III Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów Politechniki Łódzkiej

Transkrypt

III Wyjazdowa Sesja
Naukowa Doktorantów
Politechniki Łódzkiej
22 – 24 kwietnia, 2013;
Rogów – Polska
Pod redakcją
mgr inż. Patrycji Baryły
Dział Wydawnictw Naukowo-Dydaktycznych Politechniki Łódzkiej
adres: ul.Wólczańska 223,
90-924 Łódź
tel.:42 631-20-87
tel./fax. 42 684-07-93
e-mail: [email protected]
www.wydawnictwa.p.lodz.pl
III Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów
22 – 24 kwietnia, 2013; Rogów – Polska
SPIS TREŚCI
ADAMCZYK P. ANALIZA POMIARU ZMIANY BARWY PRZEPROWADZONA NA
SPEKTROFOTOMETRZE MACBETH 2020 I URZĄDZENIU DIGIEYE ....................................................... 6
ADRIAN Ł. WYMIANA CIEPŁA W WYMIENNIKU RURKA CIEPŁA Z CZYNNIKIEM ROBOCZYM W
POSTACI CZYNNIKA CHŁODNICZEGO R134A.......................................................................................... 8
ANDRZEJCZAK A. STRUKTURA WĘZŁA W SYSTEMIE BEZPRZEWODOWEGO MONITOROWANIA
ODKSZAŁCENIA MOSTU Z WYKORZYSTANIEM STANDARDU IEEE 802.15.4 ................................... 10
BARYŁA P. ZASTOSOWANIE SZTUCZNYCH SIECI NEURONOWYCH DO MODELOWANIA
PRZEPŁYWU WODY W GRUNCIE UWARSTWIONYM ............................................................................ 12
BĄCZEK N. SYNTEZA I CHARAKTERYSTYKA NOWYCH NOŚNIKÓW KATALIZATORÓW
KOMPLEKSOWYCH OPARTYCH NA ŻYWICY EPOKSYDOWEJ USIECIOWANEJ
POLITIOURETANAMI ................................................................................................................................. 14
BINIENDA M. METODA POŚREDNIA POMIARU TEMPERATURY AZOTOWANIA WIERTEŁ ZE STALI
HS6-5-2 W PLAZMIE WYSOKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI O PIERŚCIENIOWYM CHARAKTERZE
WYŁADOWANIA POPRZEZ OCENĘ MIKROTWARDOŚCI ICH PRZEKROJÓW POPRZECZNYCH. ..... 16
BOROWCZYK J. GENEZA I CHARAKTERYSTYKA ZASAD PROJEKTOWANIA
ARCHITEKTONICZNEGO BUDYNKÓW SZPITALNYCH W POLSCE W LATACH 1945-1989 ............... 18
BUCZYK S. BADANIE PROCESÓW PRZENIKANIA ZWIĄZKÓW WĘGLOWODOROWYCH PRZEZ
WARSTWY ZIARNISTE ............................................................................................................................... 20
CHEŁMICKA M. KONWERSJA BIOMASY DO KWASU LEWULINOWEGO- ZWIĄZKU O WAŻNYM
ZNACZENIU PRZEMYSŁOWYM ................................................................................................................ 22
CZUPRYN K. UTYLIZACJA TLENKU WĘGLA PRZY UŻYCIU FOTOKATALITYCZNEGO
UTLENIANIA................................................................................................................................................ 24
DMOWSKA P. BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MIESZANIN KAUCZUKU CHLOROPRENOWEGO I
UWODORNIONEGO KAUCZUKU BUTADIENOWO-AKRYLONITRYLOWEGO .................................... 26
DOMINIAK J. NUMERICAL ANALYSIS OF THE BULLET IMPACT ON THE HUMAN BODY
PROTECTED BY VEST ................................................................................................................................ 28
GŁĄBAŁA D. BADANIE WPŁYWU METODY DAF NA PRZEBIEG PROCESÓW ROZDZIELANIA SIĘ
FAZ W EMULSJACH .................................................................................................................................... 29
GRYMIN W. MODELOWANIE DEGRADACJI BETONU WYWOŁANEJ REAKCJĄ ALKALIAKRZEMIONKA ............................................................................................................................................. 31
