Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości sorpcyjne wybranych mąk niechlebowych®

Pałacha Zbigniew, Rasiński Paweł

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2020

|

nr 1

20--27

PL

W pracy prezentowanej w artykule wyznaczono izotermy ad-sorpcji wody oraz badano kinetykę sorpcji wody dla wybranych mąk niechlebowych (kukurydziana jaglana, owsiana i ryżowa) w temperaturze 25oC. Izotermy adsorpcji wody wyznaczono metodą statyczno-eksykatorową w zakresie ak-tywności wody od 0,113 do 0,932. Krzywe kinetyczne sorpcji wody wyznaczono w środowisku o zróżnicowanej wilgotności względnej powietrza (32,8, 52,9, 75,3 i 100,0%). Stwierdzono, że izotermy adsorpcji wody badanych mąk mia-ły kształt sigmoidalny i zgodnie z klasyfikacją Brunauera i współpracowników odpowiadały II typowi izoterm. Model GAB dobrze opisywał otrzymane izotermy adsorpcji wody (RMS ˂ 8%). Model kinetyczny Ficka poprawnie opisywał dane sorpcyjne badanych mąk (R2 ˃ 0,99). Najmniejszą zdol-nością chłonięcia pary wodnej charakteryzowała się mąka owsiana, a największą mąki jaglana i kukurydziana.

EN

In the paper water adsorption isotherms and water sorption kinetics for selected non-bread flour (corn, millet, oat and rice) at 25oC were determined. The water adsorption isotherms were determined by the static gravimetric method in the water activity range from 0,113 to 0,932. The kinetics curves of water vapor sorption in the environment of different relative humidity of the air (32,8, 52,9, 75,3 and 100,0%) were investigated. The water adsorption isotherms of the tested flours had a compatible course with second type of isotherms according to the Brunauer’s classification. The GAB model gave good fit to the experimental sorption data (RMS ˂ 8%). The Fick’s kinetic model correctly described the sorption data of the flours tested (R2 ˃ 0,99). Oat flour characterized by the lowest ability to adsorb water vapor, while the highest was millet and corn flour.

2

Właściwości sorpcyjne wybranych herbat®

Pałacha Zbigniew, Mikołajczewski Łukasz

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2020

|

nr 2

33--40

PL

W pracy prezentowanej w artykule wyznaczono izotermy adsorpcji wody oraz badano kinetykę sorpcji wody dla wybranych herbat czarnych (granulowana, liściasta i sproszkowana) w temperaturze 25oC. Izotermy adsorpcji wody wyznaczono metodą statyczno-eksykatorową w zakresie aktywności wody od 0,113 do 0,932. Krzywe kinetyczne sorpcji wody wyznaczono w środowisku o zróżnicowanej wilgotności względnej powietrza (52,9, 75,3 i 100,0%). Stwierdzono, że izotermy adsorpcji wody badanych herbat miały kształt sigmoidalny i zgodnie z klasyfikacją Brunauera i współpracowników odpowiadały II typowi izoterm. Model Pelega najlepiej opisywał otrzymane izotermy adsorpcji wody (RMS ˂ 7%). Model kinetyczny Ficka w miarę poprawnie opisywał dane sorpcyjne badanych herbat (RMS od 5,45 do 25,83%). Najmniejszą zdolnością chłonięcia pary wodnej w środowisku o wilgotności względnej 52,9 i 100,0% charakteryzowała się herbata granulowana, a największą herbata sproszkowana.

EN

In the paper water adsorption isotherms and water sorption kinetics for selected black teas (granulated, leaf and powdered) at 25oC were determined. The water adsorption isotherms were determined by the static gravimetric method in the water activity range from 0,113 to 0,932. The kinetics curves of water vapor sorption in the environment of different relative humidity of the air (52,9, 75,3 and 100,0%) were investigated. The water adsorption isotherms of the tested teas had a compatible course with second type of isotherms according to the Brunauer’s classification. The Peleg model best fit to the experimental sorption data (RMS ˂ 7%). The Fick’s kinetic model accurately described the sorption data of the teas tested (RMS from 5,45 to 25,83%). Granulated tea characterized by the lowest ability to adsorb water vapor in the environment with relative humidity of 52,9 and 100%, while the highest was powdered tea.

3

Experimental determination of the kinetics of sorption and gas filtration in coal

Gawor M.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2018

|

Vol. 40, nr 4

254--262

EN

The paper presents tests set-ups for experiments on sorption kinetics and gas filtration kinetics in a porous medium. It was observed that two phenomena occur in these processes: transportation of gas into the porous solid and settling of gas molecules on the walls of the solid or within its volume. An experiment was carried out in which a thin resistance thermometer was quickly taken out of an argon stream and placed in carbon dioxide or the other way round. The measurement made it possible to determine the sorption time constant. It was demonstrated that the sorption rate is much higher than the filtration rate. Thus, filtration is the process describing the rate at which gas molecules penetrating the porous substance are adsorbed or desorbed. The sorption time constant is not >50 m. In the second experiment, the author determined the rate at which gas is liberated from coal grains. The measurement method was based on measurement of the pressure of desorbing gas in constant volume. The experiment involved measurement of the pressure of the gas liberated from the coal grains in a closed chamber. The kinetic curves obtained in this way were used to determine the carbon dioxide coefficient in coal grains. During the experiment, particular focus was put on the initial stage of gas liberation (up to 0.4 s). The slower process of gas transporting in the porous structure of coal is the transporting of gas through a coal briquette. Experimentally implemented variety of boundary conditions allowed for a more complete verification of the assumed theoretical model and possibly for the exact determination of filtration parameters. The experimental set-up built for this purpose, allows for pressure and temperature measurement on the briquette side surface.

