Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie właściwości energetycznych biowęgli z odpadowej biomasy roślinnej za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej

Molenda Jarosław, Drabik Jolanta

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 4

525--528

PL

Przeprowadzono pirolizę czterech surowców biomasy roślinnej: słomy pszenicznej, paździerzy lnianych, odpadów kukurydzianych i pestek wiśni, w atmosferze CO₂ i w trybie kaskadowego wzrostu temperatury, aż do osiągnięcia 500°C. Do oceny otrzymanych biowęgli zastosowano analizę termograwimetryczną i różnicową kalorymetrię skaningową (DSC). Wyznaczono ubytek masy oraz temperaturę i wielkość efektów cieplnych zachodzących podczas ogrzewania w warunkach utleniających. Wynikiem analiz była ocena efektów cieplnych zachodzących pod wpływem utleniania biowęgli, która potwierdziła możliwość stosowania techniki DSC do oceny ich właściwości energetycznych.

EN

Wheat straw, flax shives, corn waste or cherry pits were pyrolyzed in a CO₂ atmosphere in a cascading temp. increase mode until 500°C was reached. TG anal. and DSC were used to evaluate the obtained biochars. The mass loss, temp. and the magnitude of thermal effects occurring during heating under oxidizing conditions were detd.

2

Assessment of the suitability of paper chromatography for quick diagnostics of the operating condition of engine oil

Molenda Jarosław, Wolak Artur, Zając Grzegorz, Cieloch Patrycja, Chudy Dominik

Eksploatacja i Niezawodność

|

2023

|

Vol. 25, no. 2

art. no. 162912

EN

Paper chromatography is a method that allows rapid assessment of the condition and identification of fuel, water and soot contaminants in engine oil. The paper contains an analysis of the suitability of rapid paper chromatography for assessing the operating quality of engine oil. It takes into account the comparison of physicochemical parameters by classical methods with the quality of commercial paper chromatography. The presented research allowed verifying the suitability of paper chromatography for laboratory evaluation of engine oil quality. It was found that a more extensive analysis of the oil condition is possible provided that the chromatographic separation time of oil dispensed onto filter paper is increased from 1 minute to 40 minutes. Linear relationships were observed between the surface area of the stain core after 40-minute separation and selected viscosity parameters (e.g. kinematic viscosity measured at 40°C). Based on rapid paper chromatography, it was found that reasonable decisions can be made about the quality of engine oil, and thus about replacement or further use of the oil.

3

Effect of hBN on Wear of AlCrN-Coated Spark Plasma - Sintered TiB2/Ti Composites at Temperatures up to 900°C

Łuszcz Maciej, Michalczewski Remigiusz, Kalbarczyk Marek, Osuch-Słomka Edyta, Molenda Jarosław, Liu Le, Antonov Maksim, Hussainova Irina

Tribologia

|

2022

|

nr 1

43--55

EN

In this work, hexagonal boron nitride powder was used for the lubrication of an interface of TiB2/Ti composite protected by an AlCrN coating and a ceramic Si3N4 ball. The wear behaviour of this tribo-pair in an oscillating motion was studied with an SRV tribotester at the temperature range from room temperature to 900 °C. The action of hexagonal boron nitride as a solid lubricant was analysed with the use of a 3D microscopy and energy-dispersive spectroscopy. The test results confirmed that under high-temperature conditions, the use of hexagonal boron nitride as a solid lubricant does not increase the wear resistance of the TiB2/Ti composite. The use of the AlCrN coating significantly reduces wear at the temperature up to 600 °C only, while the combined use of the AlCrN coating and hBN lubrication provides effective protection against wear even at the temperature up to 900 °C. Therefore, the synergy of the anti-wear action of the coating and the solid lubricant was proved.

