Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wdrożenie technologii ANITA™ Mox w reaktorze ze złożem zawieszonym (MBBR) do usuwania azotu z odcieków z zamkniętych komór fermentacyjnych w oczyszczalni ścieków Dębogórze w Gdyni

Hrynkiewicz Katarzyna

Forum Eksploatatora

|

2021

|

Nr 6 (117)

25-28, 30

PL

W związku z rozwijającym się trendem efektywnej, niskoemisyjnej gospodarki zasobami w procesach oczyszczania ścieków, w ostatnich latach następuje rozwój technologii usuwania azotu w oparciu o proces beztlenowego utleniania amoniaku (anammox). Z uwagi na poprawę bilansu energetycznego oczyszczalni ścieków, kluczowym procesem stała się fermentacja osadów w zamkniętych komorach fermentacyjnych, której zaletą jest odzysk energii w postaci biogazu. Skutkiem ujemnym tego procesu jest wzrost stężenia azotu amonowego w odciekach powstających podczas odwadniania osadu przefermentowanego.

2

Elektrownie gazowo-parowe z zaawansowanymi technologiami niskoemisyjnymi

Kotowicz J., Job M., Brzęczek M.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 6

33--40

PL

Technologie wychwytu i magazynowania dwutlenku węgla stanowią rozwiązanie pozwalające na produkcję energii elektrycznej w elektrowniach zasilanych paliwami kopalnymi z zerową lub prawie zerową emisją gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla. W artykule przedstawiono charakterystykę elektrowni gazowo-parowych z zastosowanymi zaawansowanymi technologiami niskoemisyjnymi. Przedstawiono zasadę działania układu gazowo-parowego zintegrowanego z wychwytem CO2 w technologii post-combustion, oraz dwóch układów gazowo-parowych z wychwytem CO2 w technologii oxy-combustion: jednostki z recyrkulacją spalin w turbinie gazowej i zewnętrzną instalacją produkcji tlenu z powietrza oraz jednostki zintegrowanej z reaktorem membranowym wykorzystującym membranę jonowego transportu tlenu. Dokonano analizy termodynamicznej przedstawionych elektrowni, porównano ich sprawności wytwarzania energii elektrycznej oraz wyznaczono ubytek sprawności wynikający z zastosowania technologii niskoemisyjnych, określony względem elektrowni referencyjnej, niewyposażonej w instalację wychwytu CO2.

EN

Carbon dioxide capture and storage technologies are a solution allowing for electricity generation in power plants using fossil fuels with zero or nearly zero emissions of greenhouse gases, including carbon dioxide. The paper presents characteristics of combined cycle power plants with applied advanced low emission technologies. Principles of operation of the combined cycle unit integrated with the carbon capture in post-combustion technology, and two combined cycle units with the carbon capture in oxy-combustion technology: the unit with flue gas recirculation in the gas turbine and external air separation unit, and the unit integrated with the membrane reactor, using an ion transport membrane, are presented. Thermodynamic analyzes of presented power plants are conducted. Electricity generation efficiency of analyzed units is compared and the efficiency drop caused by the application of carbon capture technology, relative to the reference power plant without carbon capture, is determined.

3

Usuwanie mikrozanieczyszczeń w laboratoryjnym wielofunkcyjnym reaktorze membranowym

Kudlek E., Dudziak M., Bohdziewicz J., Kamińska G.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

525--532

PL

Hybrydowe układy oczyszczania ścieków oparte o zaawansowane procesy utleniania i techniki membranowe stanowią alternatywę nie tylko do konwencjonalnych układów oczyszczania strumieni wodnych, ale również do układów sekwencyjnych bazujących na pogłębionych procesach oczyszczania. W pracy przedstawiono ocenę stopnia usunięcia mikrozanieczyszczeń organicznych z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych - antracenu i bezno(a)pirenu - oraz domieszek przemysłowych, tj. pentachlorofenolu i oktylofenolu, jak również związków farmaceutycznych - diklofenaku z oczyszczonych ścieków bytowo-gospodarczych na poszczególnych etapach cyklu pracy fotokatalitycznego laboratoryjnego wielofunkcyjnego reaktora membranowego. Proces oczyszczania realizowano bez i z dodatkiem katalizatora w postaci komercyjnego ditlenku tytanu. Dobrane parametry pracy reaktora umożliwiły ponad 73% usunięcie badanych mikrozanieczyszczeń w procesie prowadzonym bez dodatku katalizatora. Wprowadzenie półprzewodnika do oczyszczanego roztworu wodnego pozwoliło na kompletne usunięcie pentachlorofenolu, oktylofenolu, bezno(a)pirenu oraz diklofenaku. Wykazano, że zastosowana membrana ultrafiltracyjna pełniła nie tylko rolę przegrody separującej cząsteczki stosowanego katalizatora, ale również pozwalała na zatrzymanie mikrozanieczyszczeń, których współczynniki retencji mieściły się w zakresie od 9% dla pentachlorofenolu do 98% dla bezno(a)pirenu.

