Composting is one of the most efficient ways of managing municipal sewage sludge. Recently, due to the increased demand for composting, the issue of conducting this process in cost effective way is of particular importance. Determining the early maturity stage of the composted material can significantly improve the efficiency of surface management of relatively expensive compost plant. The following research presents classification of neural models for determining the early stage of composted mixture of sewage sludge and rapeseed straw, basing on information contained in images of material samples obtained with UV-A illumination. The topology of the MLP network was used in the construction of classification models. As input variables, 25 color parameters and 21 texture parameters were originally used, but also steps were taken to eliminate their number. The classification error for the developed neural models ranged from 1.83 to 4.27%. The best model in terms of the lowest value of error, and the smallest number of input variables required, included 16 neurons in the input layer, 50 neurons in the hidden layer and 2 neurons in the output layer. The following model is characterized by a slightly lower classification error and a slightly simpler structure than the best possible model developed in earlier studies for visible light illumination.
PL
Kompostowanie jest jednym z najwłaściwszych sposobów zagospodarowania komunalnych osadów ściekowych. W ostatnim czasie, ze względu na wzmożone zapotrzebowania na kompostowanie tych osadów, szczególnego znaczenia nabiera kwestia prowadzenia tego procesu w sposób wydajny. Odpowiednio wczesne wykrywanie osiągnięcia przez kompostowany materiał stadium wczesnej dojrzałości może znacząco poprawić efektywność gospodarowania powierzchnią relatywnie drogiej płyty kompostowej. W pracy opracowano klasyfikacyjne modele neuronowe do określania tego stadium dla kompostowanej mieszaniny osadu ściekowego i słomy rzepakowej, bazujące na informacjach zawartych w obrazach próbek materiału, pozyskanych przy oświetleniu UV-A. Przy budowie modeli klasyfikacyjnych wykorzystano topologię sieci MLP. Jako zmienne wejściowe pierwotnie wykorzystano 25 parametrów dotyczących barwy oraz 21 parametrów dotyczących tekstury, przy czym wykonano również działania dążące do eliminacji ich liczby. Błąd klasyfikacji dla opracowanych modeli neuronowych zawierał się w przedziale od 1.83 do 4.27%. Najlepszy model pod względem najniższej wartości tego błędu, a przy tym najmniejszej liczby wymaganych zmienny wejściowych, zawierał 16 neuronów w warstwie wejściowej, 50 neuronów w warstwie ukrytej i 2 neurony w warstwie wyjściowej. Model ten cechował się nieco niższym błędem klasyfikacji i nieco prostszą strukturą, niż najlepszy z modeli opracowanych we wcześniejszych badaniach dla oświetlenia w postaci światła widzialnego.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This study discusses the possibility of using polypropylene copolymer as matrix composite, because they can be processed at lower temperatures. Comparing the isotactic polypropylene (PP) with copolymer PP-b-PE, lower temperature allows avoiding the limitations related with the glass transition temperature of polypropylene. On the other hand, statistical copolymer (PP-s-PE) doesn't have such properties like block copolymer but its clarity and optical properties are better than PP polymer. Therefore, the aim of this paper was to determine the processing conditions and compare mechanical properties of polypropylene copolymer composites containing straw of oilseed rape with unfilled material as well as composites containing straw of oilseed rape with PP matrix. Two different copolymers of PP were used. Using extrusion and injection molding technique the composites with addition of 20 wt. % and 30wt. % of lignocellulosic material were prepared. The following parameters were determined: Young's modulus at tensile, tensile strength, elongation at maximal strength, strength at break, elongation at break, strength at yield 0,2%, Brinell hardness as well as Charpy impact strength. The performed investigations revealed that copolymer matrix has good mechanical properties and lower processing temperature in comparison to composites with polypropylene matrix, because of lower degradation of the rapeseed straw.
PL
Poddano ocenie właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie kopolimerów polipropylenu z dodatkiem napełniacza — rozdrobnionej słomy rzepakowej. Kompozyty w postaci granulatu otrzymywano metodą wytłaczania, a wypraski do badań mechanicznych — techniką wtryskiwania. Zawartość lignocelulozowego napełniacza w kompozytach wynosiła 20 lub 30 % mas. Określano parametry procesów wytłaczania i wtryskiwania kompozytów na osnowie kopolimerów: blokowego i statystycznego. Zastosowanie kopolimerów polipropylenu jako osnowy kompozytowej pozwala obniżyć temperaturę przetwarzania, co ma korzystny wpływ na właściwości wytwarzanych materiałów, dzięki ograniczeniu termicznej degradacji naturalnego napełniacza (słomy rzepakowej). Oceniano następujące właściwości mechaniczne: maksymalne naprężenie rozciągające, wydłużenie przy zerwaniu, wydłużenie przy maksymalnym naprężeniu, naprężenie na granicy plastyczności 0,2 %, moduł Younga, udarność metodą Charpy'ego i twardość metodą Brinella. Stwierdzono, że wprzypadku niektórych zastosowań kompozytów, zamiana osnowy polipropylenowej na kopolimerową jest korzystna ze względu na jej odmienne właściwości, na przykład znacznie niższą temperaturę zeszklenia.