PL

W niniejszej pracy wykorzystano heksagonalny azotek boru (hBN) jako smarującą międzywarstwę między podłożem kompozytowym z TiB2/Ti chronionym powłoką AlCrN a przeciwpróbką – kulką ceramiczną wykonaną z Si3N4. Testy tribologiczne wykonano z zastosowaniem stanowiska SRV. Zbadano zużycie ścierne w ruchu oscylacyjnym w zakresie od temperatury pokojowej do 900°C. Rola hBN jako stałego środka smarowego została zbadana z wykorzystaniem mikroskopii 3D oraz spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły, że w warunkach wysokich temperatur zastosowanie heksagonalnego azotku boru pełniącego funkcję smaru stałego nie powoduje zwiększenie odporności na zużycie kompozytu TiB2/Ti. Zastosowanie powłoki AlCrN powoduje znaczącą redukcję zużycia jedynie do temperatury 600°C, podczas gdy łączne zastosowanie powłoki AlCrN i smarowania hBN stanowi skuteczną ochronę przed zużyciem nawet do 900°C. Wykazano zatem synergię przeciwzużyciowego działania powłoki i smaru stałego.

4

Badanie zawartości pochodnych furanu w biowęglach otrzymanych przez pirolizę odpadów roślinnych

Molenda Jarosław, Kaźmierczak Bernadetta

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 7

465--469

PL

Przedstawiono wyniki badań zawartości związków furanowych w biowęglach otrzymanych w wyniku pirolizy biomasy (słoma pszenna, pestki wiśni, słoma lniana i odpady kukurydziane) przeprowadzonej w różnych warunkach termicznych. Zawartość związków furanowych oznaczano w acetronitrylowych ekstraktach z biowęgli za pomocą HPLC z detekcją UV. Stwierdzono, że przy zastosowaniu wyższych temperatur pirolizy (kaskada z maksymalną temp. 700°C) zawartość 2-furfuralu w biowęglach była mniejsza. Rodzaj biomasy wpływał na obecność 2-furfuralu, największą jego zawartość oznaczono w biowęglach ze słomy pszennej, a najmniejszą w biowęglach z pestek wiśni. W biowęglu z pirolizy pestek wiśni prowadzonej w temp. 700°C nie stwierdzono obecności 2-furfuralu.

EN

Four types of plant waste (wheat straw, flax straw, corn waste and cherry stones) were pyrolyzed at different temp. profiles in the range of 20-500°C and 20-700°C. The obtained biochars were extd. with MeCN and the content of furan derivs. in the exts. was detd. by HPLC. In biochars obtained at the temp. of 20-700°C, the amt. of furan compds. was much lower than at 20–500°C. No furan derivs. were found in the biochar obtained from cherry stones at 20-700°C.

5

Biowęgle z odpadowej biomasy roślinnej jako dodatki do smarów plastycznych

Molenda Jarosław, Pawelec Zbigniew

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 4

350--352

PL

Dokonano oceny przydatności produktów biowęglowych, otrzymywanych podczas pirolizy odpadów roślinnych, jako dodatków do smarów plastycznych. W badaniach testowano biowęgle otrzymane z paździerzy lnianych oraz ze słomy pszenicznej. Dodatki biowęglowe wprowadzano (w ilości 5% mas.) do smaru litowego w drugiej klasie konsystencji. Właściwości smarów z dodatkami biowęglowymi porównano z bazowym smarem litowym, a także ze smarem bazowym z dodatkiem komercyjnego pyłu grafitowego. Do opisu właściwości przeciwzużyciowych stosowano graniczne obciążenie zużycia (Goz/40) oraz średnicę skazy śladu tarcia (doz), a do opisu właściwości przeciwzatarciowych obciążenie zacierające (Pt), graniczne obciążenie zatarcia (Poz), średnicę skazy (doz) oraz graniczny nacisk zatarcia (poz). Oceniono także wpływ dodatku biowęglowego na temperaturę kroplenia smaru oraz jego konsystencję. Otrzymane smary biowęglowe miały wysoką temperaturę kroplenia i lepsze właściwości tribologiczne niż smar bazowy, a w wielu przypadkach lepsze niż smar z grafitem. Potwierdzono przydatność biowęgli otrzymanych pirolitycznie z odpadów roślinnych jako zamienników standardowego grafitu dodawanego do smarów plastycznych.