EN

Hybrid wastewater treatment systems based on advanced oxidation processes and membrane techniques are an alternative both to conventional water treatment systems and sequential systems based on deep-treatment processes. The paper presents the estimation of the removal rate of organic micropollutants from wastewater effluent at various phases of the photocatalytic laboratory multifunctional membrane reactor. The tested compounds belong to the group of polycyclic aromatic hydrocarbons - anthracene and benzo(a)pyrene, industrial additives i.e. pentachlorophenol and octylphenol, as well as pharmaceuticals - diclofenac. The treatment process was carried out without or with the addition of a catalyst in the form of commercial titanium dioxide. Reactor’s selected operating parameters allowed to remove over 73% of the tested micropollutants in the process carried out without catalyst. The addition of the semiconductor to the treated water solution allowed to remove completely pentachlorophenol, octylphenol, benzo(a)pyrene and diclofenac. It has been shown that the ultrafiltration membrane acts not only as a separation barrier of the catalyst, but also allows for the retention of micropollutants, which removal rate ranged from 9% for pentachlorophenol to 98% for benzo(a)pyrene.

4

Modeling a membrane reactor for a zero-emission combined cycle power plant

Kotowicz J., Job M.

Journal of Power Technologies

|

2017

|

Vol. 97, nr 1

7--14

EN

A zero emission gas turbine power plant with a membrane reactor works on the concept of using ion oxygen transport membrane (ITM) technology in order to apply carbon dioxide capture with limited loss of electricity generation efficiency. The membrane reactor replaces the combustor in the gas turbine and combines three functions: oxygen separation from air through a high-temperature membrane, fuel combustion in the internal reactor cycle, and heating oxygen-depleted air, which is directed to the turbine. This paper presents a gas turbine power plant integrated with a membrane reactor and a detailed description of the membrane reactor model. Selected results of thermodynamic analysis of the modeled power plant are presented.

5

Analiza zastosowań reaktorów membranowych (MBR) do oczyszczania ścieków miejskich w świetle aktualnych doświadczeń eksploatacyjnych i badawczych

Mucha Z., Kurbiel-Swatek K.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 2

236--240

PL

Przedstawiono wyniki wdrożenia reaktorów membranowych do biologicznego oczyszczania ścieków miejskich, otrzymane na świecie i w Polsce. Zebrane i porównane dane eksploatacyjne dotyczą różnych rodzajów membran i różnych warunków ich eksploatacji. Przeprowadzono również analizę energetyczną jako ważnego czynnika decydującego o wyborze systemu.

EN

A review, with 18 refs., of the membrane reactor constructions and operating parameters.

6

Thermodynamic analysis of the advanced zero emission power plant

Kotowicz J., Job M.

Archives of Thermodynamics

|

2016

|

Vol. 37, no. 1

87--98

EN

The paper presents the structure and parameters of advanced zero emission power plant (AZEP). This concept is based on the replacement of the combustion chamber in a gas turbine by the membrane reactor. The reactor has three basic functions: (i) oxygen separation from the air through the membrane, (ii) combustion of the fuel, and (iii) heat transfer to heat the oxygen-depleted air. In the discussed unit hot depleted air is expanded in a turbine and further feeds a bottoming steam cycle (BSC) through the main heat recovery steam generator (HRSG). Flue gas leaving the membrane reactor feeds the second HRSG. The flue gas consist mainly of CO2 and water vapor, thus, CO2 separation involves only the flue gas drying. Results of the thermodynamic analysis of described power plant are presented.

7

Produkcja erytrytolu z glicerolu odpadowego przez drożdże Yarrowia lipolytica Wratislavia K1 w bioreaktorze membranowym

Juszczyk P., Dwojak A., Rywińska A., Rymowicz W.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 4

162--164

PL

Reaktor membranowy z ciągłą recyrkulacją komórek wykorzystano do ciągłej produkcji erytrytolu z glicerolu odpadowego przez drożdże Yarrowia lipolytica Wratislavia K1. Hodowle produkcyjne oprowadzono przy szybkości rozcieńczania D = 0,007 h-1 w podłożu zawierającym 100, 150 lub 200 g/L glicerolu. Stwierdzono, że wzrost stężenia substratu w podłożu hodowlanym powodował wzrost stężenia erytrytolu (26,5÷56,8 g/L) oraz wzrost szybkości objętościowej produkcji (0,20÷0,28 g×L-1h-1). Natomiast wydajność procesu produkcji erytrytolu kształtowała się w granicach od 0,21 g/g do 0,30 g/g.

EN

The production of erythritol from crude glycerol by yeast Yarrowia lipolytica Wratislavia K1 in a membrane reactor with continuous yeasts recycling in the microfiltration module was examined. The yeast was cultured in media containing 100, 150 or 200 g/L crude glycerol at the dilution of 0.007 h-1. The increase of crude glycerol concentration caused the increase of erythritol concentration (26,5÷56,8 g/L) and the increase of volumetric rate (0,20÷0,28 g×L-1h-1) of erythritol production. The yield of the process ranged from 0,21 g/g to 0,30 g/g.