4

Porównanie kinetyki sorpcji wodoru w stopie metalicznym LaNi5 i wielościennych nanorurkach węglowych

Pajdak A., Skoczylas N.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 6

959--962

PL

Przeprowadzono badania strukturalne (N2, 77 K) oraz sorpcyjne (H2, 313K, 0-2 MPa) w stopie LaNi5 oraz wielościennych nanorurkach węglowych MWCNT z uwzględnieniem kinetyki sorpcji. Powierzchnia właściwa (DFT) MWCNT wyniosła ok. 110 m2/g, a stopu LaNi5 (BJH) była bliska zeru. Pojemności sorpcyjne względem H2 (% mas.) dla LaNi5 były o ok. 2 rzędy wielkości większe od MWCNT. Czas osiągnięcia równowagi sorpcyjnej i charakter krzywych kinetyk sorpcji znacznie się różnił. Krzywa kinetyki LaNi5 miała kształt zbliżony do eksponencjalnego, a pierwszy etap kinetyki MWCNT zachodził niemal natychmiastowo i odpowiadał 60% całkowitej zmiany pojemności sorpcyjnej.

EN

H2 was sorbed in LaNi5 alloy and on multiwalled C nanotubes (MWCNT) at 313 K and 0-2 MPa to study the kinetics of sorption. The surface area of MWCNT was about 110 m2/g and the surface area of the alloy LaNi5 approached zero. The H2 sorption capacity of LaNi5 was 2 orders higher than those of MWCNT. The time necessary for the sorption balance and the sorption kinetic curves differed considerably in both cases. The kinetics curve of LaNi5 was almost exponential but the first part of the MWCNT kinetics occurred almost immediate and made up 60% of the total change of the sorption capacity.

5

Badanie kinetyki sorpcji pary wodnej chipsów ziemniaczanych ®

Szajna T., Pałacha Z.

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2018

|

nr 1

19--24

PL

W pracy prezentowanej w artykule badano kinetykę sorpcji pary wodnej chipsów ziemniaczanych w środowisku o zróżnicowanej wilgotności względnej powietrza. Wyznaczono krzywe kinetyczne sorpcji pary wodnej oraz wykorzystano model Ficka do opisu danych sorpcyjnych. Sorpcja pary wodnej oraz zawartość wody w materiale wzrastała wraz ze wzrostem wilgotności względnej środowiska i była uwarunkowana różnicą wilgotności między otoczeniem a badanym materiałem. Obecność tłuszczu w chipsach ziemniaczanych spowodowała znaczne obniżenie ich zdolności sorpcyjnych. Model kinetyczny Ficka bardzo dobrze opisywał dane sorpcyjne chipsów ziemniaczanych (R2 ˃ 0,99).

EN

In the work presented in the article, the kinetics of water vapor sorption of potato chips in the environment of different relative humidity of the air was investigated. The kinetics curves of water vapor sorption were determined and the Fick’s model was used to describe the sorption data. The sorption of water vapor and the water content in the material increased with increasing relative humidity of the environment and was conditioned by the difference in humidity between environment and the tested material. The presence of fat in potato chips caused a significant reduction in their sorption capacity. The Fick’s model very well described the sorption data of potato chips (R2 ˃0,99).

6

Sorption process of Acid Yellow 36 on sludge-based activated carbon

Pieczykolan B., Płonka I.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

67--73

EN

The study of sorption of dye Acid Yellow 36 on SAC (sludge-based activated carbon) was conducted. For this purpose, anaerobically digested and dewatered sewage sludge was dried at 105ºC to constant weight. Next this sludge was milled to a particle with a diameter of 0.5-1.0 mm and subjected to chemical activation by hydrogen peroxide. After oxidation process the sludge was subjected to thermal transformation in a muffle furnace at 600ºC. In this way obtained a powder activated carbon based on activated sludge (so-called SAC). Based on the results of the study the most favorable parameters of sorption process was achieved as follows: pH value equaled to 2.5 and reaction time equaled to 30 minutes. The linearized forms of Freundlich and Langmuir isotherms showed that the highest value of correlation factor was obtained in the case of Langmuir model. However, in this case, the negative value of constant isotherm was achieved. Therefore, it can be assumed that more accurately in this case is the Freundlich model or other model which was not examined during that studies.

PL

Przeprowadzono badania sorpcji barwnika Acid Yellow 36 z użyciem węgla aktywnego bazującego na osadzie ściekowym. W tym celu ustabilizowany beztlenowo i odwodniony osad czynny wysuszono w 105ºC do stałej masy. Następnie osad ten zmielono do ziaren o średnicy 0,5-1,0 mm i poddano chemicznej aktywacji za pomocą nadtlenku wodoru. Po tym procesie osad spalono w piecu muflowym w 600ºC, uzyskując w ten sposób pylisty węgiel aktywny bazujący na osadzie czynnym (tzw. SAC - czyli „sludge-based activated carbon”). Dla tak spreparowanego węgla aktywnego przeprowadzono badania procesu sorpcji statycznej względem barwnika Acid Yellow 36. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów stwierdzono, że najkorzystniejsza wartość pH wynosi 2,5, a czas kontaktu jest równy 30 minut. Natomiast bazując na graficznych formach zlinearyzowanych modelów sorpcji według Langmuira i Freundlicha, stwierdzono, że największą wartość współczynnika korelacji odnotowano w przypadku zlinearyzowanej formy równania Langmuira. Jednakże w tym przypadku uzyskano ujemne wartości stałych izotermy, dlatego można przypuszczać, że jednak bardziej prawidłowy jest model Freundlicha lub inny rodzaj izotermy, który nie był analizowany w toku tych badań.

