Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przegląd nowoczesnych metod nieniszczących wykorzystywanych do badania płyt włóknisto-cementowych

Gorzelańczyk Tomasz, Schabowicz Krzysztof

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2023

|

nr 1-4

30--36

PL

W artykule przedstawiono i omówiono wybrane nowoczesne metody nieniszczące wykorzystywane do badania materiałów kompozytowych jakim są płyty włóknisto-cementowe. Omówiono metodę ultradźwiękową, w tym również z wykorzystaniem fal Lamba, metodę emisji akustycznej, metodę terahercową i metodę optyczną z wykorzystaniem elektronowego mikroskopu skaningowego SEM. Wszystkie te metody zostały z powodzeniem wykorzystane w badaniach, w tym również w badaniach własnych autorów, co jednoznacznie potwierdza ich przydatność w badaniu płyt włóknisto-cementowych.

EN

The article presents and discusses selected modern non-destructive methods used to test composite materials such as fiber-cement boards. The ultrasonic method, including the Lamb wave method, the acoustic emission method, the terahertz method and the optical method using the scanning electron microscope (SEM) are discussed. All these methods have been successfully used in research, including the authors' own research, which clearly confirms their usefulness in the study of fiber-cement boards.

2

Kinetics of the Binding Process of Furan Moulding Sands, Under Conditions of Forced Air Flow, Monitored by the Ultrasonic Technique

Matonis Natalia, Zych Jerzy

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

93--98

EN

The paper presents the results of research on the kinetics of the binding process of self-hardening moulding sands with an organic binder under conditions of forced air flow at various pressure values. Three moulding sands made using urea-furfuryl resin Furanol FR75A technology were studied. The moulding sands were prepared on a base of quartz sand with an average grain size of dL = 0.25, 0.29 and 0.37 mm, with permeability values of 306, 391 and 476 m2/108Pa ∙ s (for ρ0 = 1.60, 1.60 and 1.61 g/cm3 , respectively). The research was conducted for a resin content of 1% with a constant proportion of hardener to resin, which was equal to 50%. Samples of the tested moulding sands were blown with air at pressures of 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0 bar. The kinetics of the hardening process was monitored using ultrasound technology, according to a previously developed methodology [1]. The research was carried out on an ultrasound testing station equipped with a temperature chamber and an airflow reducer. The tests were conducted at a temperature of 20°C, and of the air flow pressure on the changes in ultrasonic wave velocity in the hardening mouldins sand as a function of time, the kinetics of the hardening process, and the degree of moulding sand hardening were determined. Additionally, the influence of the moulding sand permeability on the course of the hardening process at a constant air flow pressure was determined.

3

Plasticity Changes of Moulding Sands with Chemical Binders Caused by Increasing the Hardening Degree

Matonis N., Zych J.

Archives of Foundry Engineering

|

2022

|

Vol. 22, iss. 2

71--76

EN

The results of investigations of plasticity of moulding sands with binders obtained by measuring deflection angles in the single point bend test in dependence on their hardening degree are presented in the hereby paper. Shaped samples made of moulding sands obtained in the technology with urea-furfuryl resin Furanol FR75A and in the technology with water glass, were subjected to various tests. Shaped samples were made on the quartz matrix of a medium grains size 𝑑𝑙=0,29 𝑚𝑚. Investigations were performed for the resin content being 1% and 2%, at a constant proportion of a hardener versus resin - equal 60%. In the case of sands from the technology with water glass, investigations were performed for 3.5% of water glass versus sand matrix and 0.35% of Flodur. Plasticity tests were carried out with using the strength machine with a continuous recording of a sample deflection value. Measurements of deflection angles values in the bend test were performed on a series of simultaneously made samples at constant time intervals from the moment of their making. To determine the sand hardening degree the ultrasound technique was applied, according to the previously developed methodology [1]. Every time from the obtained results the characteristic of the growing stress as a function of deflection was prepared (𝜎). In addition, for the tested group of moulding sands, empirical relationships between the maximum deflection angle (αmax) in the bend test and the hardening degree were determined (Sx): α = f(Sx).

4

Non-Destructive Evaluation of Composite Helmets Using IR Thermography and Ultrasonic Excitation

Świderski Waldemar, Pracht Monika

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2021

|

R. 25, nr 4

89--92

EN

The paper presents selected results of non-destructive testing of composite helmets with deliberately introduced defects. Ultrasound pulsed infrared thermography was used for the tests. In order to determine the initial possibilities of this method, artificial defects made of Teflon featuring different area sizes and designed to simulate delamination were placed between layers of the aramid composite from which the helmet was made. The obtained results confirmed the effectiveness of the NDT method used in these tests.

