonate). The mech. strength of the pellets was detd. using a method compliant with the ISO std. and drop tests consisting in dropping shot from heights of 1000, 1500 and 1850 m. For the obtained pellets, a weak (1850 mm test) and av. correlation (1500 mm test) were found between the durability results obtained in the drop tests and the ISO std.

7

Katalityczna dekompozycja metanu jako źródło cennego wodoru

Wojtasik Michał, Markowski Jarosław, Żak Grażyna

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 3

181--185

PL

Omówiono poznane w literaturze metody otrzymywania wodoru metodą katalitycznej dekompozycji metanu (pirolizy metanu).

EN

A review, with 71 refs., of thermal and catalytic MeH decompn. The processes carried out in the gas phase in the presence of solid catalysts or liq. (molten metals or salts) were presented. The problem related to the formation of C in the processes and its purity was discussed.

8

Zastosowanie chromatografii gazowej i cieczowej w badaniach produktów ciekłych pirolizy mikrofalowej

Burnus Zygmunt, Markowski Jarosław

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 1

64--79

PL

W niniejszej pracy zbadano możliwości wykorzystania technik chromatografii gazowej GC-FID oraz GC-MS wspomaganych klasyczną chromatografią cieczową LC do badania składników biooleju pochodzącego z pirolizy biomasy stałej. Badania biomasy i produktów jej przerobu mają na celu rozwój technologii paliw proekologicznych i/lub zawierających frakcje otrzymywane z biomasy lub surowców odpadowych. Celem tych działań jest stopniowe zwiększanie wykorzystania źródeł energii pochodzących z surowców odnawialnych przy jednoczesnym ograniczaniu zastosowania surowców kopalnych. Jest to jedno z działań, których efektem ma być ograniczenie emisji GHG. Działanie to jest związane z wytycznymi dyrektyw Unii Europejskiej nakazujących wzrost udziału odnawialnych źródeł energii w transporcie oraz energetyce. Są to dyrektywy 2003/30/WE oraz 2009/28/WE, dotyczące promowania użycia biopaliw lub innych paliw odnawialnych w transporcie oraz wzrostu udziału pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych w różnych sektorach krajów Wspólnoty Europejskiej. Energetyczne wykorzystanie biomasy to jeden z głównych obszarów zainteresowania polityki energetycznej Polski, zbieżnej z celami polityki wyznaczonymi przez Unię Europejską. W niniejszym artykule dokonano przeglądu literatury w zakresie rodzajów biomasy występującej w Polsce oraz zastosowania technik chromatografii gazowej i cieczowej (Py-GC, GC-MS, GC-FID) w badaniu ciekłych produktów procesu pirolizy biomasy. Opracowano warunki chromatograficzne badania produktów ciekłych pirolizy biomasy stałej przy wykorzystaniu reaktora mikrofalowego do pirolizy jako elementu aparatury umożliwiającego badania technikami chromatograficznymi. Przy zastosowaniu dobranych warunków analitycznych wykonano badania ciekłych produktów pirolizy biomasy: miskantu olbrzymiego, słomy, trocin sosnowych, łusek słonecznika i ziaren kawy. Zidentyfikowano składniki biooleju pochodzącego z pirolizy biomasy i zaproponowano metodę oznaczania ilościowego składników biooleju. Wykazano możliwość jednoczesnego zastosowania różnych technik chromatografii gazowej w celu poznania składu chemicznego biooleju pochodzącego z pirolizy mikrofalowej różnego rodzaju biomasy stałej.