7

Powtarzalność pomiarów kinetyk sorpcji gazu na różnych aparaturach badawczych przy wielokrotnych cyklach pomiaru

Skoczylas N., Kudasik M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2016

|

T. 18, nr 1

23--30

PL

Sorpcyjne badania układu węgiel-metan stanowią istotny problem metrologiczny. Złożoność procesów emisji/ akumulacji metanu w porowatej strukturze węgla jest ogromna. Transport molekuł gazu w ziarnie węgla opisuje dyfuzja, która nawet w niewielkich ziarnach o typowym współczynniku dyfuzji zachodzi wolno w stosunku do filtracji i sorpcji właściwej. Precyzyjne określenie asymptotycznych parametrów sorpcyjnych (punktów sorpcyjnych) wymaga wyczekania zakończenia procesów transportu. Istnieją hipotezy, iż wielokrotne powtarzanie pomiarów sorpcyjnych na tych samych próbkach prowadzi do zmian w strukturze porowatej węgla, skutkujących zmianami parametrów sorpcyjnych. Wszystkie te aspekty skłoniły autorów do doświadczalnego zweryfikowania możliwości uzyskiwania zbieżnych parametrów sorpcyjnych przy wielokrotnie powtarzanych pomiarach na urządzeniach metrologicznych różniących się sposobem pomiaru. Przeprowadzone badania wykazały, że przy wielokrotnych cyklach pomiaru sorpcji efektywny współczynnik dyfuzji nie zmienia się w sposób monotoniczny.

EN

Analyzing sorption in the context of investigating the coal-methane system poses a considerable metrological problem. The nature of the processes of methane release/accumulation in the porous coal structure is very complex. The transportation of gas molecules within a grain of coal is described by the diffusion process, which – even in small grains characterized by the typical value of the diffusion coefficient – occurs slowly when compared to filtration and sorption proper. The kinetics of the diffusion process is infl uenced by numerous factors connected with conducting analytical observations. In order to precisely determine the asymptotic sorption parameters (sorption points), one should wait for the transportation processes to end. There are some hypotheses that numerous repetitions of sorption measurements, performed on the same samples, result in changes in the porous structure of coal, which, in turn, lead to changes of sorption parameters. All these aspects encouraged the authors of the present paper to verify – in an empirical manner – the possibilities of obtaining convergent sorption parameters for multiple repetitions of measurements performed with metrological instruments differing with respect to measurement techniques. The investigations, once completed, showed that – for multiple sorption measurement cycles – the effective diffusion coefficient does not change in a monotonic way.

8

NH4+ adsorption and adsorption kinetics by sediments in a drinking water reservoir

Sun H., Wang X.

Archives of Environmental Protection

|

2016

|

Vol. 42, no. 4

90--95

EN

The sorption isotherm and sorption kinetics of NH4+by the Fen River reservoir sediment were investigated for a better understanding of the NH4+ sorption characteristics and parameters. The results showed that Q (adsorption content) increased with the increase of Ceq (equilibrium concentration), sorption isotherms could be described by Freundlich equation (R2 from 0.97 to 0.99). Cation exchange capacity (CEC) had a significant correlation with the parameters K and n (R2 was 0.85 and 0.95, respectively). The ENC0 (Ceq as Q was zero) of S1, S2, S3 and S4 was 1.25, 0.57, 1.15 and 1.14 mg L-1, respectively, and they were less than the NH4+ concentrations in reservoir water. The sediments released NH4+ to the Fen River reservoir water and acted as a pollution source, in the form of complex and heterogeneous adsorbents. The NH4+ adsorption kinetic process was composed of ‘fast’ and ‘slow’ reaction patterns and could be fitted using both Elovich equation and Pseudo second-equation. More than one-step may be involved in the NH4+ sorption processes, and interior diffusion was not dominant ion action.

9

Wyznaczanie współczynnika dyfuzji wilgoci w drewnie sosny zwyczajnej

Świrska-Perkowska J., Gajda M.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2015

|

z. 15

17--27

EN

This paper presents an experimental research on the moisture diffusion coefficient in wood of Scots pine within the scope of hygroscopic moisture. It included measurements of kinetics of moisture adsorption within the range of air relative humidity from 25% to 85%.The experiment was carried out with unidirectional flow of moisture, in each of the material principal orthotropic directions. Values of moisture diffusion coefficients and mass surface emission coefficient were found using the method of minimizing the fitting function, that is by fitting the computational adsorption kinetics curves to the experimental curves. At the same time, four cases of variations of the moisture diffusion coefficient together with moisture content of the material have been analysed each time: in the form of a constant, linear function, quadratic function and exponential function, assuming a constant value of mass surface emission coefficient on the absorbing surface of samples. In addition, for the tangential and radial directions, the case of simultaneous linear variations of moisture diffusion coefficient and mass surface emission coefficient was examined. The performed calculations allowed determining what is the impact of various diffusion mechanisms on the whole process of transferring moisture in the considered cases.