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań nieniszczących hełmów kompozytowych z celowo wprowadzonymi defektami. Do badań wykorzystano impulsową termografię w podczerwieni z ultradźwiękowym źródłem wzbudzenia cieplnego. W celu określenia wstępnych możliwości tej metody, pomiędzy warstwami kompozytu aramidowego, z którego wykonano hełm, umieszczono na różnych głębokościach pod powierzchnią sztuczne defekty wykonane z teflonu o różnej wielkości powierzchni. Te sztuczne defekty symulowały rozwarstwienia. Uzyskane wyniki potwierdziły skuteczność użytej metody NDT w tych badaniach.

5

Scouring of Sheep Wool Using an Acoustic Ultrasound Wave

Czaplicki Zdzisław, Matyjas-Zgondek Edyta, Strzelecki Stanisław

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2021

|

Vol. 29, no. 6 (150)

44--48

EN

The paper describes a method of scouring sheep wool using ultrasound.The inspiration to start work on the use of ultrasound in the process of scouring sheep wool was positive results that had already been achieved for alpaca wool. Due to the fact that sheep wool has many more impurites than alpaca wool, the scouring process is divided into two stages. The first involves the removal of faeces from the wool, which may be up to about 35% of the impurities of sheep wool, while the second stage involves the scouring cycle, wherein the remaining impurities are removed. The ultrasonic scouring process uses domestic merino wool heavily clad, particularly, by faeces. In this study, detergent solutions, alkali soap and sodium carbonate were used. The scouring of wool was carried out with a special apparatus equipped with an ultrasonic generator, at a frequency of 40 kHz. To determine the optimal conditions for scouring sheep wool that could affect the amount of impurities removed, the following parameters were examined: the effect of the scouring time, the concentration of detergents, and the scouring bath ratio. The study resulted in achieving optimal scouring parameters that ensured a satisfactory level of the removal of wool impurities.

6

Hybrid welding of metal-polymer composites with a non-conducting polymer layer

Kustroń Paweł, Korzeniowski Marcin, Piwowarczyk Tomasz, Sokołowski Paweł

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2021

|

Vol. 65, No. 4

33--40

EN

Metal-polymer composites (MPCs) are becoming increasingly popular primarily because of their high strength-to-weight ratio. Metal-polymer composites consist of three layers, i.e. two external metallic sheets (linings) and the core made of plastic. The presence of the internal plastic layer makes MPCs impossible to join using conventional welding processes, which significantly limits their usability. One of the solutions to the problem involves the use of hybrid methods, e.g. ultrasonic method-aided resistance welding. The research work discussed in the article involved the development of a prototype test rig and a technology enabling the joining of the Litecor® composite with steel DP600. The joining process consisted of two stages. The first stage involved the removal of the non-conducting layer of polymer from the welding area and the making of an appropriate electric contact for resistance welding. The second stage was the classical resistance spot welding process. The development of the concept posed a challenge as it was necessary to develop an appropriate acoustic waveguide for high-power ultrasonic waves which, at the same time, could transfer loads in the form of electrode force as well as provide appropriate electric and thermal conductivity without compromising acoustic parameters during the welding process. The development of the test rig was followed by the performance of numerous tests aimed to identify the appropriate window of process parameters. Test joints were subjected to macrographic, strength, ultrasonic and topographic tests.

PL

Kompozyty metalowo-polimerowe (MPC) zyskują na znaczeniu głównie ze względu na wysoki stosunek wytrzymałości do masy. Składają się one z trzech warstw, tj. dwóch zewnętrznych metalowych arkuszy (okładzin) i rdzenia z tworzywa sztucznego. Obecność wewnętrznej warstwy tworzywa sztucznego sprawia, że nie można ich łączyć za pomocą konwencjonalnych procesów zgrzewania, co znacznie ogranicza zakres ich stosowania. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest zastosowanie metod hybrydowych, np. zgrzewania rezystancyjnego wspomaganego metoda ultradźwiękową. W ramach podjętych badań opracowano prototypowe stanowisko badawcze oraz technologię łączenia kompozytu Litecor® ze stalą DP600. Proces łączenia opierał się na dwóch etapach. W pierwszym istotne jest usunięcie nieprzewodzącej warstwy polimeru ze strefy zgrzewania i stworzenie odpowiedniego styku elektrycznego do zgrzewania oporowego. Etap drugi to klasyczne zgrzewanie rezystancyjne punktowe. Opracowanie tej koncepcji było wyzwaniem ze względu na konieczność zaprojektowania odpowiedniego falowodu akustycznego dla fali ultradźwiękowej dużej mocy, który jednocześnie przeniesie obciążenia w postaci siły docisku elektrod, zapewni odpowiedną przewodność elektryczną i cieplną, a przede wszystkim zachowa swoje parametry akustyczne w trakcie procesu zgrzewania. Po opracowaniu stanowiska badawczego dokonano licznych badań w celu opracowania odpowiednego okna parametrów procesowych. Ponadto wykonane złącza były poddawane niezbędnym badaniom, w tym makrograficznym, wytrzymałościowym, ultradźwiękowym oraz topograficznym