The aim of this research project was to investigate the mercerisation process of natural rapeseed straw used to manufacture composites with thermoplastic polymers. Alkali treatment of the native cellulose causes polymorphic transition to cellulose II and, consequently, improvement of mechanical properties of natural lignocellulosic materials. Different concentrations of alkali solutions were employed in the course of the rape (Brassica napus) mercerisation of Kaszub and Californium varieties: 5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20, & 25%, and the process lasted for 1, 2, 3 4, 5, 7.5, 10, 15, 30, 60, 90 and 120 minutes, respectively. The structural transformation from cellulose I to cellulose II for rapeseed straw after alkali treatment with sodium hydroxide was investigated by means of the wide-angle X-ray scattering (WAXS) method. The X-ray diffraction pattern was recorded within the angle range of 5 - 30° 2Θ. The polymorphic transition was calculated on the basis of the individual areas under the peaks of both cellulosic forms. It was found that the amount of cellulose II in wooden parts of rapeseed straw depended on the concentration of alkali solution as well as on the time of chemical treatment. It was further found that the great efficiency of Cellulose I → Cellulose II transition (over 50%) was observed for both experimental varieties at a wide range of the concentrations applied, from 12.5 to 20%, when the process was conducted for at least 5 minutes. This result indicates a different behaviour of rapeseed straw in comparison with such other lignocellulosic materials as wood or natural fibres. There were no structural differences found between various rapeseed straw varieties in the mercerisation process. On the basis of the degree of cellulose crystallinity in rapeseed straw after alkali treatment, no degradation of lignocellulosic material was found to occur in the above-mentioned conditions.
PL
Celem pracy było zbadanie procesu merceryzacji rozdrobnionej słomy rzepakowej mogącej znaleźć zastosowanie jako lignocelulozowy napełniacz kompozytów z termoplastyczną osnową. Proces ten powoduje przemianę polimorficzną celulozy natywnej w celulozę II cechującą się lepszymi właściwościami mechanicznymi. Badaniom poddano słomę rzepakową dwóch odmian Kaszub oraz Californium, stosując stężenia zasady NaOH od 5 do 25% w czasie prowadzenia procesu od 1 minuty do 120 minut. Badania przemiany polimorficznej przeprowadzono metodą szerokokątowej dyfrakcji promieni rentgenowskich. Stwierdzono, że zawartość celulozy II w zdrewniałych częściach słomy rzepakowej zależy zarówno od zastosowanego stężenia zasady jak i od czasu prowadzenia procesu. Największa efektywność przejścia fazowego Celuloza I → Celuloza II (ponad 50%) została stwierdzona przy stosowaniu stężeń w zakresie 12,5 – 20%, przy procesie alkalizacji trwającym nie mniej niż 5 minut. Wyniki badań wskazują, że proces merceryzacji słomy rzepakowej zachodzi w odmienny sposób niż dla innych materiałów lignocelulozowych, na przykład dla naturalnych włókien czy drewna. Ponadto na podstawie wyznaczonego stopnia krystaliczności celulozy stwierdzono, że w stosowanych warunkach nie wystąpiły procesy degradacji słomy rzepakowej pod wpływem środowiska alkalicznego.
The study investigates the properties of lightweight (350–550 kg/m3) particleboards made using wood or rape particles and with veneers applied to their surfaces. Their suitability for the production of furniture and elements of interior design is discussed. Panels with veneer on their faces were made using a “one shot” pressing cycle. It was found that rape particles may be used for the production of lightweight particleboards, and that they are a good alternative to wood chips. Particleboards made of rape straw, covered with beech veneer during the pressing cycle in order to strengthen their subsurface layers, have better properties than the corresponding wood-chip-based particleboards. However, all the boards, throughout the whole density range, meet the requirements for P2 boards, i.e. boards intended for interior decoration and furniture production (MOR 11 N/mm2, MOE 1600 N/mm2, IB 0.35 N/mm2 according to EN 312).