10

Sorpcja miedzi w glonach morskich Laminaria ochroleuca Bachelot de la Pylaie

Owczarczak H., Rajfur M.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

657--665

PL

Zbadano w warunkach laboratoryjnych kinetykę i równowagę procesu sorpcji miedzi w glonach morskich Laminaria ochroleuca Bachelot de la Pylaie. Sorpcję z roztworów siarczanu miedzi prowadzono w warunkach statycznych przy zmniejszającym się stężeniu Cu2+ w roztworze. Zbadano również wpływ sposobu preparowania biomasy glonów na jej właściwości sorpcyjne. Wykazano, że stan równowagi zostaje osiągnięty po około 40 minutach. W warunkach prowadzenia eksperymentu 45-50% jonów miedzi z roztworu początkowego sorbowanych jest w pierwszych 10 min. Do opisu równowag wykorzystano model izotermy Langmuira. Stwierdzono, że glony sorbują jony Cu2+ proporcjonalnie do ich zawartości w roztworze, w którym zostały zanurzone. Można przypuszczać, że 40 min ekspozycja glonów mało zanieczyszczonych metalami ciężkimi, w wodach zanieczyszczonych, spowoduje przyrost stężenia tych analitów proporcjonalnie do ich stężenia w badanych wodach. Uzyskane wyniki porównano z wynikami badań właściwości sorpcyjnych glonów morskich Palmaria palmata oraz glonów słodkowodnych Spirogyra sp. Ze względu na dużą niepewność wyników badań nie podjęto próby wskazania, który z gatunków glonów jest lepszym sorbentem. Na podstawie przeprowadzonych badań można przypuszczać, że glony morskie Laminaria ochroleuca Bachelot de la Pylaie w przyszłości mogą być wykorzystywane np. w fitoremediacji wód powierzchniowych oraz jako bioczujnik w monitoringu ekosystemów wodnych.

EN

The kinetics and equilibrium of sorption process of copper in marine algae Laminaria ochroleuca Bachelot de la Pylaia was examined under laboratory conditions. The sorption from the solution of copper sulfate was performed under static conditions, by decreasing the concentration of Cu2+ in solution. The impact of algal biomass preparation method on its sorption properties was also examined. It has been shown that equilibrium is reached after about 40 minutes. Under the conditions of the experiment 45-50% of copper ions from the initial solution are being sorbed in the first 10 minutes. To describe the equilibriums was used the Langmuir isotherm model. It has been found that algae sorb Cu2+ ions in proportion to their content in the solution in which they are immersed. One can assume that 40 mins exposure of algae contaminated with heavy metals in polluted waters, will increase the concentration of these analytes in proportion to their concentration in the studied waters. The results were compared with the results of the sorption properties of marine algae Palmaria palmata and freshwater algae Spirogyra sp. Due to the high uncertainty of study results no attempt was made to indicate which species of algae is a better sorbent. Based on the study it can be assumed that the seaweed Laminaria ochroleuca Bachelot de la Pylaia may be used in the future eg. in phytoremediation of surface waters and as a biosensor for monitoring of aquatic ecosystems.

11

Effective Removal of Sulphates from Aqueous Solutions by Modified Orange Peel

Surovka D., Pertile E., Sarcakova E.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

161--169

EN

More recently, it has been shown that sulphate (SO4) adsorption plays a role not only in mediating the effects of anthropogenic S emissions. It was found that SO4 adsorption and desorption is important in buffering soil systems against extreme climatic events. For these reasons, correct understanding of SO4 adsorption and desorption remains an important scope for geochemical research. Nowadays, several appropriate methods are available including cementation, chemical precipitation, membrane filtration, ion-exchange and and hydrogel. However, they often require a great investment, and generate large amounts of waste products. However, the adsorption methods are cheap methods, used on large scale. Technical and economic concerns have led to a focus on lost-cost adsorbents. Adsorption is commonly used and are very successful, environmentally friendly and acceptable economically in low concentrations contaminants. The adsorption of sulphates from water solution using orange peel was studied by means of batch mechanism. This study addresses the important parameters of SO4 with the aim of identifying optimal adsorption conditions. Many adsorption studies are available in the literature, which however focus on synthetic solutions. The aim of this study was to determine the dependency of sorption process on pH of the solution, the initial concentration of the sorbent, contact time and temperature. The Langmuir, Freundlich and Temkin isothermal models were used to describe the sorption isotherms of ions. They Langmuir model is more suitable for describing data than that of Freundlich. The adsorption efficiency of removing sulphates (q30 = 5 mg/g) by using orange peel was approximately 90%. When studying the kinetics it was discovered that the sorption process will follow the pseudo-second order. The thermodynamic parameters show exothermic character of sorption, and the processes will be spontaneous and favourable. The results indicate that it is possible to use orange peel effectively for removing sulphates and selected metals from waste water.