8

Porównanie różnych struktur zaawansowanej technologicznie zeroemisyjnej elektrowni gazowo-parowej ze spalaniem tlenowym

Kotowicz J., Job M., Brzęczek M.

Energetyka

|

2015

|

nr 11

706--711

PL

Zaawansowane technologicznie zeroemisyjne elektrownie gazowo-parowe stanowią technologię pozwalającą na produkcję energii elektrycznej z zerową emisją dwutlenku węgla i wysoką sprawnością. Utrata sprawności względem nowoczesnych elektrowni gazowo-parowych bez technologii wychwytu CO2 wynosi nawet poniżej 5 punktów procentowych. Koncepcja ta wykorzystuje reaktor membranowy, który zastępuje komorę spalania w turbinie gazowej. Reaktor ten realizuje trzy kluczowe funkcje: separację tlenu od powietrza w membranie wysokotemperaturowej, spalanie paliwa oraz ogrzewanie ubogiego w tlen powietrza. Ogrzane powietrze jest rozprężane w turbinie i zasila kocioł odzyskowy. Reaktor membranowy może pracować przy niskim lub podwyższonym poziomie ciśnienia. W pierwszym przypadku spaliny opuszczające reaktor zasilają dodatkowy kocioł odzyskowy, natomiast w drugim przypadku możliwe jest zastosowanie dodatkowej turbiny zasilanej spalinami. Separacja spalin, składających się niemal wyłącznie z CO2 i H2O, jest ograniczona do ochłodzenia i wykroplenia wilgoci. W artykule przedstawiono różne struktury oraz wyniki analiz termodynamicznych elektrowni gazowo-parowych zintegrowanych z reaktorem membranowym.

EN

The advanced zero-emission combined cycle power plants (AZEP) are based on a technology enabling electric energy production from natural gas with a zero carbon dioxide emission and a high efficiency. The efficiency loss related to a modern natural gas combined cycle plant without CO2 capture installation is even lower than 5 percentage points. This concept is based on the use of a membrane reactor replacing the combustor in the gas turbine. The reactor combines three key functions: oxygen separation from air through the high-temperature membrane, fuel combustion in an internal reactor cycle and heating of the oxygen-depleted air. The hot air expands in the turbine and subsequently feeds the steam cycle through a heat recovery steam generator. The membrane reactor can operate on a low or a higher pressure level. In the first case the flue gas leaving reactor feeds an additional heat recovery steam generator, while in the second case it is possible to apply an additional turbine powered by flue gas. Carbon dioxide separation from the flue gas, composed almost entirely of H2O and CO2, is limited to the flue gas cooling and condensation of water vapor. Presented are various structures and results of thermodynamic analyses of natural gas combined cycle plants integrated with membrane reactors.

9

Efektywność procesu ultrafiltracji w fotokatalitycznym reaktorze membranowym

Rajca M.

Technologia Wody

|

2014

|

Nr 6 (38)

15--19

PL

W pracy przedstawiono badania dotyczące efektywności oczyszczania wody powierzchniowej w fotokatali- tycznym reaktorze membranowym. Określono skuteczność procesu ultrafiltracji i fotokatalizy w reaktorze fotokatalitycznym, w którym zastosowano fotokatalizator w formie zawiesiny (TiO, P25 Degussa) oraz ultrafiltracyjny zanurzeniowy moduł kapilarny (ZeeWeed® 1). Reaktor wyposażony byl również w dwie zanurzeniowe lampy niskociśnieniowe emitujące promieniowanie ultrafioletowe o długości fali 254 nm. Wykazano wysoką skuteczność oczyszczania wody w fotokatalitycznym reaktorze membranowym, a membrana ultrafiltracyjna stanowiła barierę dla cząstek katalizatora, zapewniała odpowiedni czas kontaktu katalizatora z wodą, potrzebny do utlenienia zanieczyszczeń oraz brała udział w selektywnym zatrzymaniu zanieczyszczeń na poziomie 20%.

EN

In the paper the results of the study on the effectiveness of surface water treatment in the photocatalytic membrane reactor are discussed. The efficiency of both, ultrafiltration and photocatalysis process combined in the photocatalytic reactor in which suspended photocatalyst (Ti02 P25 Degussa) and immersed, capillary, ultrafiltration membrane module (ZeeWeed® 1) were used, was determined. The reactor was also equipped with two immersed low-pressure lamps emitting UV light of a wavelength 254 nm. The high efficiency of the water treatment in the membrane photocatalytic reactor was revealed. The ultrafiltration membrane was found to be a barrier for photocatalyst particles. It also assured the proper contact time of the photocatalyst with the treated water that was required to perform the efficient oxidation of contaminants and it took part in the selective separation of contaminants at the level of 20%.