PL
Tradycyjne płyty wiórowe, charakteryzujące się średnią gęstością w granicach od 650 do 720 kg/m3, są materiałem od lat stosowanym do produkcji mebli. Jednak w świetle nowych przepisów i trendów wysoka gęstość staje się ich zdecydowaną wadą. Lekkie płyty na bazie drewna są już od dawna produkowane, ale szerokie zastosowanie znajdują przede wszystkim w budownictwie, jako materiał izolacyjno-głuszący. Z uwagi jednakże na niskie parametry wytrzymałościowe dotychczas nie są szeroko stosowane do produkcji mebli. Biorąc to pod uwagę, postanowiono zbadać możliwość wytwarzania lekkich płyt z wiórów drzewnych, które w celu wzmocnienia warstw przypowierzchniowych poddano uszlachetnieniu w procesie prasowania fornirem bukowym. Dodatkowo, uwzględniając utrzymujący się już od kilku lat deficyt drewna, postanowiono również ocenić przydatność do tego celu cząstek rzepaku, jako alternatywnego surowca do wytwarzania płyt, które mogłyby znaleźć zastosowanie do produkcji mebli i elementów wyposażenia wnętrz. Badaniom poddano płyty wiórowe oraz rzepakowe o gęstości 350–550 kg/m3, a uszlachetnianie ich powierzchni przeprowadzono metodą 1-cykliczną, w której dekoracyjny fornir naprasowywano w cyklu wytwarzania płyty. Do zaklejenia obu rodzajów wiórów zastosowano pMDI. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, iż możliwe jest zastosowanie do wytwarzania lekkich płyt cząstek rzepaku, które mogą stanowić pełnowartościowy substytut wiórów drzewnych. Wytworzone z nich płyty, które w celu wzmocnienia ich warstw przypowierzchniowych oklejono w cyklu prasowania fornirem bukowym, charakteryzują się lepszymi właściwościami niż analogiczne płyty wiórowe. Rozwój i postęp przemysłu płytowego, oprócz wzrostu ilościowego i polepszenia jakości wyrobów, polega również na wprowadzaniu na rynek zupełnie nowych produktów o niespotykanym dotychczas poziomie jakości, atrakcyjnych cechach użytkowych i nowych obszarach zastosowań. Dodatkowym atutem wytworzonych w ramach pracy płyt jest ich znacznie obniżona gęstość w stosunku do tradycyjnych płyt wiórowych. Lżejsze płyty oznaczają nie tylko lżejsze meble, co jest korzystne dla ich użytkowników, ale także zwiększają konkurencyjność gotowego produktu, dzięki łatwemu i szybkiemu wprowadzaniu najnowszych trendów wzorniczych. W tym stanie rzeczy wydaje się, iż fornirowane płyty z wiórów drzewnych i cząstek rzepaku, ze względu na ich korzystne właściwości, idealnie wpisują się w obowiązujące obecnie trendy. Pozwala to przypuszczać, iż będą one mogły znaleźć zastosowanie jako płyty przeznaczone do wyposażenia wnętrz, łącznie z meblami, gdyż w całym zakresie gęstości spełniają wymagania normy dla tego typu płyt (MOR 11 N/mm2, MOE 1600 N/mm2, IB 0,35 N/mm2 wg EN 312 dla płyt P2).
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badano czas indukcji utleniania polipropylenowych kompozytów napełnionych rozdrobnioną słomą rzepakową. Jako osnowy stosowano polipropyleny różniące się wskaźnikiem szybkości płynięcia, oraz natywną lub chemicznie modyfikowaną słomą rzepakową różnych odmian. Nie stwierdzono znaczącego wpływu wskaźnika szybkości płynięcia jak również rodzaju zastosowanej odmiany napełniacza na czas indukcji utleniania kompozytów. Niespodziewanie stwierdzono bardzo ciekawą zależność dla układów kompozytowych napełnionych modyfikowaną mączką ze słomy rzepakowej. Otóż we wszystkich przypadkach, dla kompozytów napełnionych modyfikowaną słomą rzepakową różnych odmian stwierdzono znaczne skrócenie czasu indukcji utleniania.
EN
Powdered rapeseed straw was treated with Ac₂O and used as filler for prodn. of polypropylene-matrix composites. The use of modified straw resulted in decreasing oxidn. induction time whereas no decrease was obsd. when untreated straw was used as a filler.