EN

In this work, the possibilities of implementation of the GC-FID and GC-MS gas chromatography techniques supported by classic LC liquid chromatography to study the components of bio-oil derived from the pyrolysis of solid biomass were examined. Research on biomass and its processing products is aimed at the development of pro-ecological fuels and / or fuels containing fractions obtained from biomass or waste materials. The aim of these activities is to gradually increase the use of energy sources derived from renewable raw materials and limiting the use of fossil raw materials. It is one of the ways to reduce GHG emissions. This action is related to the guidelines of the European Union Directives describing an increase in the share of renewable energy sources in transport and energy – Directives 2003/30/EC and 2009/28/EC – the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels in transport and the increase in the share of energy obtained from renewable sources in various sectors of the European Community. The use of energy obtained from biomass is one of the main areas of interest in Poland's energy policy, consistent with the policy objectives set by the European Union. This article describes the types of biomass found in Poland and the use of gas and liquid chromatography techniques (Py-GC, GC-MS, GC-FID) in the study of liquid products of the biomass pyrolysis process. The chromatographic conditions for testing liquid products of solid biomass pyrolysis with the use of a microwave pyrolysis reactor as an element of the apparatus enabling the research with chromatographic techniques were developed. Using selected analytical conditions, tests were carried out on liquid products of biomass pyrolysis: giant miscanthus, straw, pine sawdust, sunflower husks and coffee grounds. The components of bio-oil derived from biomass pyrolysis were identified and a method for the quantification of bio-oil components was proposed. The possibility of the simultaneous application of various gas chromatography techniques to understand the chemical composition of bio-oil from microwave pyrolysis of various types of solid biomass was demonstrated.

9

Dekarbonizacja metanu – kierunki zagospodarowania węgla popirolitycznego

Krasodomski Wojciech, Wojtasik Michał, Markowski Jarosław, Żak Grażyna

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 1

56--63

PL

Prezentowany przegląd literaturowy dotyczy możliwych kierunków zagospodarowania węgla będącego produktem ubocznym procesu pirolizy metanu (dekarbonizacji metanu). Piroliza metanu jest coraz częściej rozpatrywaną metodą będącą alternatywną technologią produkcji wodoru bez emisji CO2 – tak zwanego niebieskiego wodoru. Piroliza/dekarbonizacja stosowana jest do produkcji sadzy od lat trzydziestych XX wieku (np. znany proces firmy Hüls). Piroliza metanu jest procesem endotermicznym, który wymaga, w celu uzyskania wysokiej wydajności, zastosowania temperatur rzędu 1000°C i więcej, co powoduje, że jest to proces mocno energochłonny i kosztowny w porównaniu z aktualnie stosowanymi metodami produkcji wodoru, np. reformingiem parowym. Największą jednak zaletą metody pirolizy/dekarbonizacji metanu / gazu ziemnego jest brak konieczności wychwytywania i składowania CO2 (sekwestracji), co znacznie upraszcza proces i zbliża ekonomiczny koszt wytworzenia wodoru tą metodą do kosztu jego wytwarzania wcześniej wspomnianymi „klasycznymi” metodami. Co więcej, produkcja wodoru tą metodą charakteryzuje się nie tylko mniejszą emisją CO2, ale też pozwala na uzyskanie wodoru o wysokiej czystości, zbliżonego przydatnością do stosowanego w ogniwach paliwowych. Dużym ograniczeniem procesu oprócz wspomnianej wysokiej temperatury jest powstawanie produktu ubocznego w postaci węgla; jeśli w przyszłości wodór będzie pozyskiwany w tym procesie na skalę przemysłową, powstaną duże jego ilości, dlatego znalezienie nowych zastosowań węgla jest kluczowym czynnikiem dla rozwoju tej technologii jako wykonalnej metody produkcji wodoru. Możliwości wykorzystania węgla będą zależeć od jego natury i właściwości. Przeanalizowano dostępne artykuły naukowe i specjalistyczne pod kątem rodzajów powstającego węgla, ze szczególnym uwzględnieniem jego struktury. Podjęto próbę zebrania informacji dotyczących korelacji pomiędzy zastosowaną metodą dekarbonizacji metanu a strukturą powstającego węgla.