JAKUBOWSKA A. REDUKCJA KWASU STEARYNOWEGO PRZY UŻYCIU WYBRANYCH UKŁADÓW
MONO- I BIMETALICZNYCH ..................................................................................................................... 33
KACZMAREK A. KOMPLEKSY MANGANU Z BIOLIGANDAMI O POTENCJALNYM ZASTOSOWANIU
FARMAKOLOGICZNYM ............................................................................................................................. 35
KACZOROWSKI P. KATALIZATORY CU/CR2O3:AL2O3 WYKORZYSTYWANE W SYNTEZIE
METANOLU ORAZ KONWERSJI TLENKU WĘGLA PARĄ WODNĄ....................................................... 37
KAŹMIERCZAK T. PROSZKI WĘGLOWE CVD – MOŻLIWOŚCI MECHANICZNEJ MODYFIKACJI ...... 39
KĘPCZAK N.HYBRYDOWE POŁĄCZENIE ODLEWÓW ŻELIWNYCH I MINERALNYCH NA ŁOŻA
OBRABIAREK .............................................................................................................................................. 41
KILIAŃCZYK R. WYSTĘPOWANIE ICC W UKŁADZIE ROZRODCZYM LOCHY .................................... 43
KOMOROWSKI J. ZAŁOŻENIA TEORETYCZNE RAFINACJI KRZEMU METALURGICZNEGO W
METODZIE ODWRÓCENIA KIERUNKU PRZEMIESZCZANIA SIĘ PŁASKIEGO FRONTU
KRYSTALIZACJI W WARSTWIE POD OBNIŻONYM CIŚNIENIEM. ....................................................... 45
KOŹNIEWSKI B. BIOKATALITYCZNY ROZDZIAŁ ENANCJOMERÓW Α-IZOPROPYLOSERYNY ....... 47
3
KRASIŃSKI M. KALIBRACJA MODELU KONSTYTUTYWNEGO DLA GRUTNÓW
GRUBOZIARNISTYCH ZA POMOCĄ BADANIA EDOMETRYCZNEGO ................................................. 49
KRAWCZYK J. ANALIZA I MODYFIKACJA TECHNOLOGII TŁOCZENIA UTWIERDZENIA POD
ŁOŻYSKO ..................................................................................................................................................... 51
KUCHARSKI D. PRZYCZEPNOŚĆ POWŁOKI HYBRYDOWEJ TIO2+HAP NA STOPIE TYTANU
TI6AL7NB WYTWARZANEJ METODĄ ZOL ŻEL...................................................................................... 53
KUŚMIERCZAK J. ZASTOSOWANIE POMIARU RESPIROMETRYCZNEGO DO OCENY
TOKSYCZNOŚCI WYBRANYCH LEKÓW DLA OSADU CZYNEGO KONWENCJONALNEGO
I GRANULOWANEGO ................................................................................................................................. 55
KUYDOWICZ J. DEGRADACJA POJĘCIA LOFTU NA PRZYKŁADZIE WSPÓŁCZESNYCH POLSKICH
REALIZACJI ................................................................................................................................................. 57
LAZAREK J. METODY WYKRYWANIA OBIEKTÓW NA OBRAZACH .................................................... 59
MUSIAŁ A. OPTYCZNE ROZPOZNAWANIEZNAKÓW Z UŻYCIEM TECHNIK
SZTUCZNEJINTELIGENCJI......................................................................................................................... 61
MUSIAŁ A. OPTYMALIZACJA NIEDESTRUKTYWNEGO BADANIA USZKODZEŃ Z UŻYCIEM METOD
SOFT COMPUTINGU ................................................................................................................................... 63
NADAJCZYK J. WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE I KATALITYCZNE DITLENKU TYTANU PO
AKTYWOWANIU W H2 I O2 ........................................................................................................................ 65
NOLBRZAK P. NISKOTARCIOWE NANOKOMPOZYTOWE POWLOKI NA BAZIE MOS2 ORAZ
AMORFICZNEGO WĘGLA .......................................................................................................................... 67
NOSAL A. POWŁOKI TIO2 NA TKANINACH BAWEŁNIANYCH NAKŁADANIE METODĄ