As a consequence of the intended rise in the volume of the biodiesel produced by the member states of the European Union, predominantly from rapeseeds and sunflower seeds, the quantity of the by-products being generated, e.g. glycerol, rapeseed/sunflower seed straw and rapeseed/sunflower seed meal, will increase dramatically. It is therefore recommendable to find effective methods for their processing or utilization in order to reduce the costs of biodiesel production without polluting the environment by excessive wastes. As the utilization of glycerol has often been addressed in the literature1, the aim of our study is to describe the potentiality for utilizing the solid by-products of biodiesel production, namely rapeseed/sunflower straw and rapeseed/ sunflower seed meal.
Wykonano testy współzgazowania węgla kamiennego i biomasy oraz testy zgazowania czystego węgla i czystej biomasy. Użyto mieszanin słomy rzepakowej z węglem o stosunkach masowych węgiel/biomasa wynoszących 25, 50 i 75 %. Proces zgazowania prowadzono w reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym, pod ciśnieniem atmosferycznym, przy użyciu powietrza i pary wodnej jako czynnika zgazowującego. Dodanie biomasy do węgla zwiększa konwersję paliwa stałego do gazu i podnosi wartość opałową gazu dzięki zwiększonej zawartości tlenku węgla.
EN
Co-gasification tests of subbituminous coal with biomass and gasification tests of pure coal and biomass were performed. A rape straw blended with coal was used in a mass ratios of coal/biomass of 25, 50 and 75 %. The gasification process was conducted in a circulating fluid bed reactor at atmospheric pressure with air and steam addition was applied to the reaction. The addition of biomass to coal resulted in a higher conversion to gas and increased the gas calorific value due to higher content of carbon oxide
Wskazano ważniejsze przesłanki rozwoju technologii biopaliw w Polsce. Wykazano, że pelety są najlepszymi biopaliwami, zastępczymi w stosunku do węgla we wszystkich typach kotłów na paliwa stałe. Przedyskutowano wymagania stawiane biomasie w procesie wytwarzania peletów, technologię produkcji wraz ze standardami jakościowymi tego paliwa oraz koszty produkcji. Zwrócono uwagę na znaczenie słomy rzepakowej, jako potencjalnego surowca do wytwarzania peletów. Pokazano rozwojowy charakter rynku peletów w UE i w Polsce.
EN
Major factors for the development of biofuel technologies in Poland were pointed out. It was shown that pellets arę the best bio-substitutes of coal in all types of solid fuel-fired boilers. The reąuire-ments for biomass as the raw materiał for pellets production were presented. The technology of pellets manufacture and ąuality standards for pellets, including costs of production, were discussed. It was pointed out the significance of rape straw as a future, non-woody materiał for the production of pellets. Finally, it was shown an expanding character of the pellets market in EU and Poland.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The aim of this work was to characterize the form of the tool wear during milling of two different materials: particleboards produced from wooden chips and particleboards produced from rape straw parts. Research shows that even when the average bluntness is similar the form of the bluntness is different. The wear of tools which machine particleboards from wooden chips was more irregular with clearly marked influence of the particleboards outside layers and catastrophic damage. The wear of a tool which machines particleboards produced from rape straw parts was more regular.
PL
Celem pracy było scharakteryzowanie zużycia ostrzy skrawających podczas frezowania dwóch różnych materiałów: płyt wiórowych wytworzonych z wiórów drzewnych i płyt wiórowych z cząstek słomy rzepakowej. Badania wykazały, iż nawet w przypadku, kiedy średnie stępienie jest podobne, postać zużycia jest różna. Zużycie ostrzy obrabiających płyty wiórowe z wiórów drzewnych było bardziej nieregularne, z wyraźnie zaznaczonym wpływem warstw zewnętrznych płyt wiórowych oraz zużyciem katastroficznym. Zużycie ostrzy obrabiających płyty wiórowe wytworzone z cząstek słomy rzepakowej było bardziej wyrównane.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dokonano przeglądu kompozytów otrzymywanych przez napełnianie napełniaczami pochodzenia roślinnego osnowy polimerowej z tworzyw syntetycznych i materiałów odnawialnych. Wykazano konkurencyjność napełniaczy celulozowych w stosunku do napełniaczy mineralnych. Przedstawiono wyniki badań nad kompozytami otrzymanymi z polietylenu małej gęstości/polipropylenu i plastyfikowanego poli(chlorku winylu) ze słomą rzepakową. Przedyskutowano biodegradowalność napełnianych tworzyw oraz wpływ napełniacza na własności mechaniczna i użytkowe.
EN
The composites prepared by filling of polymeric matrix of synthetic and renewable materials with natural plant fibers were rewieved. The competitiveness of natural towards mineral fillers was demonstrated. The results of the studies on composites prepared by filling of LDPE/PP and PVC with rape straw were shown. The degree of biodegradability of the filled materials and the influence of filler on mechanical and functional properties was discussed.