10

Zastosowanie fotokatalitycznego reaktora membranowego do oczyszczania wód naturalnych

Rajca M.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 2

695--701

PL

Alternatywną metodą uzdatniania wody w stosunku do metod klasycznych jest proces pogłębionego utleniania połączony z niskociśnieniową filtracją membranową. Celem badań było określenie efektywności pracy fotokatalitycznego reaktora membranowego (FRM) podczas oczyszczania wód naturalnych. W badaniach wykorzystano zanurzeniowe lampy niskociśnieniowe, emitujące promieniowanie UV przy długości fali 254 nm, ditlenek tytanu P25 jako katalizator oraz zanurzeniowy ultrafiltracyjny moduł kapilarny Zeeweed 1 (PVDF), pracujący w podciśnieniu. Badano wpływ wybranych parametrów procesowych (czas naświetlania) oraz składu oczyszczanych wód na efektywność pracy FRM w odniesieniu do usuwania naturalnych związków organicznych. Stwierdzono szereg korzyści wynikających z zastosowania hybrydowego reaktora membranowego łączącego fotokatalizę i ultrafiltrację, zwłaszcza pod względem obniżenia barwy wody i usunięcia związków organicznych o strukturach aromatycznych (wyznaczonych poprzez pomiar absorbancji UV 254 nm).

EN

The alternative method of water treatment in refer to classical methods is the use of advanced oxidation process combined with low-pressure driven membrane filtration. The aim of the study was to determine the effectiveness of photocatalytic membrane reactor (PhMR) operation during the treatment of natural water. Immersed low-pressure lamps emitting UV radiation at wavelength 254 nm, P25 titanium dioxide as the catalyst and immersed capillary PVDF ultrafiltration membrane module Zeeweed 1 were used in the study. The impact of process conditions (radiation time) and the composition of raw water on the performance of PhMR evaluated using the removal rate of natural organic compounds was investigated. It was found that the use of hybrid membrane reactor combining photocatalysis and ultrafiltration possessed many advantageous according to the water color reduction and aromatic organic compounds removal (determined via measurements of absorbance at UV 254 nm).

11

Usuwanie zanieczyszczeń z wód w hybrydowym reaktorze membranowym przy współudziale procesu MIEX®DOC

Rajca M.

Proceedings of ECOpole

|

2013

|

Vol. 7, No. 1

393--398

PL

Celem pracy było określenie efektywności usuwania zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych z wody w hybrydowym reaktorze membranowym, w którym realizowano proces wymiany jonowej i ultrafiltracji. W badaniach wykorzystano żywicę MIEX® firmy Orica Watercare oraz ultrafiltracyjny moduł kapilarny zanurzeniowy ZeeWeed 1 (ZW 1), pracujący w podciśnieniu, wykonany z polifluorku winylidenu, firmy GE Power&Water. Zastosowanie wielofunkcyjnego reaktora korzystnie wpływało na efektywność usuwania zanieczyszczeń, uzyskując wodę oczyszczoną wysokiej jakości, a w odniesieniu do procesu ultrafiltracji zminimalizowano problem foulingu membrany.

EN

The aim of this study was to determine the effectiveness of removal of organic and inorganic contaminants from water using hybrid membrane reactor in which ion exchange and ultrafiltration processes were performed. MIEX® resin by Orica Watercare and immersed ultrafiltration polyvinylidene fluoride capillary module ZeeWeed 1 (ZW 1) by GE Power&Water operated at negative pressure were used. The application of multifunctional reactor had a positive effect on the removal of contaminants and enabled the production of high quality water. Additionally, in refer to single stage ultrafiltration it minimalized the occurrence of membrane fouling.

12

Wpływ żywicy MIEX® na efektywność oczyszczania wody w hybrydowym reaktorze membranowym

Rajca M

Inżynieria Ekologiczna

|

2013

|

Nr 32

147--155

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań efektywności usuwania naturalnej materii organicznej (NOM) z wody w hybrydowym reaktorze membranowym, w którym realizowano proces wymiany jonowej i ultrafiltracji. W badaniach wykorzystano żywicę MIEX® firmy Orica Watercare oraz ultrafiltracyjny moduł kapilarny zanurzeniowy ZeeWeed 1 (ZW 1) pracujący w podciśnieniu, wykonany z polifluorku winylidenu, firmy GE Power&Water. Zastosowanie wielofunkcyjnego reaktora korzystnie wpływało na efektywność usuwania zanieczyszczeń uzyskując wodę oczyszczoną wysokiej jakości, a w odniesieniu do procesu ultrafiltracji zminimalizowano problem foulingu membrany.

EN

The paper presents the results of studies related to the effectiveness of removal of natural organic matter (NOM) from water using hybrid membrane reactor in which ion exchange and ultrafiltration processes were performed. MIEX® resin by Orica Watercare and immersed ultrafiltration polyvinylidene fluoride capillary module ZeeWeed 1 (ZW 1) by GE Power&Water operated at negative pressure were used. The application of multifunctional reactor had a positive effect on the removal of contaminants and enabled the production of high quality water. Additionally, in refer to single stage ultrafiltration it minimalized the occurrence of membrane fouling.