PL

Badania wykazały, że adsorpcja siarczanów (SO4) ma kluczową rolę nie tylko w analizie wpływu antropogenicznej emisji S. Odkryto, że adsorpcja SO4 i desorpcja są ważne w instalacjach buforowania gleb przed ekstremalnymi wydarzeniami klimatycznymi. Z tych powodów, szersze rozumienie adsorpcji SO4 i desorpcji pozostaje ważnym tematem badań geochemicznych. Obecnie dostępnych jest kilka metod oczyszczania wód – wliczając w to cementację, strącanie chemiczne, filtracje membranową, wymianę jonową oraz hydrożel. Jednakże, wymienione metody badań wymagają sporych inwestycji i wytwarzają ogromne ilości odpadów, podczas gdy same metody adsorpcyjne są tanie i używane na szeroką skalę. Okoliczności ekonomiczne oraz techniczne doprowadziły do skupienia się na niskokosztowych adsorbentach. Adsorpcja jest powszechnie stosowana z satysfakcjonującymi wynikami, jest przyjazna środowisku oraz ekonomiczne akceptowalna przy niskich stężeniach kontaminatu. Zbadano adsorpcję siarczanów z roztworu wodnego z użyciem skórki pomarańczowej. Badanie miało na celu zbadanie istotnych parametrów adsorpcji SO4 ze szczególnym dążeniem do identyfikacji optymalnych warunków adsorpcji. Literatura przedstawia wiele badań nad adsorpcją, jednakże jedynie z wykorzystaniem roztworów syntetycznych. Celem niniejszych badań było wyznaczenie zależności procesów sorpcyjnych od pH roztworu, stężenia początkowego sorbentu, czasu kontaktu oraz temperatury. Aby opisać izotermę sorpcji jonów użyto modeli izotermicznych Langmuir’a, Freundlich’a i Temkin’a. Model Langmuir’a jest wygodniejszy do opisu danych niż model Freundlich’a. Skuteczność adsorpcji w usuwaniu siarczanów (q30 = 5mg/g) przy użyciu skórki pomarańczy wyniosła około 90%. Podczas badania kinetyki odkryto, że procesy sorpcji podlegają reakcji pseudo-drugiego rzędu. Parametry termodynamiczne pokazały właściwości egzotermiczne sorpcji, a procesy zachodzą spontanicznie i korzystnie. Wyniki potwierdziły, że można skutecznie wykorzystywać skórkę pomarańczy do usuwania siarczanów i wybranych metali ze ścieków wodnych.

12

Ocena porównawcza techniki DVS i tradycyjnej metody wyznaczania izoterm sorpcji – na przykładzie betonu komórkowego klasy 400

Bochenek M., Garbalińska H.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2015

|

T. 7, nr 1

15--20

PL

W referacie przedstawiono ocenę porównawczą techniki DVS i tradycyjnej metody wyznaczania izoterm sorpcji. Problem omówiono na przykładzie betonu o gęstości 400 kg/m3, prezentując uzyskane dla tego materiału wyniki badań. Wyznaczono izotermy sorpcji metodą tradycyjną z zastosowaniem nasyconych roztworów soli oraz metodą zautomatyzowaną z wykorzystaniem urządzenia generującego wilgotność.

EN

This paper presents a comparative evaluation of the DVS technique and the traditional method to determine the sorption isotherms. The problem was discussed based on the example of autoclaved aerated concrete with a density of 400 kg/m3, followed by a presentation of the results obtained for this material. Sorption isotherms were determined by use of the traditional method applied with saturated salt solutions and the automated method applying a humidity-generating device.

13

Preliminary tests of sorption properties of thermally transformed activated sludge

Pieczykolan B., Płonka I., Kosel M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 1

63--73

EN

Study was conducted in order to check sorption properties of activated sludge which has undergone thermal transformation. For this purpose, anaerobically digested and dewatered activated sludge was dried at 105 oC to constant weight. Next this sludge was milled to a particle with a diameter of 0.5–1.0 mm and subjected to thermal activation in a muffle furnace at 600 oC. In this way obtained a powder activated carbon based on activated sludge (so called SAC – “sludge-based activated carbon”). Studies of static sorption of two dyes (Lissamine Scarlet 4R and Rhodamine B) were conducted for activated carbon prepared as described above. The reaction pH was 2.5 and 7.0 respectively for the dye Lissamine Scarlet 4R and Rhodamine B. During the tests for both dyes a sorption kinetics (for two different values of the ratio of dye weight and SAC weight) were made. Then, for a predetermined time sorption (selected based on the results of the kinetics) sorption isotherms were made for both dyes. Studies have shown that the dye Rhodamine B was well sorbed by activated carbon produced from activated sludge. In the case of Rhodamine B in order to achieve an effective level of removal of that dye it was required only 0.5 hours of contact time. However, in the case of Lissamine Scarlet 4R it required a much longer contact time. That was required two hours of contact time to achieve a relatively high reduction of concentration of this dye. Also, the results obtained during determining the sorption isotherms of these two dyes, have confirmed that conclusion. The adsorbed charge of Rhodamine B per gram of SAC was significantly higher than the adsorbed charge of the second dye. These differences may have been due to the size of the pores of generated SAC. On the basis of sorption of these two dyes can be supposed, that the SAC was characterized by a pore smaller than the size of molecules of Lissamine Scarlet 4R. Therefore, the sorption process of that dye was limited. In contrast, molecules of Rhodamine B, which are smaller than the molecules of Lissamine Scarlet 4R, were much better adsorbed by the SAC. Additionally, it can be supposed that the surface charge of the generated SAC was negative, because the cationic dye (Rhodamine B) was better adsorbed by this sorbent.