EN

The presented literature review concerns possible directions of coal management, which is a by-product of the methane pyrolysis process (methane decarbonization). Methane pyrolysis is more and more often considered as an alternative technology for the production of hydrogen without CO2 emission – the so-called blue hydrogen. Pyrolysis/decarbonization has been used in the production of carbon black since the 1930s (e.g. the well-known Huels process). Methane pyrolysis is an endothermic process that requires, in order to obtain high efficiency, the use of temperatures of 1000°C and more, which makes it a highly energy-consuming and expensive process compared to the currently used methods of hydrogen production, e.g. steam reforming. However, the greatest advantage of the methane/natural gas pyrolysis/decarbonization method is the lack of the need to capture and store CO2 (sequestration), which significantly simplifies the process and brings the economic cost of hydrogen production by this method closer to the cost of its production to the previously mentioned “classic” methods. Moreover, the production of hydrogen by this method is not only characterized by lower CO2 emissions, but also allows to obtain hydrogen of high purity, similar to that suitable for use in fuel cells. A major limitation of the process, in addition to the aforementioned high process temperature, is the formation of a carbon by-product. If hydrogen is obtained from this process on an industrial scale in the future, large amounts of this by-product will be produced, therefore the development of new coal applications is a key factor in the development of this technology as a viable method of hydrogen production. The possibilities of using coal will depend on its nature and properties. The available scientific and specialist articles were analyzed in terms of the types of produced coal, with particular emphasis on its structure. An attempt was made to collect information on the correlation between the applied methane decarbonisation method and the structure of the generated coal.

10

Cartilage tissue examination using atomic force microscopy

Paluch Jarosław, Markowski Jarosław, Pilch Jan, Smółka Wojciech, Jasik Krzysztof Piotr, Kilian Filip, Likus Wirginia, Bajor Grzegorz, Chrobak Dariusz, Glowka Karsten, Starczewska Oliwia

Engineering of Biomaterials

|

2022

|

vol. 25, no. 167

17--23

EN

Life sciences, a field closely intertwined with human biology and physiology, employ various research methods, including morphology studies and quantitative analysis through non-destructive techniques. Biological specimens often consist of three-phase structures, characterized by the presence of gas, liquid, and solid components. This becomes crucial when the chosen research methodology requires the removal of water from samples or their transfer to a cryostat. In the current research, mechanical and topographical examination of cartilage was performed. The materials were generously provided by the Department of Anatomy at the Medical University of Silesia, thereby eliminating any concerns regarding their origin or ethical use for scientific purposes. Our research methodology involved the application of atomic force microscopy (AFM), which minimally disrupts the internal equilibrium among the aforementioned phases. Cartilage, recognized as a ‘universal support material’ in animals, proves to be highly amenable to AFM research, enabling the surface scanning of the examined material. The quantitative results obtained facilitate an assessment of the internal structure and differentiation of cartilage based on its anatomical location (e.g., joints or ears). Direct images acquired during the examination offer insights into the internal structure of cartilage tissue, revealing morphological disparities and variations in intercellular spaces. The scans obtained during the measurements have unveiled substantial distinctions, particularly in the intercellular ‘essence’, characterized by granularities with a diameter of approximately 0.5 μm in ear cartilage and structural elements in articular cartilage measuring about 0.05 μm. Thus, AFM can be a valuable cognitive tool for observing biological samples in the biological sciences, particularly in medicine (e.g. clinical science).

11

Poprawa parametrów ekologicznych paliw opałowych pochodzących z upraw rolnych

Żak Grażyna, Wojtasik Michał, Markowski Jarosław, Wojtowicz Robert, Rataj Mateusz, Kwilosz Tadeusz