13

Układ hybrydowy wymiana jonowa – ultrafiltracja w oczyszczaniu wód w reaktorze membranowym

Rajca M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2013

|

z. 60, nr 3

91--100

PL

Reaktory membranowe z zanurzeniowym modułem kapilarnym są praktycznym rozwiązaniem w technologii uzdatniania wody. W pracy przedstawiono badania usuwania naturalnych związków organicznych (kwasy humusowe i fulwowe) w hybrydowym reaktorze membranowym, w którym realizowano proces wymiany jonowej MIEX®DOC oraz ultrafiltrację. Przepływowy reaktor membranowy z osadzonym w nim modułem ZeeWeed 1 (ZW1) pracował w podciśnieniu. W badaniach wykorzystano Ŝywicę MIEX® firmy Orica Watercare oraz ultrafiltracyjny (UF) moduł kapilarny zanurzeniowy, wykonany z polifluorku winylidenu (PVDF), firmy GE Power&Water. Badano wpływ żywicy MIEX na poprawę pracy modułu membranowego w jednym urządzeniu (reaktorze) w odniesieniu do skuteczności oczyszczania wody modelowej oraz zmniejszenia niekorzystnego zjawiska foulingu. Stwierdzono wysoką efektywność usuwania związków organicznych tj. obniżenie stężenia rozpuszczonego węgla organicznego, absorbancji UV254, barwy o ok. 90% oraz parametru SUVA (absorbancja specyficzna w nadfiolecie UV254/RWO) do wartości około 1 m3/gC·m. Wykazano, iż testowany reaktor z ultrafiltracyjną membraną zanurzeniową, do którego dodawano Żywicę MIEX®, nadaje się do praktycznego zastosowania w technologii uzdatniania wody, ze względu na efektywne oczyszczanie wód i poprawę pracy modułu membranowego. Kompaktowość zastosowanego urządzenia (reaktora) zachęca do modernizacji istniejących, zwłaszcza małych, stacji uzdatniania wód.

EN

Membrane reactors with submerged capillary modules are practical technology for water treatment. This paper presents a investigation on removal of natural organic compounds (humic and fulvic acids) in the hybrid membrane reactor, in which the ion exchange MIEX®DOC and ultrafiltration processes was performed. The flowing membrane reactor equipped with module ZeeWeed 1 (ZW1) was operated at vacuum. MIEX® resin by Orica Watercare and immersed ultrafiltration (UF) polyvinylidene fluoride (PVDF) capillary module by GE Power&Water were used.The impact of MIEX® resin on the module performance, while bothprocesses combined in one device (reactor), basing on the effectiveness of simulated water treatment as well as membrane fouling decrease was evaluated. It was highly effectivenes for removing organic compounds, i.e. reducing the concentration of dissolved organic carbon, UV254 absorbance, color by 90% and SUVA parameter (specific ultrafiolet absorbance UV254/DOC) by 1 m3/gC·m. It was shown that the investigated reactor with the submerged ultrafiltration membrane into which MIEX® resin was added could be practically used in water treatment technology as it assured effective water purification as well as membrane module operation improvement. Moreover, the compactness of the device enables the simple modernization of especially small water treatment plants.

14

Właściwości separacyjne membran w reaktorach membranowych do konwersji CO z jednoczesnym wydzielaniem wodoru

Tańczyk M., Gosiewski K.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 12

2419-2421

PL

Dokonano numerycznych symulacji procesu konwersji CO parą wodną w reaktorze membranowym z jednoczesną separacją wodoru, zasilanego gazem ze zgazowania węgla, o podwyższonym stężeniu CO. Stwierdzono, że niezależnie od właściwości rozdzielczych membrany stopień przemiany CO w takim reaktorze przekracza 90% i jest wyższy niż w przypadku podobnie zasilanego dwustopniowego reaktora konwencjonalnego. Stwierdzono także, że sprawność odzysku wodoru przy wykorzystaniu dostępnych obecnie membran palladowych jest niska i nie przekracza 35%. Jej zwiększenie wymaga opracowania membran o znacznie większej przepuszczalności dla wodoru.

EN

Water gas shift reaction in a membrane tube-in-tube reactor (4 cm inner tube diam., 5.6 cm shell diam., 1.2–3 m length) with simultaneous H₂ recovering at the shell side was numerically simulated. Final conversion of CO exceeded 90% and H₂ recovery reached 35% when the Pd membrane with the H₂ permeability 5.7⋅10⁻⁵ mol/(m²⋅s⋅Paⁿ) was used. An increase in H₂ permeability up to 4.2⋅10⁻³ mol/ (m²⋅s⋅Paⁿ) was necessary to increase the H₂ recovery up to above 96%.

15

Ciągła biosynteza erytrytolu przez Yarrowia lipolytica w bioreaktorze membranowym

Juszczyk P., Rakicka M., Rywińska A., Rymowicz W.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2012

|

Nr 4

135-137

PL

Bioreaktor membranowy z ciągłą recyrkulacją komórek Yarrowia lipolytica wykorzystano do ciągłej biosyntezy erytrytolu z glicerolu. Proces prowadzono przy stałej szybkości rozcieńczenia D = 0,012 h'1. Oceniano wpływ składu pożywki zasilającej na produktywność i wydajność erytrytolu. Obecność w pożywce chlorku amonu, ekstraktu drożdżowego oraz chlorku sodu umożliwiała uzyskanie najwyższych ilości erytrytolu w permeacie (103 g/L), a proces biosyntezy charakteryzował się najwyższą wydajnością i stabilnością.