PL

Przeprowadzono badania mające na celu ocenę właściwości sorpcyjnych osadu czynnego, który został poddany termicznej obróbce. W tym celu ustabilizowany beztlenowo i odwodniony osad czynny wysuszono w 105 oC do stałej masy. Następnie osad ten zmielono do ziaren o średnicy 0,5–1,0 mm i poddano termicznej aktywacji w piecu muflowym w 600 oC uzyskując w ten sposób pylisty węgiel aktywny bazujący na osadzie czynnym (tzw. SAC – czyli “sludge-based activated carbon”). Dla tak spreparowanego węgla aktywnego przeprowadzono badania procesu sorpcji statycznej względem barwników: Lissamine Scarlet 4R i Rodamina B. W badaniach pH reakcji wynosiło 2,5 oraz 7,0 odpowiednio dla barwnika Lissamine Scarlet 4R i Rodaminy B. w pierwszym etapie wykonano kinetykę sorpcji obu barwników dla dwóch różnych wartości stosunku masy barwnika przypadającego na masę SAC. Następnie dla ustalonego czasu sorpcji (wybranego na podstawie wyników przeprowadzonej kinetyki) wykonano izotermę sorpcji obu barwników. Badania wykazały dobre właściwości sorpcyjne wytworzonego z osadu węgla aktywnego względem barwnika Rodamina B. W przypadku Rodaminy B w celu uzyskania efektywnego stopnia usunięcia tego barwnika wymagany był jedynie pół godzinny czas kontaktu. Natomiast w przypadku Lissaminy Scarlet 4R wymagany był znacznie dłuższy czas kontaktu. Potrzeba było aż 2 godzin kontaktu by uzyskać stosunkowo wysoki stopień redukcji stężenia tego barwnika. Również wyniki otrzymane w trakcie wyznaczania izotermy sorpcji obu barwników potwierdziły te wnioski. Wartość zabsorbowanego ładunku Rodaminy B przez gram SAC była znacznie większa niż w przypadku drugiego badanego barwnika. Różnice te mogły wynikać z wielkości porów wytworzonego SAC. Na podstawie badań sorpcji tych dwóch barwników można podejrzewać, że wytworzony SAC charakteryzował się wielkością porów mniejszą od wielkości cząsteczek Lissaminy Scarlet 4R. Z tego też względu sorpcja tego barwnika była utrudniona. Natomiast cząsteczki Rodaminy B, które są mniejsze od cząsteczek Lissaminy Scarlet 4R, były w znacznie większym stopniu zatrzymywane przez SAC. Ponadto można podejrzewać, że ładunek powierzchniowy wygenerowanego SAC miał wartość ujemną, dlatego kationowy barwnik (Rodamina B) była lepiej sorbowana przez ten sorbent.

14

Pomiary kinetyki procesów sorpcyjnych zachodzących w układzie węgiel-metan przy wykorzystaniu różnych narzędzi badawczych

Kudasik M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 3-4

15--26

PL

Kinetyka procesów sorpcyjnych zachodzących w układzie węgiel-metan opisywana jest głównie za pomocą efektywnego współczynnika dyfuzji De. W polskich laboratoriach badawczych współczynnik dyfuzji wyznaczany jest zwykle na urządzeniu grawimetryczno-sorpcyjnym IGA, poprzez analizę zmian masy próbki węglowej wywołanych procesami sorpcyjnymi. W niniejszej pracy autor zaprezentował wyniki badań porównawczych kinetyk procesów sorpcyjnych przeprowadzone za pomocą dwu autorskich urządzeń w zestawieniu z wynikami uzyskanymi na urządzeniu referencyjnym jakim był układ IGA. Pomiary polegały na nasycaniu próbek węglowych metanem od próżni do ciśnienia 1bar. Na podstawie zarejestrowanych, na każdym urządzeniu, przebiegów czasowych zmian pojemności sorpcyjnej wyznaczono efektywne współczynniki dyfuzji próbek węgla posługując się modelem uniporowym dyfuzji. Dokonano zestawienia statystycznego uzyskanych wyników, wraz z próbą wyjaśnienia rozbieżności uzyskanych wyników.

EN

The kinetics of sorption processes in the coal-methane systems is expressed mostly by the effective diffusion coefficient De. In Polish laboratories the effective diffusion coefficient is usually determined by the IGA gravimetric system, dedicated for sorption measurements based on the analysis of changes of the coal sample’s mass as a consequence of sorption processes. The author summarises the results of sorption kinetics measurements obtained with two devices designed by the author, compare with the results obtained with the reference device (the IGA system). Coal samples used in the tests were saturated with methane, starting from the vacuum up to pressure 1 bar. The sorption capacity changes of coals, registered by each device, were then used to determine the effective diffusion coefficients of the coal samples, recalling the uniporous diffusion model. The results were subjected to statistical analysis.

15

Methane and carbon dioxide sorption kinetics in Polish coals

Marecka A.

Inżynieria Mineralna

|

2013

|

R. 14, nr 2

53--56

EN

Experimental investigations of methane and carbon dioxide sorption kinetics were undertaken because of the gas capture and storage problems. Classical volumetric method, in isothermal-isobaric conditions, was applied. The main aim of the studies was to show an influence of the rank (chemical and petrographic composition) and hence also of the porous structure on the kinetics properties of coals. The results for different type of coals from Polish mines were compared. The kinetic sorption experiments can provide data for the prediction of the efficiency of gas storage (sorption) in coal beds. This subject has also become especially interesting in recent years with regard to the concept of CO2 sequestration in underground geological formations (ECBM technology), in unmineable coal beds.