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 12

821--829

PL

Wykonane badania zostały ukierunkowane na poprawę parametrów ekologicznych paliw opałowych wytworzonych z komponentów pochodzących z upraw rolnych. Dotyczyły przede wszystkim: oceny wpływu różnych innych niż biomasa leśna komponentów paliw biomasowych na wielkość emisji toksycznych składników spalin powstających w trakcie spalania, poprawy parametrów ekologicznych paliw biomasowych poprzez wykorzystanie mieszanin komponentów „agro” z mniej problematycznym komponentem pochodzenia leśnego oraz poprawy procesu spalania poprzez zastosowanie modyfikatora procesu spalania. Jako komponenty paliw z biomasy wykorzystano pozostałości roślin uprawnych (słomę pszenżyta, łuski słonecznika), roślinę z upraw energetycznych (miskant) oraz biomasę pochodzenia leśnego w postaci pozostałości z przemysłu meblarskiego (trociny). Testy spalania próbek peletów przeprowadzono w piecu kominkowym na pelet model AirPell 8, o nominalnej mocy cieplnej 8 kW. Wykonano pomiary zawartości w spalinach: CO, NOx oraz OGC. Spaliny przeznaczone do analizy zawartości substancji szkodliwych pobierano z króćców zamontowanych w odcinku pomiarowym łączącym ogrzewacz z przewodem kominowym. Skład spalin analizowano z wykorzystaniem analizatorów gazu: model MRU ECU 3000 oraz model Thermo-FID TG. Paliwa biomasowe otrzymane wyłącznie ze składników pochodzących z upraw rolnych charakteryzowały się znacznie wyższymi poziomami emisji CO i OGC niż paliwo z biomasy leśnej. Poprawa parametrów ekologicznych paliw z biomasy poprzez zastosowanie komponentu pochodzenia leśnego okazała się skuteczna w przypadku słomy i łuski słonecznika i dotyczyła obniżenia średniej emisji CO i OGC. Wprowadzenie do składu paliwa trocin w przypadku miskantu wpłynęło jednak negatywnie na stabilność procesu spalania oraz w niewielkim stopniu poprawiło stabilność procesu spalania paliwa z łuskami słonecznika. Zastosowanie modyfikatora spalania wpłynęło pozytywnie na wielkość emisji CO i OGC mieszanek paliw zawierających miskant i łuskę słonecznika. Modyfikator stabilizował również przebieg procesu spalania mieszanek z tymi komponentami. W przypadku wartości emisji NOx nie zaobserwowano jednoznacznego wpływu na ten parametr ani w przypadku wprowadzenia do składu paliw biomasy leśnej, ani modyfikatora spalania.

EN

The research was aimed at improving the environmental performance of heating fuels made from components from agricultural crops and mainly concerned of the impact of biomass fuel other than forest biomass on the emission of toxic flue gas components formed during combustion, improvement of the environmental performance of biomass fuels by using mixtures of "agro" components with a less problematic component of forest origin and improving the combustion process by using a combustion process modifier. Crop residues (wheat straw, sunflower husks), energy crop residues (miscanthus) and forest biomass (sawdust from a furniture industry) were used as biomass fuel components. Combustion tests of pellets were carried out in Defro Airpell 8 furnace with a nominal thermal power of 8 kW. CO, NOx and OGC were measured in the exhaust gases. The flue gases for the analysis were collected from connectors mounted in a measuring section connecting the heater with the chimney. The composition of the exhaust gas was tested using gas analyzers: MRU ECU 3000 and ThermoFID TG. Biomass fuels derived solely from agricultural crops residues were characterized by significantly higher levels of CO and OGC emissions compared to forest biomass fuel. An effective improvement in the environmental performance of those fuels by using the forest biomass was obtained in the case of straw and sunflower husks and concerned a reduction of average CO and OGC emission. An addition of sawdust to miscanthus had a negative impact on the combustion process stability and had a slightly positive impact on the stability of the sunflower husks combustion process. The use of the combustion modifier had a positive impact on the emission of CO and OGC of fuels containing miscanthus and sunflower husks. The modifier also stabilized the combustion process of those fuels. In the case of NOx emission, the addition of forest biomass or of the combustion modifier had no clear impact on this parameter.