The fiber-matrix interaction in polypropylene composites with various lignocellulosic materials influences on the crystalline structure of polymeric matrix [1-3]. This structure is one of the most important factors determined the properties of the composites. Crystallization of the polypropylene leads through the nucleation phenomena to the formation of the spherulitic. supermolecular structure. The characteristics of supermolecular structure are markedly influenced by the thermal conditions, mechanical effects and by the presence of extraneous materials [4]. The aim of the investigations was to analyse the supermolecular structure of isotactic polypropylene in presence of the lignocellulosic materials from rapeseed straw.
PL
Oddziaływania różnych materiałów celulozowych z włóknistą strukturą kompozytów polipropylenowych wpływają na późniejszą strukturę krystaliczną matrycy polimerowej. Struktura ta jest jednym z ważniejszych czynników określających właściwości tych kompozytów. Krystalizację polipropylenu rozpoczyna się od enukleacji, a następnie tworzą się sferulity, struktury nadcząsteczkowej. Na powstającą strukturę nadcząsteczkową wyraźny wpływy wywierają warunki termiczne i efekty mechaniczne, a także obecność innych materiałów. Obiektem badań była tu analiza struktury nadcząsteczkowej izotaktycznego polipropylenu w obecności materiału celulozowego, pochodzącego ze słomy rzepakowej.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Określono wpływ stosunku molowego żywicy mocznikowo-formaldehydowej, zmieniany w przedziale 1,03-1,26 na właściwości płyt aglomerowanych z rozdrobnionej słomy rzepakowej i sosnowych trocin tartacznych. Płyty wytwarzano według parametrów technologicznych zbliżonych do aktualnie stosowanych w przemyśle. Właściwości płyt badano według norm metodycznych dla płyt wiórowych. Wyniki badań wykazały, że stosując odpowiednią żywicę mocznikowo-formaldehydową można z mieszaniny rozdrobnionej słomy rzepakowej i trocin wytworzyć płyty spełniające aktualne wymagania dla płyt wiórowych do wyposażenia wnętrz i produkcji mebli.
EN
The aim of the tests was to identify and quantify the influence of molar ratio of urea-formaldehyde glue resin on the properties of panels made from disintegrated rape straw and sawdust. The tests aimed at getting an answer to the following question: whether and at which molar ratio it is possible, using the above-mentioned lignocellulosic raw materials, to produce panels which would meet requirements for particleboards intended for indoor equipment and furniture production. Panel properties were tested according to effective methodical standards. If we use an adequate urea-formaldehyde resin and technological parameters similar to the industrial ones, it is possible to produce from disintegrated rape straw and pine sawdust panels which meet the requirements for particleboards intended for indoor equipment and furniture production.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
So far we know of no complex investigations defining lignocellulosic materials obtained from the stem of rape for the purpose of application in composites with thermoplastic polymers. This study is concerned with investigating the morphology of the rape stem, and the cellulose content in the wooden parts of the rape stem. Investigations with a microscope of the structure of the rape stems and the thickness of the wooden layers for various winter seed oil varieties were carried out. On the basis of the analytical results, it has been found that the average cellulose content in the wooden parts of the winter rape stem ranges from 35% to 40%. The amount of the cellulose in rape in comparison with the amount of cellulose in various species of wood is comparable. The structural investigations confirmed the presence of cellulose I. The X-ray patterns in the internal and external areas of the wooden parts of the stem are similar
PL
Na podstawie naszych wcześniejszych badań stwierdzono, że materiał lingocelulozowy pozyskiwany ze słomy rzepakowej, może być wykorzystywany do otrzymywania kompozytów z polimerami termoplastycznymi. Jednakże do tej pory nie zostały przeprowadzone kompleksowe badania nad zdefiniowaniem budowy zdrewniałych fragmentów słomy rzepakowej. Wykonane obserwacje mikroskopowe pozwoliły na poznanie budowy łodygi oraz na wyznaczenie grubości warstwy zdrewniałej. Badania nad zawartością celulozy w zdrewniałych fragmentach łodyg dla wybranych odmian rzepaku wykazały zawartość celulozy w granicach od 35% do 40%. Zawartość celulozy w zdrewniałych częściach łodygi rzepaku jest porównywalna z zawartością celulozy w wybranych gatunkach drewna. Badania techniką szerokokątowej dyfrakcji promieni rentgenowskich potwierdziły obecność polimorficznej odmiany celulozy I oraz wykazały brak różnic w budowie strukturalnej pomiędzy wewnętrznymi i zewnętrznymi warstwami łodyg rzepakowych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.