PLAZMOCHEMICZNA ................................................................................................................................. 69
OLEŚKO K. SKROBIA I DWUTLENEK TYTANU JAKO WYPEŁNIACZE DLA POLIMERÓW ................ 71
OSIEWAŁA L. JEDNOELEKTRONOWE UTLENIANIE SOLI SODOWEJ KWASU PKUMENOSULFONOWEGO W ŚRODOWISKU WODNYM ........................................................................ 73
OWCZAREK S. WPŁYW PROCESU WYGRZEWANIA NA WŁAŚCIWOŚCI DOMIESZKOWANYCH
ŻELAZEM POWŁOK TIO2. .......................................................................................................................... 75
PAWLAK J. KOMPLEKSY MIEDZI(II) Z DEOKSYADENOZYNĄ MODYFIKOWANĄ HISTYDYNĄ
ORAZ ICH WŁAŚCIWOŚCI NUKLEOLITYCZNE ...................................................................................... 77
PAWŁOWSKA P. AKTYWNOŚĆ ANTYOKSYDACYJNA PIW OWSIANYCH ........................................... 79
PAWŁOWSKA P. WPŁYW KULTUR STARTEROWYCH BAKTERII KWASU MLEKOWEGO,
DODAWANYCH NA ETAPIE SŁODOWANIA, NA JAKOŚC PIW OWSIANYCH ..................................... 81
PEREK A. WPŁYW STĘŻENIA CHLORKÓW NA REAKCJĘ FOTOELEKTROCHEMICZNEGO
UNIESZKODLIWIANIA BENZYLIDENOACETONU (BDA) ...................................................................... 83
PIERSA P. POLIGENERACYJNY UKŁAD ZASILANY MIKROSIŁOWNIĄ BIOMASOWĄ ZGODNY Z
IDEAMI ZRÓWNOWAŻONEGO BUDOWNICTWA, GENERACJI ROZPROSZONEJ I SMART GRIDS... 85
PIETRUSZKA M. PREPARATY SUSZONYCH DROŻDŻY GORZELNICZYCH, A JAKOŚĆ ŻYTNICH
DESTYLATÓW ROLNICZYCH ................................................................................................................... 87
PRUS L. KINO JAKO NOWY OBIEKT UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ W ŁODZI W LATACH 1896-1939
....................................................................................................................................................................... 89
RAMIĘGA T. WYTWARZANIE PREPARATU ENZYMATYCZNEGO UŻYTECZNEGO DO
OTRZYMYWANIA NANOCELULOZY ....................................................................................................... 91
ROSIK R. ZASTOSOWANIE NOWEGO MEDIUM CHŁODZĄCEGO W METODZIE MQL I WPŁYW JEGO
NA WARTWĘ WIERZCHNIĄ PODCZAS PROCESU SZLIFOWANIA STOPU TYTANU .......................... 93
SKWIERCZYŃSKI P. WPŁYW GRUP HYDROKSYLOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE
WARSTW HYDROKSYAPATYTOWYCH................................................................................................... 95
4
STRÓZIK T. ZASTOSOWANIE WYBRANYCH METOD SPEKTROSKOPOWYCH W BADANIU
ODDZIAŁYWANIA PORFIRYNA-BIAŁKO ................................................................................................ 97
SZUFA S. TORYFIKACJA BIOMASY POCHODZĄCEJ Z UPRAW CELOWYCH NA POTRZEBY
ENERGETYKI ZAWODOWEJ...................................................................................................................... 99
ŚWIERCZYŃSKI J. SPRĘŻONE SCHŁODZONE POWIETRZE WYKORZYSTYWANE JAKO PŁYN
CHŁODZĄCY STREFY SZLIFOWANIA.................................................................................................... 101
TORZEWICZ T. TRANSMISJA DANYCH PRZEZ LINIE ZASILAJĄCE –BADANIA NIEZAWODNOŚCI I
ZGODNOŚCI Z NORMAMI KOMPATYBILNOŚCI ELEKTRO-MAGNETYCZNEJ ................................. 103
WĄCHAŁA R. OTRZYMYWANIE NANOSTRUKTUR CELULOZY Z BIOMASY ROŚLINNEJ ............... 105
ZBUDNIEWEK K. FOTOKATALITYCZNY ROZKŁAD KETONU METYLOWO-ETYLOWEGO W FAZIE