7

Cyclodextrine vs D-glucose in the solutions of the derivative of 1,4-DHP

Kaczmarek-Klinowska Milena, Hornowski Tomasz

Vibrations in Physical Systems

|

2019

|

Vol. 30, nr 1

art. no. 2019110

EN

Hydrophilic and hydrophobic cyclodextrins (CDs) have found a lot of applications in medicine pharmacology, food processing and cosmetology. They can function as a drug carrier material and parent host molecules, increasing drug biocompatibility, optimizing the efficiency of drug activity, and controlling drug release at the desired level. The effectiveness of CD complexation depends on many factors such as the type and the size of both the CD molecule itself and the guest molecule, pH of the solution, and temperature. In aqueous solution of glucose the aggregation of molecules can occur leading to the formation of CD-like structures. In the paper the possibility of the formation of the inclusion complexes of CD and glucose with Nimodipine was investigated with the aid of ultrasonic spectroscopy. By comparing the efficiency of industrial saccharides and glucose in the formation of the inclusion complexes the cost effectiveness of the use of glucose as a substitute for CD can be determined.

8

Experimental Testing of Aramid Composite Applied in Ballistic Armour using Ultrasonic IR Thermography

Pracht Monika, Świderski Waldemar

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2019

|

Vol. 10, Nr 2 (36)

79--88

EN

Reference samples, in which artificial discontinuities (defects) are fabricated, are used to verify non-destructive testing procedures. Artificial discontinuities are known defects of reference samples and enable verification the possibilities of using the chosen NDT method for the identification of location and depth of discontinuities. In thermographic methods the tests of reference samples also allow (helps) to determine the required thermal stimulation source parameters of the tested sample. This paper presents the results of experimental testing of defects detection in a multi-layer aramid composite used in light ballistic armour using ultrasonic infrared thermography. Samples of the aramid composite included artificial defects and were tested using different ultrasonic frequencies. The tests of the same samples were carried out with optical thermography and X-ray method and their results were compared to those determined with ultrasonic IR thermography.

PL

Do sprawdzenia procedur badań nieniszczących są stosowane próbki wzorcowe, w których wprowadzono sztuczne nieciągłości (defekty). Nieciągłości sztuczne wprowadzone w próbkach wzorcowych umożliwiają zweryfikowanie przede wszystkim możliwości zastosowania wybranej metody do określenia położenia i głębokości nieciągłości. W metodach termograficznych badania próbek wzorcowych pozwalają również określić potrzebne parametry źródła stymulacji cieplnej badanej próbki. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wykrywania defektów w wielowarstwowym kompozycie aramidowym stosowanym w konstrukcji lekkich osłon balistycznych metodą ultradźwiękowej termografii w podczerwieni. Badania próbek kompozytu aramidowego z celowo wprowadzonymi defektami, przeprowadzono przy zastosowaniu różnych częstotliwości ultradźwięków. W celu porównania uzyskanych wyników badań, wykonano badania metodami optycznej termografii i rentgenografii.

9

Ultrasonic implementation of nanoparticles on polymeric filtration materials

Majcher Andrzej, Kowalik-Klimczak Anna

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2019

|

no. 1

69--76

EN

Biofouling is a phenomenon that adversely affects the efficiency of filtration hindering wide the application of filtration materials. One of the methods for biofouling prevention is coating of antibacterial nanoparticles on a surface of filters and membranes using ultrasound. In the paper, the possibility of using an ultrasonic method was evaluated to implement nanoparticles of titanium dioxide (TiO2 ) and zinc oxide (ZnO) on polymeric filtration materials via different types of transducers and selected parameters of the ultrasound generator. Ultrasonic methods of modification were found to be efficient in terms of imparting antibacterial properties; however, the functional additives coated on polymeric materials were characterized by poor resistance to leaching. Thus, further work needs to be performed to improve the adhesion and stability of nanoparticles onto polymeric materials to enable the generation of filtration materials characterized by high stability during real operating conditions.

PL

Biofouling materiałów filtracyjnych jest zjawiskiem niekorzystnie wpływającym na efektywność filtracji i hamującym wprowadzanie tej technologii w nowe obszary zastosowań. Jedną z metod zapobiegania biofoulingowi jest modyfikacja powierzchni membran antybakteryjnymi nanocząstkami. W artykule opisano prace studialne nad wykorzystaniem do tego celu metody nanoszenia ultradźwiękowego. Przedstawiono konstrukcje i parametry zestawionych stanowisk do generacji ultradźwięków, wyniki procesów nanoszenia nanocząstek tlenku tytanu i tlenku cynku, wpływ głównych parametrów procesu na strukturę uzyskiwanych pokryć. Oceniono ich właściwości antybakteryjne oraz odporność na wymywanie. Określono kierunki dalszych prac mających na celu wytworzenie metodą ultradźwiękową materiałów filtracyjnych charakteryzujących się stabilno- ścią podczas pracy w warunkach rzeczywistych.