12

Assessment of the susceptibility of biomass to attempts at improving the durability of pellets

Markowski Jarosław

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 12

965--968

EN

The aim of the research was to determine one of the most important parameters of solid biomass fuel – mechanical strength – which is a measure of its resistance to conditions during transport and storage. For this purpose, five types of biomass were used in order to assess their susceptibility to an attempt at improving the durability of pellets produced from this biomass: pine sawdust, rapeseed cakes, flax cakes, rapeseed meal, and wheat bran. The organic and inorganic substances which were used as additives to improve the durability of the pellets included water glass, sugar, potato starch, calcium oxide, and calcium lignosulphonate. The durability tests were performed according to the PN-EN ISO 17831 method. The results of these tests showed that the biomass that is best for additizing is sawdust, though it only shows higher durability with the addition of selected additives. In the case of other types of biomass, it makes no sense to use any of the above-mentioned additives during the pelleting process. On the other hand, sugar and calcium lignosulphonate turned out to be the most efficient additives in terms of improving durability. Organic substances proved to be more efficient additives than inorganic substances. Measurements of the bulk density of the tested materials and the resulting pellets were also performed in order to determine the feasibility of the production of pellets. In the case of linseed cake and rapeseed meal, the increase in bulk density was so low that it did not justify the financial expenses necessary in this process.

PL

W ramach przeprowadzonych badań stałego paliwa biomasowego dokonano oceny jednego z najważniejszych parametrów tego typu paliw – wytrzymałości mechanicznej, będącej miarą odporności na warunki panujące w trakcie transportu i przechowywania paliwa. W celu dokonania oceny podatności wybranych typów biomasy na próbę poprawy wytrzymałości mechanicznej uzyskanych z tej biomasy pelletów wykorzystano 5 rodzajów biomasy: trociny sosnowe, makuchy rzepakowe, makuchy lniane, śrutę rzepakową i otręby pszenne. Jako dodatki poprawiające wytrzymałość mechaniczną pelletów zastosowano substancje organiczne i nieorganiczne: szkło wodne, cukier, skrobię ziemniaczaną, tlenek wapnia i lignosulfonian wapnia. Badania wytrzymałości przeprowadzono według metody PN-EN ISO 17831. Wyniki tych badań wykazały, że biomasa, która najlepiej poddaje się uszlachetnieniu, to trociny – tylko one wykazują wyższą wytrzymałość mechaniczną po zastosowaniu wybranych dodatków uszlachetniających. W przypadku pozostałych rodzajów biomasy nie ma sensu stosowania w procesie pelletyzacji żadnego z wyżej wymienionych dodatków. Natomiast najskuteczniejszymi dodatkami poprawiającymi wytrzymałość mechaniczną, spośród badanych w tym projekcie, były cukier i lignosulfonian wapnia. Substancje organiczne okazały się skuteczniejszymi dodatkami niż substancje nieorganiczne. Najlepszą kombinacją biomasy i dodatków w badaniu były trociny z dodatkiem cukru lub lignosulfonianu wapnia – pomijając wynik otrzymany dla nieuszlachetnionych makuchów rzepakowych, takie kombinacje uzyskały dwa najlepsze wyniki pomiarów wytrzymałości. Przeprowadzono również pomiar gęstości nasypowej badanych surowców i otrzymanych pelletów w celu określenia celowości produkcji pelletów. W przypadku makuchów lnianych i śruty rzepakowej przyrost gęstości nasypowej był tak niski, że nie uzasadniało to poniesienia niezbędnych w tym procesie nakładów finansowych. Również wyniki pomiaru wytrzymałości mechanicznej otrzymanych z tych rodzajów biomasy pelletów były najgorsze spośród wszystkich badanych biomas, co dodatkowo podważa sens produkcji pelletów z takich surowców.

13

Organic bacteriostatic material

Flak Tomasz, Paluch Jarosław, Gabor Jadwiga, Okła Hubert, Stanula Arkadiusz, Markowski Jarosław, Plich Jan, Swinarew Andrzej S.