PL

Podjęto badania eksperymentalne kinetyki sorpcji metanu i dwutlenku węgla z powodu problemów przechwytywania i magazynowania gazu. Zastosowano klasyczną metodę wolumetryczną w warunkach izotermiczno-izobarycznych. Głównym celem badań było wykazanie wpływu stopnia (skład chemiczny i petrograficzny) i co za tym idzie również struktury porowatej na właściwości kinetyczne węgli. Wyniki dla różnych rodzajów węgla z polskich kopalń zostały poddane porównaniu. Badania związane z kinetyką sorpcji mogą dostarczyć dane pomocne w przewidzeniu wydajności magazynowania gazu (sorpcji) w złożach węgla. Temat ten stał się szczególnie interesujący w ostatnich latach ze względu na ideę sekwestracji CO2 w podziemnych formacjach geologicznych (technologia ECBM), w złożach węgla niezdatnego do wydobycia.

16

Changes in the sorption/diffusion kinetics of a coal-methane system caused by different temperatures and pressures

Wierzbicki M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2013

|

T. 29, z. 4

155--168

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów kinetyki adsorpcji metanu na węglu wykonane metodą grawimetryczną. Rejestracja czasowych zmian sorpcji metanu na węglu oraz wykorzystanie uniporowego modelu dyfuzji pozwoliło na wyznaczenie współczynników dyfuzji metanu na węglu w temperaturach od 291 K do 331 K i przy ciśnieniach do 1,7 MPa. Wyniki pokazują, że wartość współczynnika dyfuzji rośnie ze wzrostem temperatury. Zależność pomiędzy temperaturą a współczynnikiem dyfuzji wydaje się być liniowa. Badania desorpcji wykonane w warunkach takich jak pomiar sorpcji pokazały, że przy niższych ciśnieniach sorpcja jest procesem przebiegającym szybciej. Różnice w kinetykach zanikają przy ciśnieniu około 1,3 MPa. Wartość współczynnika dyfuzji zależna jest również od ciśnienia równowagowego, co wskazuje, że współczynnik ten nie jest stałą materiałową układu węgiel-gaz. W pracy przypomniano również rozważania Timofeewa na temat współczynnika dyfuzji. Autor ten wiąże współczynnik dyfuzji z liniową izotermą Henry’ego. Wyniki pokazują, że współczynnik dyfuzji według koncepcji Timofeewa charakteryzuje się mniejszą zmiennością wywołaną zmianami ciśnienia w porównaniu z koncepcją Crank’a. W temperaturach powyżej 311 K współczynnik dyfuzji według Timofeewa wydaje się być niezależny od ciśnienia.

EN

This paper presents the results of studies into the kinetic adsorption properties of methane on coal (effective diffusion coefficient) using the gravimetric method. The measurements of the time waveforms of methane sorption on coal and the use of the unipore model of diffusion allowed to determine the diffusion coefficients at different temperatures in the range of 291 K to 331 K and pressures up to 1.7MPa. This study have shown that the diffusion coefficient increases with increasing temperature. The relationship between the diffusion coefficient and the temperature of the coal-methane system appears to be linear. The value of the diffusion coefficient of Crank’s solution is also affected by methane pressure, which shows that the diffusion coefficient is not a material constant. This analysis also references Timofeev’s discussion on the diffusion coefficient, and analyzes the relationship between the coefficient of diffusion and the Henry’s isotherm coefficient. Examination has shown that the Timofeev’s diffusion coefficients is characterized by less variability when compared to the diffusion coefficients according to Crank’s solution. At temperatures above 311 K, the diffusion coefficients by Timofeev seem to be independent of the pressure.

17

Copper and Zinc Cations Sorption by Water Plants – Elodea canadensis L. and Ceratophyllum demersum L.

Krems P., Rajfur M., Kłos A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 12

1411--1422

EN

Copper and zinc cations sorption kinetics by water plants Elodea canadensis L. and Ceratophyllum demersum L. was studied under laboratory conditions. The research was carried out under static conditions – at constant concentration and volume of the solution. The influence of the biomass preparation method on its sorption capacity was assessed. The model of pseudo-second-order reactions was applied in description of the heavy metals sorption kinetics. It was established that the dynamic equilibrium between the solution and biosorbent is achieved after approximately 50 minutes into the process, and that the applied preparation method of the plant biomass had a considerable influence on heavy metals sorption kinetics. The biomass Elodea canadensis L., dried and conditioned in demineralised water, showed the best sorption qualities. The carried out research results also show that Elodea canadensis L. and Ceratophyllum demersum L. are capable of sorbing a large part of heavy metal cations present in the solution, which allows for their use in water and effluent phytoremediation and in biomonitoring studies of aquatic ecosystems. In the experiment conditions, maximum 90 % cations of copper and 98 % of zinc were sorbed from the solution with Elodea canadensis L.

PL

Zbadano w warunkach laboratoryjnych kinetykę sorpcji kationów miedzi i cynku przez rośliny wodne: Elodea canadensis L. i Ceratophyllum demersum L. Badania prowadzono w warunkach statycznych – przy stałym stężeniu i objętości roztworu. Dokonano oceny wpływu sposobu preparowania biomasy roślinnej na jej właściwości sorpcyjne. Do opisu kinetyki sorpcji metali ciężkich wykorzystano model reakcji pseudo-drugiego rzędu. Stwierdzono, że stan równowagi dynamicznej pomiędzy roztworem a biosorbentem ustala się po około 50 minutach trwania procesu oraz, że sposób preparowania biomasy roślinnej istotnie wpływa na kinetykę sorpcji metali ciężkich. Najlepszymi właściwościami sorpcyjnymi charakteryzowała się suszona i kondycjonowana w wodzie zdemineralizowanej biomasa Elodea canadensis L. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują również, że Elodea canadensis L. i Ceratophyllum demersum L. są w stanie zasorbować dużą część kationów metali ciężkich obecnych w roztworze, co pozwala na ich wykorzystanie w fitoremediacji wód i ścieków oraz w badaniach biomonitoringowych ekosystemów wodnych. W zadanych warunkach prowadzenia eksperymentu z roztworu, w którym umieszczono Elodea canadensis L. zasorbowano maksymalnie 90 % kationów miedzi i 98 % kationów cynku.