EN

A membrane reactor with continuous recycling of Yarrowia lipolytica cells was used for the continuous biosynthesis of erythritol on glycerol media. The process was carried out under dilution rate of D= 0.012 hr-1. The effect of feed culture broth composition on the productivity and yield of erythritol was evaluated. The highest amount of erythritol (103 g/L) in the permeate was determined, when the culture broth contained ammonium chloric yeast extract and sodium chloride in appropriate amounts. Additionally, the process was stable under this condition.

16

Enzymatyczna deacetylacja chitozanu

Jaworska M.M.

Prace Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej

|

2011

|

Vol. 35, z. 3

3-119

PL

Enzymatyczna deacetylacja chitozanu jest procesem, który może w najbliższej przyszłości stać się interesującą alternatywą dla chemicznej modyfikacji tego polimeru. Proces enzymatyczny, podobnie jak chemiczny, prowadzi do przekształcenia merów N-acetyloglukozoaminy w mery glukozoaminy, lecz prowadzony jest w warunkach znacznie łagodniejszych i nie jest związany z jednoczesną hydrolizą łańcucha polimeru. Modyfikacja enzymatyczna pozwala także na prowadzenie procesu w warunkach kontrolowanych, co umożliwiłoby produkowanie chitozanu o z góry określonym stopniu acetylacji. W badaniach stosowano deacetylazę chitynową wydzieloną z biomasy grzybów strzępkowych Absidia orchidis vel coerulea NCAIM F 00642. W pracy scharakteryzowano enzym wykazując, że ma on maksymalną aktywność przy pH wynoszącym 4.0, (pH-stabilność w zakresie od 1.0 do 9.0) oraz w temperaturze 55°C. Zaproponowano także model opisujący termostabilność deacetylazy chitynowej w temperaturze pracy (50°C). Badania kinetyczne wykazały, że enzymatyczna deacetylacja chitozanu może być opisana za pomocą modelu zaproponowanego przez Michaelisa-Menten, z tym, że enzym podlega jednocześnie inhibicji współzawodniczącej wywołanej przez uwalniany kwas octowy. Równanie kinetyczne skorelowano z aktywnością preparatu enzymatycznego, co dawało lepszą zgodność z danymi doświadczalnymi niż oryginalna zależność oparta na stężeniu enzymu. Przeprowadzono badania mające na celu dobór właściwego nośnika do immobilizacji deacetylazy chitynowej oraz określenie kinetyki deacetylacji chitozanu przez enzym immobilizowany. Stwierdzono, że najlepsze efekty daje immobilizacja na nośniku DEAE-Granocel aktywowanym diwinylosulfonem w środowisku alkalicznym (pH 8.0). Warunki, przy których preparat wykazywałmaksymalną aktywność, były zbliżone do tych dla enzymu natywnego : pH = 4.0 i temperatura 45°C. Stwierdzono także, że enzymatyczna deacetylacja chitozanu z wykorzystaniem enzymu immobilizowanego może być również opisana za pomocą zależności zaproponowanej przez Michaelisa-Menten. Wykazano jednak, że otrzymany preparat stracił aktywność po trzykrotnym zastosowaniu w reaktorze okresowym, przy prowadzeniu doświadczeń w odstępach dwudziestoczterogodzinnych. Na końcowym etapie prac zbadano możliwość zastosowania reaktora membranowego do enzymatycznej deacetylacji chitozanu. Określono parametry w istotny sposób wpływające na badany proces. Analiza uzyskanych danych wykazała, że w obszarze przepływów laminarnych cieczy (Recm do 1700) oraz w obszarze mieszania w reaktorze zbiornikowym z mieszadłem w zakresie przejściowym między laminarnym a burzliwym (Rem do 1150) deacetylaza chitynowa nie ulega inaktywacji. Stwierdzono, że tworzenie się w układzie pęcherzy powietrza jest zjawiskiem bardzo niekorzystnym, prowadzącym do całkowitego zahamowania procesu. Wzrost lepkości mieszaniny reakcyjnej powodował spadek ilości zdeacetylowanych merów GlcNAc, a zatem zmniejszał wydajność procesu. Dezaktywacja termiczna enzymu okazała się czynnikiem najsilniej wpływającym na proces. Porównano także dane doświadczalne uzyskane w trakcie enzymatycznej deacetylacji chitozanu w reaktorze membranowym z modelem wykorzystującym zaproponowane równanie kinetyczne przy uwzględnieniu dezaktywacji termicznej enzymu, wykazując ich zgodność.