GAZOWEJ ................................................................................................................................................... 107
ZBUDNIEWEK K. FOTOKATALITYCZNE UTLENIANIE H2S Z ZASTOSOWANIEM ANALIZY GC/PFPD
..................................................................................................................................................................... 109
5
ANALIZA POMIARU ZMIANY BARWY PRZEPROWADZONA NA
SPEKTROFOTOMETRZE MACBETH 2020 I URZĄDZENIU DIGIEYE
Doktorant: Paulina Adamczyk*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Iwona Frydrych,
dr inż. Agnieszka Cichocka
* Instytut Architektury Tekstyliów
Wydział Technologii Materiałowych i Wzornictwa Tekstyliów
Politechnika Łódzka
Streszczenie:
Celem pracy było znalezienie zależności pomiędzy wynikami uzyskanymi na dwóch
urządzeniach: Macbeth 2020 oraz DigiEye. Badanie przeprowadzono na trzech różniących się
strukturą materiałach tekstylnych.
Spektrofotometr Macbeth 2020 jest powszechnie używany do pomiaru zmiany barwy
materiałów włókienniczych. Urządzenie posiada okienko o wymiarach jednego cala. Przyrząd
posiada tzw. kulę Ulbricht’a. wnętrze kuli pokrywa biała warstwa o parametrach zbliżonych do
bieli idealnej. Do pomiaru zmiany barwy wykorzystywana jest geometria d/8°. W pierwszej
kolejności światło rozprzestrzenian się wewnątrz kuli, następnie oświetlana jest cała próbka.
Detektor zbiera odbite światło od badanej powierzchni. Podczas badań próbka oświetlona jest
na całej powierzchni.
Najnowszą technologią wykorzystywaną do pomiaru zmiany barwy jest urządzenie
DigiEye. Przyrząd stanowi komputerowo sterowany aparat fotograficzny, który pozwala na
dokładne mierzenie koloru. Pomiar możliwy jest poprzez uzyskanie współczynnika odbicia
światła lub kolorymetrycznych danych uzyskanych z bardzo małych nieregularnych i
zakrzywionych powierzchni. Podczas badań próbka umieszczona jest w oświetlonej szafce.
Źródło światła stanowią specjalnie opracowane jarzeniówki, działające na zasadzie połączenia
światła fluoroscencyjnego oraz ilkuminantu D65. Do pomiaru wykorzystywany jest aparat
fotograficzny, którego oprogramowanie jest kompatybilne z oprogramowaniem DigiEye. Ocena
badanej powierzchni odbywa się poprzez chromatyczna adaptację, czyli zdolność mózgu do
postrzegania barwy w zależności od oświetlenia.
6
ANALYSIS OF COLOR CHANGES CARRIED ON SPECTROPHOTOMETER
MACBETH 20202 & DIGIEYE DEVICES
PhD Student: Paulina Adamczyk*
Supervisor: prof. Iwona Frydrych Ph.D. D.Sc. Eng.
ph.D. Eng. Agnieszka Cichocka
*Institute of Architecture of Textiles
The Faculty of Material Technologies and Textile Design
Technical University of Lodz, Poland
Abstract:
The aim of this paper was to find the relationships between values measured by two
devices: Macbeth 2020 & DigiEye. To achieve this purpose three different textile material were
tested.
Spectrophotometer Macbeth 2020 is usually used for the color measurement in textile
technologies. This device has a window with a length of one inch. Spectrophotometer Macbeth
2020 is equipped with a so-called Ulbricht sphere. The sphere is covered by the white layer with
parameters similar to the ideal white. In this measurement method the geometry d/8° is used.
First of all the light is spread inside the sphere and then diffused on the sample. The detector
collected the reflected light from the tested surface. During the measurement the sample is
illuminated over the entire surface [1, 2, 3].