EN

A com. Li grease was improved by addn. of biocarbon (5% by mass) made by pyrolysis of flax harl and wheat straw wastes. Wear load limit diam. of the friction scar, seizing load, limit seizing load, scar diam. and limit seizing pressure were detd. to describe the antiwear and tribol. properties of the grease. The grease showed higher quality than the original grease and graphite modified one.

6

The Influence of Biocarbon Additives on Grease Functionality

Molenda Jarosław, Pawelec Zbigniew, Pawelec Ewa, Kaźmierczak Bernadetta

Tribologia

|

2020

|

nr 2

47--53

EN

The article presents the results of tests on tribological and physicochemical properties of plastic greases, in which the dispersing phase was highly refined mineral oil and the dispersed phase (thickener) lithium stearate. The functional additives were biocarbon, which were obtained in the pyrolysis process of waste of natural origin, i.e. stems with corn leaves, wheat straw, flax straw, and cherry stones. The compositions containing 5% m/m biocarbon were prepared. Their evaluated on the functional properties of plastic greases was assessed. Tribological characteristics of the greases compositions were determined using the T-02 tester in accordance with the requirements of the subject standards. The effect of biocarbon used on anti-wear (Goz) and anti-seizing (Pt, poz) plastic greases was determined. An assessment was also made of the effect of plant biocarbon on changes in basic physicochemical properties of the composition of plastic greases, i.e. penetration, dropping temperature, and thermo-oxidative stability. It was found that some of the biocarbon significantly improve the tribological properties of plastic greases without significantly affecting the change of key physicochemical parameters. The most beneficial impact of the tested additives on the operational properties of plastic greases was observed when using biocarbon from wheat straw. In some cases, a lower oxidative resistance of biocarbon grease is observed compared to grease without the addition of biocarbon.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych i fizykochemicznych smarów plastycznych, w których fazą dyspergującą był wysokorafinowany olej mineralny, a fazą zdyspergowaną (zagęszczaczem) stearynian litu, dodatkami funkcyjnymi były biowęgle otrzymane w procesie pirolizy odpadów pochodzenia naturalnego tj. łodyg wraz z liśćmi kukurydzy, słomy pszenicznej, paździerzy lnianych i pestek wiśni. Sporządzono kompozycje zawierające 5% m/m biowęgli i oceniono ich wpływ na właściwości funkcjonalne otrzymanych smarów plastycznych. Charakterystyki tribologiczne kompozycji smarowych wyznaczono z wykorzystaniem testera T-02 zgodnie z wymaganiami norm przedmiotowych. Określono wpływ zastosowanych biowęgli na właściwości przeciwzużyciowe (Goz) i przeciwzatarciowe (Pt, poz) opracowanych smarów plastycznych. Dokonano także oceny wpływu biowęgli pochodzenia roślinnego na zmiany podstawowych właściwości fizykochemicznych kompozycji smarów plastycznych, tj. penentrację, temperaturę kroplenia i stabilność termooksydacyjną. Stwierdzono, że niektóre z biowęgli zdecydowanie poprawiają właściwości tribologiczne smarów plastycznych, nie wpływając istotnie na zmianę kluczowych parametrów fizykochemicznych. Najkorzystniejszy wpływ badanych dodatków na właściwości eksploatacyjne smarów plastycznych zaobserwowano w przypadku zastosowania biowegli ze słomy pszenicznej. W niektórych przypadkach obserwuje się niższą odporność oksydacyjną smarów biowęglowych w porównaniu ze smarem bez dodatku biowęgla.

7

The Effect of the Biocarbon Type on the Tribological Characteristics of Greases Manufactured with Vegetable and Synthetic Base Oils

Pawelec Zbigniew, Molenda Jarosław, Kaźmierczak Bernadetta

Tribologia

|

2020

|

nr 6

57--63

EN

The article presents the tribological characteristics of plastic greases in which the dispersing phase was vegetable (rapeseed) oil or synthetic ester oil (Priolube). The lithium stearate was used as a thickener in an amount sufficient to obtain a composition in the second consistency class, and the functional additives were biocarbon produced in the process of pyrolysis of the following plant waste: flax straw, wheat straw, corn leaves and stalks, and cherry stones. The compositions containing 5% m/m of biocarbon were prepared and the influence of the type of biocarbon on the tribological properties of the obtained plastic greases was assessed. The tribological characteristics of the grease compositions were determined using the T-02 tester in accordance with the requirements of the relevant standards. The influence of the applied biocarbon on the anti-wear (Goz) and anti-seize (Pt, poz) properties of plastic greases made with vegetable and synthetic basis was determined. It was found that some of the biocarbon, especially those derived from the pyrolysis of corn waste, significantly improve the tribological properties of plastic greases, both those based on plant and synthetic sources.