10

Ultrasonic Disintegration of Bacteria Contained in Treated Wastewater

Hawrylik Eliza

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 9

171--176

EN

The amount of wastewater discharged in Poland is constantly increasing. Although wastewater is subjected to purification processes, it constitutes the habitat of many microorganisms, including pathogenic bacteria, which infiltrate into the environment and may pose a biological threat. The purpose of this paper was to explore the possibility of using a low-frequency ultrasound to disintegrate the microorganisms found in the treated wastewater. The paper presents the research on the use of ultrasound with a frequency of 20 and 40 kHz, with variable and constant operation mode of an ultrasonic cleaner, to destroy the bacteria of the Sarcina genus. The results obtained indicate the effective action of ultrasonic waves in relation to the microorganisms studied. Already a 5-minute exposure to ultrasound at a frequency of 20 kHz with a continuous operation mode of the device reduced the number of bacteria by over 60%. The 30-minute operation of 40 kHz ultrasonic waves resulted in 80% decrease in the number of microorganisms, compared to the control. The obtained results prove the possibility of using the ultrasonic disintegration process in municipal wastewater treatment plants.

11

MRgFUS – jako nowoczesna metoda leczenia

Nowak Bartłomiej

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2019

|

Vol. 8, nr 4

333--336

PL

Zabieg zogniskowaną wiązką ultradźwięków o wysokiej częstotliwości (FUS lub HIFU) pod kontrolą rezonansu magnetycznego (MRI) jest nieinwazyjną metodą termoablacji. Integracja FUS i MRI pozwala na precyzyjne zaplanowanie leczenia, określenie lokalizacji, wielkości interesującej nas zmiany oraz kontrole i monitorowanie w czasie rzeczywistym depozycji energii stosowanej w leczeniu bez uszkodzenia struktur sąsiadujących tkanek.

EN

The treatment of a focused high frequency ultrasound beam (FUS or HIFU) under magnetic resonance imaging (MRI) is a non-invasive method of thermoablation. The integration of FUS and MRI allows for precise planning of treatment, determining the location, size of the changes that we are interested in, and real-time monitoring and monitoring of the deposition of energy used in treatment without damaging the structures of neighboring tissues.

12

Metody usuwania trwałych zanieczyszczeń organicznych z osadów dennych

Kida Małgorzata, Ziembowicz Sabina, Koszelnik Piotr

Instal

|

2019

|

nr 6

49--55

PL

Praca zawiera przegląd literatury na temat metod usuwania zanieczyszczeń organicznych z wydobytych osadów dennych. Wśród tych technologii wyróżnia się metody fizyczne, chemiczne, termiczne, biologiczne oraz łączone. Do oczyszczania wydobytych osadów dennych najczęściej stosuje się metody biologiczne. Wymagają one jednak długiego czasu prowadzenia procesu i często toksyczność usuwanych substancji oraz ich ubocznych produktów rozkładu przyczynia się do zahamowania biodegradacji. W tym celu należy poszukiwać nowych, lepszych rozwiązań. W ostatnich latach coraz bardziej popularne są procesy z wykorzystaniem pola ultradźwiękowego oraz odczynnika Fentona, które wpisują się w zasady zielonej chemii. Ponadto metody te można prowadzić w układach łączonych, które zazwyczaj pozwalają na uzyskanie wyższego stopnia degradacji zanieczyszczeń organicznych w porównaniu z procesami pojedynczymi.

EN

The work contains a review of the literature on the methods of removing organic pollutants from dredged bottom sediments. These technologies include physical, chemical, thermal, biological and combined methods. The biological methods are most often used for the treatment of dredged bottom sediments. However, they require a long process time and often the toxicity of the removed substances and their by-products of decomposition contributes to the inhibition of biodegradation. For this purpose, new and better solutions are sought. In recent years, processes using the ultrasonic field and the Fenton reagent, which are part of the principles of green chemistry, are becoming more and more popular. In addition, these methods can be carried out in combined systems, which usually allow a higher degree of degradation of organic contaminants compared to single processes.

13

Porównanie wpływu fal ultradźwiękowych na osad ściekowy pochodzący z komory osadu czynnego i sekwencyjnego reaktora biologicznego