The latest device to examine color changes is DigiEye device. This is a computer
controlled digital camera, which allows for accurately measuring the color, by obtaining the
reflection coefficient of light or colorimetric data obtained on very small irregular and curved
surfaces. In this method of measurement the tested sample is placed in the illuminated cabinet.
The light sources are specially prepared combination of fluorescent illuminant D65. The
measurement is carried out using a digital camera compatible with the device software digieye.
Evaluation of the test surface is done by a chromatic adaptation, which is the brain's ability to
perceive color depending on the light [1, 4].
[1] Adamczyk P., Rutowicz J., Frydrych I.: Comparative analysis of results obtained from
devices: Macbeth & Digieye, 19th International Conference Strutex, Structure and
Structural Mechanics of Textiles, December 3rd – 4th 2012, Liberec, Czech Republic.
[2] Mielicki J.: Overview information about color; Foundation for Development of Polish
Colors, Lodz 1997, str. 140-147.
[3] Felhorski W., Stanioch W., Kolorymetria trójchromatyczna, Scientific and Technical
Publishing, 1973, str. 174-175.
[4] DigiEye User GuideVersion 2.51 (rev a), VeriVide Ltd., August 2010.
7
WYMIANA CIEPŁA W WYMIENNIKU RURKA CIEPŁA Z CZYNNIKIEM
ROBOCZYM W POSTACI CZYNNIKA CHŁODNICZEGO R134A
Doktorant: Łukasz Adrian*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Andrzej Gorczakowski prof. PŁ
*Zakład Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Instytut Maszyn Przepływowych
Wydział Mechaniczny
Streszczenie:
W pracy przedstawiono wyniki badań nad wymiennikiem ciepła typu rurka ciepła dla
różnych tempera-tur. Wyniki badań pokazują efekty przemian fazowych dla cieczy roboczej w
postaci czynnika chłodni-czego R134a, oraz wpływu jej ilości na pracę i wydajność rurki ciepła.
Jednym z głównych celów badań jest analiza i ocena efektywności rurek ciepła dla różnych
ilości płynu roboczego w różnych temperatu-rach zarówno w sekcji parownikowej (dostarczanie
ciepła) jak i w sekcji skraplacza (odbiór ciepła). W pracy przedstawiono wyniki badań nad
rzeczywistym wymiennikiem ciepła typu rurka ciepła wykona-nym z miedzi o długości 1769
mm, średnicy 18mm i grubości ścianki 1mm. Realizacja badań polegała na umieszczeniu rurki
ciepła w wymienniku ciepła typu rura w rurze w celu dostarczenia i odbioru ciepła do i z rurki
ciepła. Wcześniejsze badania na rurce ciepła z próżnią i powietrzem wewnątrz, poka-zały, że
istnieje znikomy strumień ciepła przewodzony przez ściany rurki ciepła wzdłuż jej osi. Podczas
wypełniania rurki 50 g płynu R-134A (to jest około 10% pojemności) następuje znaczny wzrost
stru-mienia ciepła odbieranego i oddawanego przez rurkę ciepła. Wyniki pomiarów dla próżni,
powietrza i dla różnych ilości czynnika chłodniczego R134a są przedstawione w tej pracy.
8
HEAT TRANSFER IN HEAT EXCHANGER TYPE HEAT PIPE WITH THE R134A
REFRIGERANT AS THE WORKING FLUID
PhD Student: Łukasz Adrian*
Supervisor: dr hab. inż. Andrzej Gorczakowski prof. PŁ
* Institute of Turbomachinery
Department of Heat Technology and Refrigeration
The Faculty of Mechanical
Abstract:
The paper presents the results of a study of heat pipe heat exchanger for different
temperatures. The study results present the effects of phase transitions for the R134a coolant
used as the working fluid and its effect on the operation and efficiency of a heat pipe. One of the
main aims of the study was to analyse and evaluate the effectiveness of heat pipes for different
amounts of working fluid at different temperatures, both in the evaporating (heat supply) and in
the condensing (heat reception) section. The paper presents the results of a study of a real heat
pipe made of copper, with the length of 1769 mm, diameter of 18 mm and the wall thickness of
1 mm. The experiment involved putting a heat pipe into a "pipe-in-pipe" heat exchanger in order
to supply heat to and receive it from the heat pipe. Earlier studies of heat pipes with vacuum and
air inside have shown that there is a small heat stream conducted through the pipe walls along
its axis. When the pipe is being filled with 50 g of R-134A fluid (i.e. ca. 10% of its capacity),
the stream of heat, both received and emitted by the pipe, increases considerably. The
measurement results for vacuum, air and for different amounts of the R134a cooling agent are
presented in this paper.
