Tematyka badawcza / profil działalności laboratorium

• (obowiązuje od dnia 01-07-2019) Laboratorium Diagnostyki i Technologii Środowiska umożliwia pomiar, analizę i ocenę istniejących oraz nowo opracowanych procesów technologicznych w skali ułamkowo technicznej. Ze względu na złożoność procesów chemicznych i zagadnień związanych z ochroną środowiska często występuje konieczność prowadzenia badań w miejscu powstawania odpadów lub prowadzenia procesu produkcyjnego. Z tego powodu zaprojektowano i wykonano instalację przewoźną reaktora z wirującymi płynami o szerokich możliwościach procesowych, mogącą pracować w agresywnych środowiskach i podwyższonej temperaturze zarówno fazy ciekłej jak i gazowej. Instalacja posiada budowę modułową i może być rozbudowana i wyposażona w dodatkowe urządzenia do realizacji nowych technologii. Laboratorium Diagnostyki i Technologii Środowiska posiada również stanowiska do analizy procesów chemicznych umożliwiając wnikliwą analizę procesów. Głównym elementem jest kalorymetr reakcyjny czasu rzeczywistego, który pozwala rejestrować i gromadzić dane dotyczące przebiegu reakcji. Umożliwia zastosowanie zarówno reaktorów ciśnieniowych jak i bezciśnieniowych. Reaktor umożliwia 24-godzinną pracę w trybie bezobsługowym. System pracuje w szerokim zakresie temperatur -50°C - 300°C i ciśnień do 60 bar. Akcesoria kompatybilne z reaktorem takie jak czujnik pH, systemy podawania gazu, kontrolery ciśnienia, zestawy destylacyjne, spektroskop FTIR, kamera laserowa do mikroskopii, system pomiaru wielkości i ilości cząstek w czasie rzeczywistym bezpośrednio w mieszaninie reakcyjnej obrazowany przez oprogramowanie komputerowe dokonujące statystyki trendów i rozkładów, dostarczając pełnych danych na temat przebiegu procesu. Oprogramowanie umożliwia sterowanie pracą reaktora wraz z urządzeniami peryferyjnymi, monitorowanie i bieżącą optymalizację parametrów on-line, m.in. szybkość mieszania, chłodzenie, grzanie, dozowanie reagentów itp. Oprogramowanie automatycznie rejestruje zmiany oraz modyfikuje czynności jednostkowe w procedurze. Daje również możliwość pełnej wizualizacji i obróbki danych. Obsługa komputerowa pozwala śledzić przebieg reakcji chemicznej w kontrolowany i bezpieczny sposób. Dzięki pionowemu i poziomemu ułożeniu sieci czujników rejestracja temperatury odbywa się on-line i w czasie rzeczywistym. Bogaty zestaw danych dostarczanych przez system daje pełen przejrzysty obraz procesu, umożliwia wyciagnięcie szczegółowych i pewnych wniosków. Niezależnie od tego, czy zachodzi potrzeba natychmiastowego uzyskania danych na temat zmian cieplnych, szczegółowych informacji na temat przebiegu procesu, uzyskania danych do opracowania modelu kinetycznego czy też tylko potrzeba optymalizacji procesu z zastosowaniem wyposażenia laboratorium Diagnostyki i Technologii Ochrony środowiska pomoże odnaleźć odpowiedź w szybki, skuteczny i efektywny sposób, ograniczając czas i koszty.

Rodzaj badań

• Prowadzone badania
  • opracowanie syntezy związków organicznych i nieorganicznych z pomiarem on-line efektów cieplnych przemian chemicznych i fizycznych w zakresie temperatur od -50C do 300C; • pomiar ciepła właściwego mieszaniny w trakcie prowadzenia procesu; • badanie procesu destylacji z możliwością kontroli różnicy temperatur i ilości destylatu z poziomu oprogramowania; • pomiary termodynamiczne procesów fizyko-chemicznych: kalorymetria przepływowa, kalorymetria czasu rzeczywistego, bezpośredni pomiar ciepła reakcji i ciepła właściwego; • badania procesu krystalizacji, koagulacji, otrzymywania emulsji, kremów kosmetycznych oraz roztworów białek; • monitorowanie i optymalizacja procesów, za pomocą pomiaru zmętnienia i zawartości ciał stałych w cieczach,; np. do kontroli przyrostu biomasy, procesu krystalizacji i filtracji lub też pomiarów zawartości ciał stałych w procesie oczyszczania wody; • analiza wymiarów, kształtu, zmian kształtu cząstek oraz ilości cząstek w zawiesinie w czasie rzeczywistym, np. w procesach krystalizacji; • optymalizacja procesów za pomocą zintegrowania wielu urządzeń pomiarowych (np. kalorymetria + FBRM + IR + systemy dozujące); możliwość zmierzenia zależności przebiegu procesu od warunków prowadzenia poszczególnych etapów procesu w czasie rzeczywistym i ich wpływu na efekt końcowy procesu; • wyznaczanie parametrów reakcji za pomocą skorelowanych danych (kalorymetria, rozkład wielkości cząstek FBRM, widmo IR, potencjał zeta); • opracowanie kontroli przebiegu procesów nowych, tworzenie metod pomiarowych, sterowanie układami dozowania, mieszania; • określenie efektów cieplnych procesów wysokoenergetycznych; • badanie, analiza i opracowanie procesów oczyszczania strumieni gazowych z zanieczyszczeń lotnych, ciekłych i stałych oraz operacji i procesów jednostkowych biegnących na granicy faz gaz-ciecz; • prowadzenie przemian chemicznych z zastosowaniem wysokosprawnych reaktorów SFR w zakresie temperatur od -20°C do 200°C i ciśnień od 0 do 0,2 MPa; • możliwość prowadzenia wybranych badań terenowych;

Informacje szczegółowe

Opiekun:

dr inż. Robert Aranowski

Jednostki powiązane:

• Centrum Zaawansowanych Technologii

Weryfikacja:

Politechnika Gdańska