Skarżyński Szymon, Bartkowska Izabela

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2019

|

Nr 8

261--264

PL

Osad ściekowy jest jednym z produktów procesu oczyszczania ścieków. Obok produktu oczekiwanego - ścieków oczyszczonych, osady są produktem ubocznym i niepożądanym, a do tego problematycznym. W celu zminimalizowania kosztów ostatecznego unieszkodliwienia, osad poddaje się różnorodnym procesom powodującym jego odwodnienie, a co za tym idzie znaczne zmniejszenie objętości. Dezintegracja ultradźwiękowa jest procesem opierającym się na zjawisku kawitacji, wywołanej przez zmianę ciśnienia cieczy w rezultacie przejścia fali ultradźwiękowej. Zaletą dezintegracji jest brak powstawania produktów ubocznych, a także stosowania dodatkowych odczynników, wspomagania procesu temperaturą lub ciśnieniem oraz możliwość ingerencji w czasie jego realizacji. W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem fal ultradźwiękowych w kondycjonowaniu osadu ściekowego pochodzącego z dwóch oczyszczalni ścieków. Pierwszy osad pochodzi z komory osadu czynnego, natomiast drugi z sekwencyjnego reaktora biologicznego. Celem badań było ustalenie różnic w efektach działania fal ultradźwiękowych na parametry osadów pochodzących z różnych typów biologicznego oczyszczania ścieków. Parametrami uwzględnionymi w porównaniu były między innymi czas ssania kapilarnego i sucha masa osadu.

EN

Sewage sludge is one of the wastewater treatment process products. In addition to the expected product - treated wastewater, sludge is a byproduct, undesirable and problematic. In order to minimize the costs of final disposal, the sludge under-goes various processes causing its dehydration, and hence a significant reduction in volume. Ultrasonic disintegration is a process based on the phenomenon of cavitation caused by the change of the pressure of the liquid as a result of the ultrasound wave transition. An advantage of disintegration is the lack of formation of byproducts, as well as the use of additional reagents, supporting the process of temperatureor pressure, and the possibility of interference during its implementation. The article presents the results of ultrasonic waves application research in the conditioning of sewage sludge from two sewage treatment plants. The first sludge comes from the active sludge chamber, the second from the sequential biological reactor. The aim of the research was to determine differences in the effects of ultrasonic waves on the parameters of sludge from various types of biological wastewater treatment. The parameters included in the comparison were, for example, the capillary suction time, hydration and the content of organie substances.

14

Study on ultrasound assisted desulfurization of light gas oil using inorganic liquid

Mahmood Luma H., Abid Mohammad F., Mohammed Mohammed I.

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 4

5--19

EN

The feasibility of removing sulfur from real light gas oil using inorganic liquids (NaOH, Ca(OH)2 and HCl) at various concentrations assisted with ultrasonication was investigated in a continuous flow setup. Experimental results showed that at the optimum operating time (40 min), 68% of sulfur was removed under mild conditions using 10 wt. % NaOH. Ultrasonication not only facilitated sulfur removal but also improved gas oil properties by decreasing density and viscosity by 1.40 and 4.42%, respectively, while the cetane number (CN) was increased by 7.0%. Solute selectivity (S) depending on sulfur mole fraction (xS) was correlated using StatPlus 6.7.1.0 software and the following values have been obtained: S = 53.869e–2.552xs, and S = 29.573 – 41.878xs for mixtures of 10% Ca(OH)2 + S-compound + oil, and 10% NaOH + S-compound + oil, respectively. The correlation coefficients (R2) for the above equations were 0.9813 and 0.9611, respectively. An empirical correlation related to sulfur removal as a function of processing time and solvent concentration was found with R2 = 0.956. The results of the present work confirmed the feasibility of employing the hybrid method of ultrasonication with using alkaline liquids for sulfur removal.

15

Disintegration of biological sludge. A comparison between ozone oxidation and ultrasonic pretreatment

Erden Gulbin, Filibeli Ayse

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 3

55--67

EN

The effects of ozone oxidation and ultrasonic pretreatment on anaerobic sludge bio-processing have been studied. Ultrasound (9690 kJ/kg total solids (TS) of specific energy) and ozone (0.1 g O3/kg TS) were applied to sludge samples preceding anaerobic sludge digestion for disintegration purpose. Organic matter reduction and methane production were measured, as well as physicochemical characteristics (pH, alkalinity, and particles size) and dewatering characteristics of sludge during semi-batch anaerobic digestion. For each treatment, 5 days of sludge retention time were applied on mesophilic conditions for 30 days operation period. The highest volatile solids reduction was obtained with ozone oxidation. Moreover, disintegrated sludge with ozone oxidation and ultrasonic pretreatment provided 55% and 49% higher methane production comparing to the raw sludge, respectively. In terms of dewatering characteristics of digested sludge, ultrasonic treatment led to an increase in the sludge’s resistance to dewatering. This negative effect was not observed in ozone oxidation.

16

Otrzymywanie nanocząstek substancji bioaktywnych metodą sonochemiczną w kierunku ich osadzania na powierzchniach biomateriałów polimerowych

Chytrosz P.