PL

W artykule przedstawiono charakterystyki tribologiczne smarów plastycznych, w których fazą dyspergującą był olej roślinny (rzepakowy) lub syntetyczny olej estrowy (Priolube). Jako zagęszczacz zastosowano stearynian litu w ilości pozwalającej na uzyskanie kompozycji w drugiej klasie konsrystencji, a dodatkami funkcyjnymi były biowęgle wytwarzane w procesie pirolizy następujących odpadów roślinnych: paździerze lniane, słoma pszeniczna, liście i łodygi kukurydzy oraz pestki wiśni. Sporządzono kompozycje zawierające, do których wprowadzano 5% m/m biowęgli i oceniono wpływ rodzaju biowęgla na właściwości tribologiczne otrzymanych smarów plastycznych. Charakterystyki tribologiczne kompozycji smarowych wyznaczono z wykorzystaniem testera T-02 zgodnie z wymaganiami norm przedmiotowych. Określono wpływ zastosowanych biowęgli na właściwości przeciwzużyciowe (Goz) i przeciwzatarciowe (Pt, poz) smarów plastycznych wytworzonych na bazie roślinnej i syntetycznej. Stwierdzono, że niektóre z biowęgli, szczególnie te pochodzące z pirolizy odpadów kukurydzy, zdecydowanie poprawiają właściwości tribologiczne smarów plastycznych zarówno tych na bazie roślinnej, jak i syntetycznej.

8

The effect of graphene additive on the tribological properties of bionic lubricant compositions tested by thE SRV method

Molenda Jarosław, Michalczewski Remigiusz

Tribologia

|

2019

|

nr 6

47--56

EN

The aim of the study was to investigate the effect of the addition of graphene dispersion on anti-wear properties of bionic lubricant compositions based on aqueous sodium hyaluronate solutions. Tribological tests were carried out using a SRV tester, enabling the tests to be carried out in conditions of linear oscillating movement of the bullet-shield type association in which the ball was made of aluminium oxide and the disc was made of bearing steel 100Cr6. For research, a 0.5% solution of sodium hyaluronate in water (composition BSS2) was chosen, which was the base to which the graphene additive was introduced. During the main stage of work, three lubricant compositions were tested, i.e., as well as BSS2 solution, into which 0.05% m/m or 0.1% m/m graphene oxide was introduced, respectively. The study allowed the observation of a clear anti-wear effect associated with the introduction of graphene preparations into the hyaluronan base, manifested in a change in the trend of the graph of the coefficient of friction over time. In addition, a reduction in the volume wear of friction node components was found. Based on the analysis of tribological research results, it was found that the anti-wear effect of the lubricant on the friction elements of the steel-ceramic material combination increases with increasing the content of the graphene preparation in the lubricant composition.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku dyspersji grafenowej na właściwości przeciwzużyciowe bionicznych kompozycji smarowych na bazie wodnych roztworów hialuronianu sodu. Badania tribologiczne przeprowadzono, stosując tester SRV, umożliwiający realizację testów w warunkach liniowego ruchu oscylacyjnego skojarzenia typu kula–tarcza, w którym kula wykonana była z tlenku aluminium, a tarcza ze stali łożyskowej 100Cr6. Do badań wybrano 0,5-procentowy roztwór hialuronianu sodu w wodzie (kompozycja BSS2), stanowiący bazę, do której wprowadzano dodatek grafenowy. Podczas zasadniczego etapu prac testowano trzy kompozycje smarowe, tj., kompozycję BSS2, a także roztwór BSS2, do którego wprowadzono odpowiednio 0,05% m/m lub 0,1% m/m tlenku grafenu. Przeprowadzone badania pozwoliły na zaobserwowanie wyraźnego efektu przeciwzużyciowego związanego z wprowadzeniem preparatów grafenu do bazy wodno-hialuronianowej, przejawiającego się zmianą trendu wykresu zależności współczynnika tarcia w czasie. Ponadto stwierdzono redukcję zużycia objętościowego elementów węzła tarcia. Na podstawie analizy wyników badań tribologicznych stwierdzono, iż efekt przeciwzużyciowego oddziaływania substancji smarowej na elementy trące skojarzenia materiałowego stal–ceramika wzrasta wraz z podwyższaniem zawartości preparatu grafenowego w kompozycji smarowej.