18

Kinetyka sorpcji jonów Hg2+ NA glonach SPIROGYRA sp.

Rajfur M., Kłos A., Wacławek M.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

589--594

PL

Glony ze względu na występowanie w bardzo zróżnicowanych warunkach oraz dużą odporność na czynniki fizykochemiczne należą do pionierów zasiedlających nowe środowiska, a ich wskaźnikowe właściwości są wykorzystywane w biomonitoringu wód. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) uznała rtęć za najbardziej szkodliwy dla zdrowia składnik produktów spalania paliw kopalnych. Ma ona tendencje do gromadzenia się w ekosystemach wodnych, m.in. w osadach dennych, jak również w organizmach żywych, np. w glonach. W warunkach laboratoryjnych zbadano parametry sorpcji jonów rtęci z roztworów HgCl2na glonach Spirogyra sp. Stwierdzono, że w pierwszych 10 min w glonach zostaje zakumulowanych 90-95% jonów rtęci, a 30-minutowa ekspozycja prowadzi do stanu bliskiego stanowi równowagi dynamicznej. Badania prowadzono na glonach Spirogyra sp. pobranych z mało zanieczyszczonych wód zbiornika, położonego w granicach miasta Opola (południowo-zachodnia Polska), powstałego po eksploatacji żwiru. Do badań wykorzystano analizator rtęci AMA 254.

EN

Due to existence in very different environmental conditions and high resistance to physicochemical factors, algae are among the pioneers in colonizing new environments, and their indicating properties are used in biomonitoring of water. World Health Organization (WHO) has recognized mercury as the most harmful component of combustion products of fossil fuels. It shows tendency to accumulate in aquatic ecosystems such as bottom sediments and living organisms such as algae. In the laboratory conditions parameters of mercury ions sorption from HgCl2 solutions on the algae Spirogyra sp. were examined. It was found that during the first 10 minutes algae accumulated 90-95% mercury ions, and the 30-minute exposure leads to a state close to dynamic equilibrium. The study was conducted on algae Spirogyra sp. collected from the low polluted water reservoir, located within the city of Opole (south-western part of Poland), formed at the former gravel pit. In the study AMA 254 mercury analyzer was used.

19

Właściwości sorpcyjne ziarna pszenicy

Gondek E., Jakubczyk E., Cacak-Pietrzak G., Rutkowski K.

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2010

|

nr 2

68-72

PL

W pracy badawczo-doświadczalnej badano właściwości sorpcyjne ziarna pszenicy. Do opisu wyników zastosowano modele: BET, GAB, Hendersona, Lewickiego, Oswina i Pelega. Uzyskane izotermy sorpcji pary wodnej charakteryzowały się przebiegiem II typu według klasyfikacji Brunauera i wsp. Wykazano, że spośród analizowanych modeli do opisu izoterm sorpcji ziarna pszenicy najlepiej nadawały się modele Pelega, Lewickiego oraz GAB. Współczynnik dyfuzji wody, współczynnik kształtu oraz równowagową zawartość wody w ziarnie wyznaczono na podstawie pomiarów kinetycznych w oparciu o równanie dyfuzji nieustalonej Ficka. Wykazano, że na właściwości sorpcyjne ziarna pszenicy w dużym stopniu wpływała struktura jego bielma.

EN

Sorption properties of selected varieties of wheat were analyzed in this work. Experimental data were fitted with: BET, GAB, Henderson, Lewicki, Owsin and Peleg models. The obtained curves represented II type of Brunauer et al. isotherm classification. It was shown that: Peleg, Lewicki and GAB models fitted the best experimental data. The shape factor, water diffusion coefficient and equilibrium water content were calculated based on Fick’s equation for transient diffusion. It was shown that sorption properties of wheat were mostly determined by its endosperm structure.

20

Opis równowagi i kinetyki sorpcji jonów metali ciężkich na klinoptylolicie

Tomczak E., Sulikowski R.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2010

|

Nr 1

113-114

PL

Zastosowano klinoptylolit (surowy i modyfikowany) do usuwania jonów metali ciężkich z roztworów trójskładnikowych. Badano równowagę sorpcyjną dla stężeń 5-50 mg/dm3 (T = 25°C) oraz kinetykę adsorpcji w kolumnie. Do opisu równowagi wybrano modele Freundlicha i Langmrtira, natomiast kinetykę sorpcji w kolumnie dobrze opisało równanie pseu-do-pierwszego rzędu. Potwierdzono zdolności sorpcyjne klinoptylolitu w stosunku do badanych metali ciężkich wyrażone efektywnością sorpcji: Cu(lI)>Zn(II)>Ni(II).

EN

Clinoptilolite (raw and modified) was applied for heavy metal ion removal from three-component solutions. Sorption equilibrium for concentrations of 5-50 mg/dm3 and adsorption kinetics in a column were investigated. For description of equilibrium, Frenndlich and Langmuir models were chosen. Sorption kinetics in the column was well defined by a pseudo-first order equation. Clinoptilolite sorption abilities in relation to heavy metal ions investigated were confirmed and expressed with sorption effectiveness: Cu (II)>Zn(II)>Ni(II).