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 155

17--21

EN

The use of antibiotics to treat bacterial infections is becoming less and less effective year by year due to the increasing resistance of bacteria. The microbial evolutionarily acquired resistance to antibiotics increases the threat to man’s life due to difficulties regarding effective therapies to fight infections. Therefore, apart from treatment, it is necessary to introduce appropriate prophylaxis which limits the multiplication of bacterial colonies on everyday use objects. Due to the antibiotic resistance phenomenon, it is important to find a new material with antibacterial properties for FDM 3D printing in medical applications. The work contains research on a new chemical compound used as an additive to thermoplastics. The rhodamine derivative was synthesized via the 4-diphenylaminobenzaldehyde reaction with 1.3-indendione in a boiling mixture of EtOH/H2SO4. The obtained chemical compound was used as a bacteriostatic modifier of the polycarbonate (PC) properties, as such a modification enables application e.g. for medical device housings or for surfaces frequently touched by people. The modifier and the commercially available polymer were compounded with a high-temperature screw extruder and a filament for FDM 3D printer was created. The modified polymer revealed antibacterial properties relative to Escherichia coli and good thermal stability during the processing.

14

Evaluation of the strength properties of materials intended for tracheobronchial tubes

Sobota Robert, Markowski Jarosław, Joszko Kamil, Gzik-Zroska Bożena, Kawlewska Edyta, Gzik Marek

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 156

10--16

EN

The desire to increase the comfort of patients and to continue production despite the decreasing amount of available materials on the market has led to the constant search for novel materials that could be used to obtain tracheobronchial tubes. The aim of this study is to determine the mechanical properties of a new thermoplastic elastomer. Two materials - the thermoplastic elastomer and the natural rubber were subjected to three tests: static tensile test, static compression test and static three-point bending test. During the static tensile test, samples of the tested materials were examined, and during the next two examinations, the final products. The materials underwent the processes of sterilization, hydrolytic degradation and degradation by oxidation. The treated samples were also tested in order to compare the obtained results. The mechanical properties of the tested materials improved both after the hydrolytic degradation and oxidative degradation, as well as after the sterilization process. Yet the thermoplastic elastomer revealed a more noticeable increase. The elastomer hardening is a positive phenomenon potentially leading to fewer accidental closures of the tubes cross-section. Both the sterilization process and various degradation methods improved the mechanical properties by strengthening the tested materials. This phenomenon seems to be desirable to avoid the closure of the implemented tube during its application.

15

Możliwości poprawy procesu spalania i ograniczenia emisji w aspekcie konkluzji BAT dla dużych obiektów energetycznego spalania

Żak Grażyna, Markowski Jarosław, Wojtasik Michał

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2019

|

R. 22, Nr 6 (248)

11--13

PL

Decyzja wykonawcza Komisji (UE) 2017/1442 z dnia 31 lipca 2017 r. [1] ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik w odniesieniu do dużych obiektów energetycznego spalania zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE [2] została opublikowana w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej (L212) w dniu 17 sierpnia 2017 r. Prowadzący instalacje energetycznego spalania będą zobowiązani do wprowadzenia do praktyki produkcyjnej odpowiednich rozwiązań w celu spełnienia konkluzji BAT do dnia 16 sierpnia 2021 r.

EN

Commission Implementing Decision (EU) 2017/1442 of 31 July 2017 [1] establishing the Best Available Techniques Conclusions for large combustion plants in accordance with Directive 2010/75 / EU of the European Parliament and of the Council [2] was published in Official Journal of the European Union (L212) on 17 August 2017. Operators of combustion installations will be required to implement a production practice of appropriate solutions to meet the BAT conclusions by 16 August 2021.

16

Współspalanie biomasy : droga do spełnienia unijnych wymagań

Markowski Jarosław

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 7

1096--1099

PL

Współspalanie biomasy z węglem jest być może w Polsce jedyną drogą do spełnienia stawianych przez Unię Europejską wymagań w zakresie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Pomimo problemów eksploatacyjnych i koniecznych nakładów inwestycyjnych związanych z różnicami w składzie chemicznym obu paliw, współspalanie jest procesem, który przynosi znaczące korzyści środowiskowe w postaci obniżenia emisji gazów cieplarnianych oraz smogotwórczych.