Wiadomości Chemiczne

|

2018

|

[Z] 72, 5-6

313--325

EN

Nanomaterials are the latest group of materials which owes its special features thanks to their nanosize. The most characteristic properties include the large surface area, strong chemical reactivity and tendency to agglomerate. Nanomaterials have wide applications in several disciplines, i.e. materials engineering, medicine and food technology. These materials have high potential in biomedical engineering thanks to increased biological activity when compared with the bulk material. Recent advances in nanotechnology are currently mostly focused on improvement of effective synthesis methods. Sonochemical irradiation is an effective technique for the synthesis nanoparticles. This method is widely used for inorganic nanoparticles production in contrast to organic ones, which could open powerful possibilities of creating bioactive, therapeutic or self-cleaning surfaces. In principle, the introduction of a strong acoustic field into an aqueous solution induces acoustic cavitation. The nucleation, growth and collapse of the bubble during acoustic cavitation are graphically shown in Figure 1. When the bubble reaches a certain size it become resonant with ultrasonic radiation and rapidly increase in size. Then, the bubble becomes unstable and violently collapses. The collapse of microbubbles produces extremely high localized pressures and temperatures (hundreds bar and thousands K) which lead to hot spot. Conditions of sonochemistry are rather radical in comparison to other chemical processes. Moreover, the synthesis and simultaneously embedding nanoparticles into polymer surfaces are possible. This paper constitutes a review of the recent literature in sonochemical synthesis of organic, bioactive nanoparticles. The introduction will focus on a short overview of sonochemistry, the next part will present the mechanism of formation nanoparticles using ultrasounds. Also, some advantages of sonochemistry as a tool for nanomaterials fabrication is presented. In the next section some examples of bioactive nanoparticles prepared in sonochemical reaction are listed and advantages of sonochemical synthesis are discussed.

17

Effect of Chitin Modification on the Sorption Efficiency of Reactive Black 5 Dye

Filipkowska U., Jóźwiak T., Bugajska P., Skrodzka A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

616--633

EN

Around 7·10 tons of dyes are produced annually to supply for the needs of the global textile, tanning and paper industry. Due to the low susceptibility of some materials to dyeing process and high solubility of dyes, up to 50% get into sewage, about 15% of which goes to the natural environment. Colored substances are mostly difficult to biodegrade, so decolorization of wastewater using biological methods used on conventional wastewater treatment plants is not effective. One of the most effective, cheap and environmentally friendly methods of removing dyes from wastewater is the adsorption process. However, the practical application of this process encounters a number of limitations, mainly due to the high cost of commercial sorbents and difficulties in their regeneration. Therefore, many studies focus on the search for cheap and effective sorbents. Recently, chitin, which is one of the most widespread biopolymers in nature, is becoming more and more popular among sorbents. According to literature data, the annual global production of chitin by living organisms reaches up to 10¹¹ tons and 120,000-200,000 tons of chitin are obtained in the world from the waste of marine invertebrates processing annually. However, not all kinds of waste from various industry sectors are characterized by a high sorption capacity for dyes. That encourages seeking various methods of modifying potential sorbents to improve this ability. The study investigated the possibility of increasing the adsorption capacity of chitin in relation to the RB5 dye by initial modification of the sorbent. Modifying factors such as ultrasound, microwaves, magnetic field and ozone were used. Due to appropriate modification, the maximum sorption capacity of chitin in relation to the anionic dye Reactive Black 5 has changed. It was found that the effectiveness of the RB5 dye on chitin was influenced by the initial concentration of the solution and the type of modifying agent. Among the tested sorbents, the highest sorption capacity of 38.02 mg/dm³ was obtained for chitin modified with magnetic field at an induction of 15 mT. The efficiency of removing the anionic dye on this sorbent was higher than the maximum sorption capacity of unmodified chitin by 25%. In order to determine the exact effect of the magnetic field on chitin, additional and more detailed studies would have to be carried out. The lowest sorption capacity was obtained for chitin treated with ozone in the amount of 2 g of O₃, where the result of 13.17 mg/dm³ was obtained. Ozonation affected negatively the sorption capacity of chitin by its partial depolymerisation and disruption of bonds, such as hydrogen bonds, responsible for the sorption of impurities in the form of anions.