9
STRUKTURA WĘZŁA W SYSTEMIE BEZPRZEWODOWEGO
MONITOROWANIA ODKSZAŁCENIA MOSTU Z WYKORZYSTANIEM
STANDARDU IEEE 802.15.4
Doktorant: Artur Andrzejczak*
Opiekun naukowy:prof. dr hab. inż. Andrzej Napieralski
* Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych
Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki
e-mail:[email protected]
Streszczenie:
W ramach polsko-szwajcarskiego projektu TULCOEMPA powstaje bezprzewodowy
system monitorowania odkształceń obiektów budowlanych. Umożliwi on ocenę skuteczności
badanej technologii wzmocnienia mostu przy użyciu bezkotwowego systemu naprężonych
kompozytów węglowych. Rozproszone na obiekcie węzły pomiarowe będą tworzyć sieć
sensoryczną odpowiedzialną za akwizycję wartości odkształcenia poszczególnych elementów,
przetworzenie jej oraz oraz przekazanie wyniku do koordynatora sieci. Zebrane ze wszystkich
węzłów pomiarowych informacje zostaną wysyłane poprzez publiczną sieć telekomunikacyjną
na zdalny serwer. W związku z wymaganiami stawianymi przez projekt, węzły sieci będą
przeprowadzać dwa typu pomiaru – o niskiej oraz wysokiej częstotliwości. Ten drugi
aktywowany będzie zewnętrznym zdarzeniem. Dynamiczny pomiar odkształcenia wymaga
próbkowania z zarówno wysoką częstotliwością jak i rozdzielczością. Niezbędne jest
opracowanie protokołu pozwalającego na wymianę dużej liczby pakietów próbek, zachowując
funkcjonalność topologii kratowej oraz możliwie niewielki pobór energii. W tym celu
zaproponowana została architektura węzła pomiarowego rozdzielająca część pomiarową od
komunikacyjnej, co pozwala na wyłączanie niewykorzystywanych w danym momencie
elementów systemu. Ponadto, oddzielny mikrokontroler umożliwia szeroki zakres modyfikacji
pracującego na nim systemu operacyjnego (Contiki lub TinyOS) oraz protokołu bez wpływu na
algorytmy związane z akwizycją oraz lokalnym przetwarzaniem danych. Zasilanie części
komunikacyjnej bezpośrednio z baterii redukuje straty energii związanej z wykorzystaniem
dodatkowej przetwornicy. Umożliwi to urządzeniu ciągły nasłuch w celu odebrania komendy
aktywującej pomiar dynamiczny Lokalne przetwarzanie danych oraz ich kompresja dodatkowo
pozwolą zmniejszyć ilość przesyłanychinformacji w sieci. W interfejsie komunikacyjnym
warstwy PHY oraz MAC modelu OSI będą się opierać na standardzie IEEE 802.15.4.Wyższe
warstwy, uwzględniające np. Routing, zostaną opracowane z uwzględnieniem potrzeb projektu.
10
NODE STRUCTURE IN WIRELESS BRIDGE STRAIN MONITORING SYSTEM
WITH THE USE OF IEEE 802.15.4 STANDARD
PhD Student: Artur Andrzejczak*
Supervisor: prof. dr hab. inż. AndrzejNapieralski
*Department of Microelectronics and Computer Science
The Faculty of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering
Abstract:
Within the TULCOEMPA project, a wireless bridge strain monitoring system is being
designed. It will enable efficiency assessment of bridge strengthening technology, which bases
onunanchored prestressed carbon fibre reinforced polymer laminates. Measurement nodes,
deployed on the object, will create wireless sensor network. Their goal will be to acquire strain
values from individual elements, process and transmit them to the network coordinator.