EN

A review, with 45 refs., of legal regulations and tech. limitations in prodn. of energy from renewable biomass.

17

Wpływ stopnia utleniania żelaza w katalizatorach na efektywność utleniania sadzy

Wojtasik Michał, Żak Grażyna, Markowski Jarosław

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 2

264--267

PL

Zbadano wpływ stopnia utlenienia żelaza na efektywność działania katalizatorów utleniania sadzy. Dwa lekkie oleje opałowe uszlachetniono katalizatorem zawierającym związki żelaza (II) i żelaza (III) i katalizatorem zawierającym związki żelaza (III). Testy reaktywności (aktywności katalitycznej) wykonano, wykorzystując stanowisko wyposażone w kocioł olejowy o mocy 80 kW oraz w analizator spalin i pyłomierz grawimetryczny. Zbadano stężenie CO, NOₓ, PM, CHₓ w gazach spalinowych pochodzących ze spalania badanych paliw.

EN

The Fe oxide catalysts were suspended in an aliph. oleincontg. solvent (b.p. 180-220°C) at 90°C for 6 h. The stable suspensions showed a particle size distribution of about 50 nm. Heating oils modified with addn. of the catalysts were combusted. The CO, NOₓ, CHₓ and particulate matter concns. in exhaust gases were measured. Lower emission was obsd. for the Fe (III) oxide-contg. catalyst.

18

Cenosfery : uniwersalny materiał konstrukcyjny

Markowski Jarosław

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 6

940--943

PL

Przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat cenosfer będących frakcją popiołów lotnych powstających w procesie spalania paliw stałych. Opisano metody ich otrzymywania, modyfikacji i wykorzystania w przemyśle.

EN

A review with 95 refs., of methods for sepn. of cenospheres, their modification and industrial uses.

19

Analiza metod wyznaczania krytycznego stężenia micelizacji (CMC) substancji powierzchniowo czynnych w paliwie E85

Markowski Jarosław

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 3

419--423

PL

Wyznaczono krytyczne stężenie micelizacji (CMC) substancji o właściwościach detergentowo-dyspergujących w celu określenia optymalnych wartości ich stężeń dozowanych do paliwa. W celu porównania otrzymanych wartości CMC badania przeprowadzono w paliwie etanolowym E85 dwiema metodami.

EN

Five surfactants based on diamine or benzoxazine derivatives were used (10-1000 mg/kg) as an additive to EtOH-modified gasoline. Surface tension and dynamic light scattering were detd. to find CMC. The detn. method had no effect on the CMC values.

20

The aircraft engines anti-icing systems

Olejniczak Damian, Nowacki Marcin, Markowski Jarosław

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2019

|

Vol. 71, No 1

69--79

EN

The phenomenon of icing on aircraft engines is particularly related to turbine engine inlet systems. In flight conditions at temperatures close to 0°C and with high air humidity in the inlet systems of the engines there are conditions favoring the deposition of ice. Frosting of the inlet violates the air flow conditions and may cause the compressor to pump out, shut down or damage the engine. Risks associated with the freezing of aircraft engine inlets require the use of the anti-icing systems described in this article.

PL

Zjawisko oblodzenia silników lotniczych dotyczy w szczególności układów wlotowych silników turbinowych. W warunkach lotu przy temperaturach bliskich 0°C i przy dużej wartości wilgotności powietrza w układach wlotowych silników występują warunki sprzyjające odkładaniu się lodu. Oblodzenie wlotu narusza warunki przepływu powietrza i może być przyczyną pompażu sprężarki, wyłączenia lub uszkodzenia silnika. Zagrożenia związane z zamarzaniem wlotów silników lotniczych wymuszają stosowanie urządzeń przeciwoblodzeniowych opisanych w niniejszym artykule.