PL

Na potrzeby światowego przemysłu włókienniczego, garbarskiego i papierniczego wytwarzanych jest rocznie około 7·105 ton barwników. Z powodu niskiej podatności niektórych materiałów na barwienie i wysokiej rozpuszczalności barwników nawet do 50% z nich po procesie barwienia przedostaje się do ścieków, z czego koło 15% trafia do środowiska naturalnego. Substancje barwne w większości są trudno-biodegradowalne, więc dekoloryzacja ścieków za pomocą metod biologicznych stosowanych na konwencjonalnych oczyszczalniach ścieków nie jest skuteczna. Jedną z efektywniejszych, tańszych i przyjaznych dla środowiska metod usuwania barwników ze ścieków jest proces adsorpcji. Pomimo tego jej praktyczne zastosowanie napotyka na szereg ograniczeń, głównie z uwagi na wysoki koszt komercyjnych sorbentów i trudności w ich regeneracji. W związku z tym wiele badań koncentruje się na poszukiwaniu sorbentów tanich a zarazem efektywnych. W ostatnim czasie coraz większym zainteresowaniem wśród sorbentów cieszy się chityna, która jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych biopolimerów w przyrodzie. Według danych literaturowych roczna światowa produkcja chityny przez organizmy żywe osiąga nawet 1011 ton, a z odpadów przetwórstwa bezkręgowców morskich rocznie na świecie pozyskuje się 120 000-200 000 ton chityny. Jednak wszelkiego rodzaju odpady z różnych sektorów przemysłu nie zawsze charakteryzują się wysoką pojemnością sorpcyjną względem barwników. W związku z tym poszukuje się różnych metod modyfikacji potencjalnych sorbentów w celu poprawienia tej zdolności. W pracy zbadano możliwość zwiększenia zdolności adsorpcyjnej chityny względem barwnika RB5 poprzez wstępną modyfikację sorbentu. Jako czynnik modyfikujący chitynę przed sorpcją wykorzystano ultradźwięki, mikrofale, pole magnetyczne i ozonowanie W wyniku odpowiedniej modyfikacji maksymalna pojemność sorpcyjna chityny względem barwnika anionowego Reactive Black 5 uległa zmianie. Stwierdzono, iż na efektywność sorpcji barwnika RB 5 na chitynie miały wpływ początkowe stężenie roztworu oraz rodzaj czynnika modyfikującego. Spośród testowanych sorbentów największą pojemnością sorpcyjną wynoszącą 38,02 mg/ dm3 charakteryzowała się chityna modyfikowana polem magnetycznym o indukcji 15 mT. Efektywność usuwania barwnika anionowego na tym sorbencie była wyższa od maksymalnej pojemności sorpcyjnej chityny niemodyfikowanej o 25%. W celu określenia dokładnego wpływu pola magnetycznego na chitynę, należałoby przeprowadzić dodatkowe i bardziej szczegółowe badania. Natomiast najniższą pojemność sorpcyjną odnotowano dla chityny poddanej działaniu ozonu w ilości 2 g O3, gdzie uzyskano wynik 13,17 mg/ dm3. Ozonowanie negatywnie wpłynęło na zdolność sorpcyjną chityny poprzez jej częściową depolimeryzację oraz rozrywanie wiązań, takich jak wiązania wodorowe, odpowiedzialnych za sorpcję zanieczyszczeń w formie anionów.

18

Wpływ ultradźwięków na cechy jakości żywności

Radzymińska M., Wesołowski A., Siemianowska E.

Przemysł Spożywczy

|

2018

|

T. 72, nr 12

48--52

PL

Współczesny konsument oczekuje produktów zaspokajających jego potrzeby w sposób łatwy i wygodny, ale jednocześnie zdrowych i bezpiecznych. Zwiększająca się liczba nabywców poszukujących produktów łatwych w przygotowaniu wymusza na producentach żywności stosowanie nietypowych, innowacyjnych metod przetwarzania żywności. Technika ultradźwiękowa doskonale wpisuje się w potrzeby zarówno konsumenta, jak i producenta, szczególnie tam, gdzie inne metody okazują się nieskuteczne, nieefektywne, czasochłonne i kosztowne. Ze względu na aspekt bezpieczeństwa i integralności produktu ekologicznego innowacyjna technika ultradźwiękowa może znaleźć zastosowanie również w produkcji i przetworstwie ekologicznym. W artykule przedstawiono wyniki badań podstawowych zrealizowanych na rzecz rolnictwa ekologicznego, dotyczące wpływu ultradźwięków na jakość sensoryczną wyrobów wędliniarskich oraz piekarskich.

EN

Contemporary consumers expect the market to provide them with food products that would meet their demands in an easy and convenient manner, but at the same being healthy and safe. An increasing segment of customers who search for convenient food products enforces producers to use untypical, innovative methods of food processing. The ultrasound technique perfectly inscribes into the needs of both the consumer and the producer, especially when other methods prove insufficient, ineffective, time-consuming, andexpensive. In view of the safety aspect and integrity of a bio-product, the innovative ultrasound technique may also be used in bio-farming and bio-processing. This article presents the results of basic studies accomplished for the benefit of the bio-farming sector and concerning the effect of ultrasounds on the sensory quality of processed meat products and bakery products.

19

Zastosowanie ultradźwięków w procesach przeróbki osadów ściekowych

Hawrylik E.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 5

187--189

PL

Osady ściekowe są nieodłącznym produktem powstającym podczas procesu oczyszczania ścieków i pomimo poszukiwania coraz to lepszych rozwiązań nie udało się opracować bezosadowych procesów oczyszczania, ani technik pozwalających na eliminację osadów ściekowych ze środowiska. Liczne badania naukowe potwierdziły natomiast, że w procesach przeróbki osadów ściekowych z powodzeniem można stosować fale ultradźwiękowe. Artykuł jest przeglądowym zestawieniem najnowszych doniesień naukowych, dotyczących możliwości użytku ultradźwięków w procesach przetwarzania osadów ściekowych. Skupia się przede wszystkim na trzech sposobach ich zastosowania: kondycjonowaniu osadów ściekowych, prowadzącemu do ich odwodnienia, zastosowaniu pola ultradźwiękowego w polepszaniu sanitarnej jakości osadów ściekowych oraz wykorzystaniu osadu poddawanego działaniu ultradźwięków w procesach intensyfikujących fermentację, co skutkuje zwiększeniem produkcji biogazu.