EN

Enzymatic deacetylation of chitosan is a process that can be an interesting alternative to chemical deacetylation. In both processes the linkage between the acetyl and amine groups in the N-acetylglucosamine units (GlcNAc) in chitosan in broken and the GlcNAc units are transformed into glucosamine units (GlcN) and acetic acid is released. Contrary to the chemical method, enzymatic deacetylation can be carried out under mild conditions and is not connected with parallel hydrolysis of the polymer chain. Additionally, by controlling the conditions of the enzymatic process, chitosan can be tailored to certain purposes. Chitin deacetylase from Absidia orchidis vel coerulea NCAIM F 00642 was used in the present work. This enzyme is not commercially available, and was separated from biomass by the author. Characterization of the enzyme showed that it has maximal activity at a pH of 4.0 (pH stability in the range from 1.0 to 9.0) and temperature 55°C. The model of thermal deactivation of chitin deacetylase at working temperature (50°C) was also proposed. Kinetics experiments indicated that enzymatic deacetylation of chitosan can be described by the Michaelis-Menten equation with competitive inhibition by acetic acid released during the deacetylation reaction.The kinetics equation was correlated with the specific activity of the enzyme, and this gave a much better approximation of experimental data than correlation with the enzyme concentration as in the original equation. In the next step of the work, the possibility of immobilization of chitin deacetylation on a carrier was investigated. It was shown that the best results were obtained for DEAE-Granocel activated with divinyl sulfone in alkaline conditions (pH 4.0 and T=45°). The kinetics of enzymatic deacetylation of chitosan by the immobilized enzyme was also described by the Michaelis-Menten equation. Unfortunately, the preparation lost its activity after the third usage. The last part of the work was dedicated to an investigation of the application of a membrane reactor for enzymatic deacetylation of chitosan. The parameters influencing the process were indicated. It was shown that chitin deacetylase stays active for laminar flow (up to Re = 1100) and for mixing in the range of the transition stage between laminar and turbulent flow (up to Re = 1150). The presence of air bubbles in the reaction mixture caused complete inactivation of chitin deacetylase. The increase in viscosity of the solution increased the stability of the enzyme, but also caused a decrease in the number of deacetylated GlcNAc units that influenced the effectiveness of the process. Thermal deactivation was the most important phenomenon that influenced enzymatic deacetylation of chitosan. The experimental data from the membrane reactor were compared to the models that used the propsed kinetics equation and/or lack of thermal deactivation of chitin deacetylase. The model with thermal deactivation gave a much better approximation than that without deactivation.

17

Wytwarzanie bezchlorkowej soli potasowej z konwersją chlorku potasu do wodorosiarczanu potasu w reaktorze membranowym

Tomaszewska M. U., Łapin A. M.

Przemysł Chemiczny

|

2010

|

T. 89, nr 4

564-566

18

Zastosowanie reaktora membranowego w procesie wytwarzania gazu syntezowego – wyniki badań

Więcław-Solny L., Łabojko G.

Polityka Energetyczna

|

2010

|

T. 13, z. 2

459-471

PL

Otrzymywanie gazu syntezowego jest jednym z najważniejszych procesów przemysłu chemicznego, ponieważ wodór i tlenek węgla stanowią podstawę wielu syntez chemicznych. Zagadnienia związane z otrzymywaniem gazów o dużej zawartości wodoru nabierają również dużego znaczenia w aspekcie ich zastosowania w turbinach gazowych czy też ogniwach paliwowych dla potrzeb sektora energetycznego. Szczególne zainteresowanie tego sektora gazami wodoronośnymi wynika z konieczności obniżenia emisji CO2, co powinien zapewnić w przyszłości rozwój tzw. energetyki wodorowej. W artykule przedstawiono wyniki badań procesu otrzymywania gazu syntezowego w reaktorze membranowym na drodze autotermicznego reformingu metanu (ATR). Dla określenia wpływu zastosowanego rozwiązania konstrukcyjnego reaktora na jakość otrzymywanego gazu syntezowego, wykonano również badania ATR przy zastosowaniu klasycznego reaktora przepływowego. W badaniach procesu autotermicznego reformingu metanu zastosowano zmienne udziały molowe tlenu i pary wodnej na wejściu do reaktora, które wynosiły odpowiednio O2/CH4 = 0,1; 0,2; 0,3 oraz H2O/CH4 = 0,5; 1,5; 2,0. Otrzymane wyniki badań wskazują na możliwość otrzymywania w reaktorze membranowym gazu syntezowego o wyższej zawartości składników pożądanych, tzn. H2 i CO w porównaniu do gazu otrzymywanego w tych samych warunkach procesowych w klasycznym reaktorze rurowym. Uzyskane stopnie konwersji metanu w przypadku zastosowania reaktora membranowego były niższe niż uzyskiwane w reaktorze rurowym, przy tych samych parametrach wejściowych do obu reaktorów. Najwyższe stopnie konwersji uzyskano dla udziałów O2/CH4 = 0,3 i H2O/CH4 = 2 i wynosiły one odpowiednio 89,9% dla klasycznego reaktora rurowego i 76% dla reaktora membranowego.