9

The use of spectral methods to identify the microstructure and chemical structure of biocarbons used in the processes of the exploitation of technological liquids

Molenda Jarosław, Kaźmierczak Bernadetta

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2019

|

no. 4

55--62

EN

In the dynamic development work in the use of plant waste to produce biocarbons, the assumed sorption capacity resulting from the chemical structure of the surface determines the need to adapt the advanced spectral methods to test the quality of newly-manufactured materials. In this paper, the usefulness of X-ray energy dispersion spectroscopy (EDS), infrared spectrophotometry (FTIR), and Raman spectroscopy techniques to determine the chemical composition and identification of functional groups and the ordering of the biocarbon crystal structure were determined. In particular, examples of the interpretation of obtained spectra are presented. The EDS technique allows the determination of changes in the chemical composition occurring during pyrolysis under certain thermal conditions. Thanks to infrared spectrophotometry (FTIR), information was obtained about functional groups present on the surface of biocarbon, as well as directions of structural changes occurring in cellulose waste due to pyrolysis, which are dependent on temperature conditions. The Raman spectroscopy allowed the assessment of the degree of ordering of biocarbon structures based on the identification of the intensity of spectral signals corresponding to the D band, characteristic for the amorphousity of carbon structures and the G band, indicating the ordering of carbon structures. These techniques are a package of complementary analytical methods that allow for a comprehensive study of the chemical structure of biochar, which is a product of the pyrolysis of waste of plant origin, which is used, among others, in processes of the exploitation of technological fluids, particularly for purifying industrial waters.

PL

Dynamiczny rozwój prac w zakresie wykorzystania odpadów roślinnych do produkcji biowęgli o założonych zdolnościach sorpcyjnych, wynikających m.in. ze struktury chemicznej powierzchni, determinuje konieczność adaptacji zaawansowanych metod spektralnych do badania jakości nowo wytwarzanych materiałów. W niniejszej pracy określono przydatność techniki spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDS), spektrofotometrii w podczerwieni (FTIR) i spektroskopii Ramana do określenia składu chemicznego oraz identyfikacji grup funkcyjnych oraz uporządkowania struktury krystalicznej biowęgli. W szczególności przedstawiono przykładowe sposoby interpretacji uzyskiwanych widm. Technika EDS pozwala na określenie zmian w składzie chemicznym zachodzących podczas pirolizy w określonych warunkach termicznych. Dzięki spektrofotometrii w podczerwieni (FTIR) uzyskano informacje o grupach funkcyjnych obecnych na powierzchni biowęgli, a także o kierunkach przemian strukturalnych zachodzących w odpadach celulozowych na skutek pirolizy, które są zależne od warunków temperaturowych. Natomiast spektroskopia Ramana pozwoliła na ocenę stopnia uporządkowania struktur biowęglowych na podstawie identyfikacji intensywności sygnałów spektralnych odpowiadających pasmu D, charakterystycznemu dla amorficzności struktur węglowych i pasmu G, świadczącym o uporządkowaniu struktur węglowych. Wymienione techniki stanowią pakiet uzupełniających się metod analitycznych, pozwalających na kompleksowe zbadanie struktury chemicznej biowęgli, stanowiących produkt pirolizy odpadów pochodzenia roślinnego, znajdujący zastosowanie m.in. w procesach eksploatacji cieczy technologicznych, w szczególności do oczyszczania wód przemysłowych.