EN

Sewage sludge is an inseparable product created during the wastewater treatment process, and despite searching for better and better solutions, it was not possible to develop baseless purification processes or techniques allowing the elimination of sewage sludge from the environment. Numerous scientific studies have confirmed that ultrasonic waves can be used successfully in sludge treatment processes. The article is a review of the latest scientific reports on the possibility of using ultrasound in sludge Processing processes. It focuses primarily on three methods of their application: conditioning sewage sludge leading to their drainage, the use of ultrasonic field in improving the sanitary quality of sewage sludge and the use of sludge subjected to ultrasound in processes intensifying fermentation, resulting in increased biogas production.

20

The application of ultrasounds in oily wastewater pre-treatment

Łobos-Moysa E.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 1

24--32

EN

The aim of the study was to determine the impact of various methods of oil mixing with wastewater on properties of synthetic municipal wastewater containing edible oil (SMW+0.02% m/v rapeseed oil). The study was carried out in 3L glass, cylindrical reactors to which SMW+0.02% were introduced. Various methods of its mixing with water were applied: mechanical mixing (SMW+0.02%+mixing) and sonication (SMW+0.02%+ultrasounds). The wastewater was sonicated at 35 kHz for 30 min. The constant temperature conditions were maintained during the experiment for each mixing method (15°C, 20°C and 30°C). The analysis of parameters (pH, COD, BOD5 and long chain free fatty acids concentration) of raw wastewater and after 2, 4, 6, 24, 48 and 72 hours of inoculation was performed to determine the effect of mixing method. The most significant changes in wastewater chemical parameters after the introduction of the oil were observed in the case of COD. For SMW+0.02%+ mixing a slow increase in COD within 24 hours of the process was observed. In the case of SMW+0.02%+ultrasounds the increase and the decrease of COD value were observed in reference to the initial value. The changes in acids concentrations observed in reactors with SMW+0.02%+ultrasounds were referred to the ones observed in reactors with SMW+0.02%+mixing but changes were more intense in the first reactor. The use of ultrasounds in pre-treatment of wastewater resulted in the intense appearance of palmitic acid for 6 hours. Regardless of the emulsion formation method (mixing or ultrasounds), the concentration of oleic acid and linoleic acid was reduced. The biggest changes in free fatty acids concentration were observed for palmitic, oleic and linoleic acids after 24 hours.

PL

Celem badań było określenie wpływu sposobu mieszania oleju ze ściekami na właściwości syntetycznych ścieków komunalnych zawierających olej jadalny (SŚK+0,02% w/v oleju rzepakowego). Badania były prowadzone w szklanych reaktorach o objętości 3 litrów, do których wprowadzano ścieki SŚK+0,02%. Zastosowano różne metody mieszania: mechaniczne mieszanie (SŚK+0,02%+mieszanie) oraz dezintegrację ultradźwiękową (SŚK+0,02%+ultradźwięki). Ścieki były poddane dezintegracji ultradźwiękowej z częstotliwością 35 kHz przez 30 minut. Podczas badań utrzymywano stałą temperaturę (15°C, 20°C oraz 30°C). W celu określenia efektywności metody mieszania, ścieki surowe oraz oczyszczone ‒ po 2, 4, 6, 24, 48 i 72 godzinach inkubowania poddano analizie (pH, ChZT, BZT5, zawartości długołańcuchowych kwasów tłuszczowych). Najbardziej istotne zmiany w parametrach ścieków po dodaniu oleju obserwowano dla wskaźnika ChZT. W przypadku ścieków SŚK+0,02%+mieszanie obserwowano powolny wzrost ChZT w ciągu 24 godzin. W przypadku SŚK+0,02%+ultradźwięki stwierdzono wzrost i następnie spadek ChZT. Zmiany stężenia kwasów obserwowane w reaktorach zawierających SŚK+0,02%+ultradźwięki były podobne do zmian w reaktora z SŚK+0,02%+mieszanie, przy czym bardziej intensywne zmiany były w pierwszym przypadku. Zastosowanie dezintegracji ultradźwiękowej do podczyszczania ścieków skutkowało intensywnym pojawieniem się kwasu palmitynowego w pierwszych 6-ciu godzinach. Niezależnie od sposobu mieszania (mechaniczne mieszanie lub dezintegracja ultradźwiękowa) stężenie kwasów oleinowego i linolowego malało. Największe zmiany w stężeniu wolnych kwasów tłuszczowych obserwowano dla kwasów: palmitynowego, oleinowego i linolowego po 24 godzinach.