Information collected from whole sensor network deployed on the object, will be uploaded
through public telecommunication network to a remote database. Due to the TULCOEMPA
projects requirements, wireless sensor nodes will be conducting two types of measurements –
low and high frequency. The latter one, called dynamic, mode will be triggered by an external
event. The high frequency measurement requires high speed and high resolution sampling.
Therefore, it is necessary to develop communication protocol, which enables immense exchange
of data packets containing acquired samples. Nevertheless, support for mesh routing and low
energy consumption should be retained. Hence, new architecture of measurement node has been
proposed. Communication and measurement parts are separated, giving possibility of disabling
system components, that areunused at the moment. Moreover, a separate microcontroller
facilitates changes in functionality of operating system (Contiki or TinyOS) and communication
protocol in the wide range, while sustaining no impact on algorithms concerning strain data
acquisition and processing (for instance, envelope calculation or compression).The
communication part of the device will supplied directly from the node’s battery. Omission of
DC-DC power converter will result with less energy consumption, when the device is listening
for dynamic measurement command. Local data processing and compression will decrease
amount of data exchanged in the network. The communication interface will be using IEEE
802.15.4 PHY and MAC layers of the OSI model. Higher layers with support, such as routing,
will be developed complying with the project’s requirements.
11
ZASTOSOWANIE SZTUCZNYCH SIECI NEURONOWYCH DO MODELOWANIA
PRZEPŁYWU WODY W GRUNCIE UWARSTWIONYM
Doktorant: Patrycja Baryła*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Marek Lefik prof. PŁ
* Katedra Geotechniki i Budowli Inzynierskich
Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska
Streszczenie:
Wykorzystanie narzędzi numerycznych do modelowania zjawisk zachodzących w gruntach
pozwala m.in. na optymalizację budowy stanowisk badawczych „in situ“. Programy
komputerowe oparte na sieciach neuronowych
skalibrowanych poprzez wyniki badań
laboratoryjnych i polowych mogą być użytecznym narzędziem dla inżynierów i badaczy
naukowych.
Do treningu sieci opisanej w niniejszym opracowaniu użyto wyników badania
numerycznego
opierającego
się
na
metodzie
różnic
skończonych.
Modelowanie
przeprowadzono dla przepływu dwuwymiarowego ustalonego. Stosunek poszczególnych
spadków hydraulicznych rozwiązany był z zastosowanie rozwinięcia szeregu Tylora. Rozkład
spadków hydraulicznych spełnia równania Laplace'a. Modelowany jest przepływ w gruncie
uwarstwionym o czterech wartwach różniących się współczynnikiem przepuszczalności k. Na
wejściu sieć otrzymuje wyniki pomiarów z ośmiu piezometrów (po dwa piezometry w każdej
warstwie), na wyjściu - podaje współczynnik k dla poszczególnych wartsw.
Sieć trenowana była dla różnych warunków zszycia pomiędzy warstwami oraz dla różnych
układów piezometrów. Uzyskano zadowalające wyniki treningu sieci – dla wszystkich
przypadków uzyskano korelację >0,9 a błąd RMS error<0,1.
12
THE APPLICATION OF ANN FOR MODELING THE GROUNDWATER FLOW IN
LAYERED SUBSOIL
PhD Student: Patrycja Baryła*
Supervisor: dr hab inż. Marek Lefik prof. PŁ
*Department of Geotechnics and Engineering Structures
The Faculty of Civil Engineering
e-mail : [email protected]
Abstract:
The use of numerical tools for modeling phenomena that occur in the ground allows i.a. to
optimize the construction of "in situ" test stands. Computer programs based on neural networks
previous calibrated by the results of laboratory and field tests can be an useful tool for
engineers and researchers.
Neural network described in this study was trained with the use of results of numerical
experiment based on the finite difference method. Two-dimensional steady flow in the subsoil
consisting of four layer was modeled. Each layer has a diferent permeability coefficient. For two
-dimensional and steady state seepage, the hydraulic head distribution obeys Laplace’s equation.