EN

Synthesis gas produced from natural gas or coal is an important intermediate in the production of a range of chemicals. Commercially available today for synthesis gas production are steam reforming, autothermal reforming and partial oxidation of methane and coal gasification. In this paper, a membrane reactor study on the CH4 autothermal reforming is presented. Major application areas of membrane reactor can be classified into two types; i.e. yield enhancement and selectivity enhancement. Membrane reactors are mainly applied to reactions suffering from equilibrium conversions such as dehydrogenation reactions, decomposition and production of synthesis gas or in series-parallel reactions such as partial oxidation, partial hydrogenation, oxidative coupling and oxidative dehydrogenation by controlled addition of a reactant through a membrane [1, 10]. The results for the membrane reactor were compared to those for the tubular reactor to evaluate the effect of membrane application as oxygen distributor to the reaction zone on improvement in yields of the products. The experimental conversions of CH4 in the tubular and the membrane reactor were obtained as a function of various feed O2/CH4 and H2O/CH4 ratio. Results indicate that CH4 conversion increases with increasing O2:CH4 or/and H2O:CH4 ratio, but CH4 conversions reached in the tubular reactor was higher than the conversion obtained in the membrane reactor in all cases. The highest conversion achieved in tubular reactor was 89,9 % and 76% in membrane reactor for conditions: O2/CH4 = 0,3 and H2O/CH4 = 2. It was found that H2 and CO yield were considerably enhanced in the membrane reactor.

19

Zastosowanie reaktorów wielofunkcyjnych do oczyszczania wody

Adamski W., Majewska-Nowak K.

Ochrona Środowiska

|

2010

|

Vol. 32, nr 1

3-8

PL

Scharakteryzowano rolę i zasady stosowania reaktorów wielofunkcyjnych zarówno w nowobudowanych zakładach oczyszczania wody, jak i zakładach modernizowanych, poprzez wprowadzenie dodatkowej funkcji do reaktorów już pracujących. Na pod-stawie przeprowadzonej analizy wykazano, że zaletą tego typu rozwiązań, poza zmniejszeniem kosztów inwestycyjnych i mniejszym zapotrzebowaniem zakładu oczyszczania na powierzchnię, jest możliwość elastycznego reagowania na zmiany jakości ujmowanej wody. Reaktory wielofunkcyjne mogą stanowić substytut zintegrowanego układu oczyszczania wody lub jeden z jego elementów. Występują również reaktory, w których dodatkowe funkcje - jak aktywność biologiczna - powstają spontanicznie (np. kolumny adsorpcyjne z GWA czy też filtry powolne). Wykazano, że bardzo atrakcyjną alternatywę dla klasycznych reaktorów wielofunkcyjnych stanowią reaktory membranowe i ich modyfikacje. Identyfikacja zjawisk zachodzących w reaktorach wielofunkcyjnych pozwala na konstrukcję zaprezentowanych w pracy modeli matematycznych, które mogą znaleźć zastosowanie do optymalizacji układów technologicznych oczyszczania wody. Podkreślono, że praktyczne wykorzystanie podanych modeli matematycznych wymaga określenia wartości ich poszczególnych parametrów zarówno metodami analitycznymi, jak i w modelowych badaniach laboratoryjnych, a także ich kalibracji.

EN

The role of multipurpose reactors and the principles of their application were analyzed, taking into account newly constructed water treatment plants and those modernized by imparting additional functions to the reactors being operated there. The results of this analysis have demonstrated that such approach offers a number of benefits, not only reducing the capital costs and space demands, but also enabling a flexible response to any variations observed in the quality of the taken-in water. A multipurpose reactor may become a substitute for an integrated water treatment system or for one of its elements. Also available are reactors where additional functions (such as biological activity) are generated spontaneously (e.g. GAC adsorption columns or slow filters). It has, furthermore, been demonstrated that membrane reactors, as well as their modifications, constitute a very attractive alternative to classical multipurpose reactors. The identification of the phenomena occurring in multipurpose reactors makes it possible to construct mathematical models which can be used for the optimization of water treatment trains (such models are shown in the present paper). It has been emphasized that if the models are to be used for engineering applications, their parameters have to be established by analytical methods and laboratory model tests, and the models themselves should be calibrated.

20

Modelowanie procesu hydrolizy preparatów skrobiowych w cyrkulacyjnym reaktorze membranowym

Burzyński G., Sulej-Chojnacka J., Alejski K., Prochaska K.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2009

|

Nr 3

32-33

PL

W pracy podjęto próbę opracowania modelu reaktora membranowego do enzymatycznej hydrolizy preparatów skrobiowych. Wykorzystano iteracyjny model hydrolizy biopolimerów. W modelowaniu separacji na module ultrafiltracyjnym uwzględniono rozkład wielkości porów membrany. Uzyskane rozkłady produktów hydrolizy zestawiono z wynikami badań eksperymentalnych.

EN

A model of membrane reactor for starch preparation hydrolysis by enzymes based on the iteration procedure is developed. The modeling of separation in the ultrafiltration module took into account the membrane pores size distribution. Obtained simulation results were compared with the experimental results.