Relations among the heads in each layer was written using Taylor’s expansion. Hydraulic head
level taken from eight piezometers (two in each layer) were the input for the ANN. The output
were permeability coefficients for each subsoil layer.
The neurtral network was trained for various stitching conditions between the layers and for
different layouts of piezometers. In each case the training results was satisfactory. The
orrelation index was above 0,9, the RMS error - below 0.1.
13
SYNTEZA I CHARAKTERYSTYKA NOWYCH NOŚNIKÓW KATALIZATORÓW
KOMPLEKSOWYCH OPARTYCH NA ŻYWICY EPOKSYDOWEJ
USIECIOWANEJ POLITIOURETANAMI
Doktorant: Natalia Bączek*
Opiekun naukowy:dr hab. inż. Krzysztof Strzelec
* Instytut Technologii Polimerów i Barwników
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Otrzymano nowe nośniki katalizatorów kompleksowych, opartych na żywicy epoksydowej
Epidian- 5, usieciowanej politiouretanowymi utwardzaczami. Politiouretany, zawierające
w swojej struktrze ugrupowania –NH-CO-S są słabo zbadaną grupą polimerów, porównując do
ich tlenowych analogów, poliuretaów. Siarka w strukturze polimerów odpowiada za
zwiększenie współczynnika załamania światła i zwiększenie elastyczności. Związki siarki,
wprowadzonej jako napełniacze do polimerów termoplastycznych i termoutwardzalnych,
powodują wzrost krystaliczności materiału. Obecnie, synteza politiouretanów nie jest popularna
i związki te mają małe znaczenie przemysłowe.
Przedstawiono i scharakteryzowano oligomery politiouretanowe, otrzymane w wyniku
reakcji wielofunkcyjnych merkaptanów z diizocyjanianem heksametylenu. Badane oligomery
wykorzystano do usieciowania żywicy epoksydowej. Przygotowane politiouretany tworzyły
homogeniczną mieszaninę z żywicą.
Zaprezentowano wyniki wstępnych badań nad zastosowaniem utwardzonej w ten sposób
żywicy epoksydowej jako nośnika dla komplesku metalu PdCl2(PhCN)2. Wybór nośnika,
posiadającego określoną strukturę, pozwoli na kontrolę dystrybucji centrów aktywnych.
Aktywność katalityczna przygotowanych układów została zbadana w reakcji Hecka oraz reakcji
uwodonienia aldehydu cynamonowego.
14
PREPARATION OF EPOXY RESIN CURED WITH POLYTHIOURETHANE
HARDENERS AS NOVEL SUPPORTS FOR METAL COMPLEX CATALYSTS
PhD Student: Natalia Bączek*
Supervisor: Krzysztof Strzelec
*Institute of Polymer and Dye Technology
The Faculty of Chemistry
Abstract:
Some efficient polymer-supported palladium catalysts have been synthesized. The novel
application of epoxy resin Epidian 5 cured with polythiourethane as support for palladium
complex catalyst is reported.
Despite of the great industrial importance and common use of the polyurethanes, their sulfur
analogs – polythiourethanes (polythiocarbamates) containing -NH-CO-S- moieties are relatively
poorly investigated group of polymers. In this work, we report the preparation and
characteristics of mercaptan terminated polythiourethane oligomers synthesized through the
reaction of multifunctional thiols and hexamethylene diisocyanate and their application as
crosslinking agents for epoxy resins. Prepared polythiourethane hardeners give a perfectly
homogeneous system with epoxy resin and have good storage stability in the presence of other
coreactants like diamines. Polythiourethane-cured epoxy resins were characterized by excellent
physicomechanical properties, thermal and chemical resistance. These features together with the
presence of functional groups containing O, N, S donor atoms capable of coordinating to
different metal ions, make them very interesting supports for the immobilization of transition
metal-complex catalysts. We additionally presents, the results of our preliminary works
addressed to the possibility of using polythiourethane-cured epoxides as carriers for palladium
complex PdCl2(PhCN)2. The methods for preparation of the palladium catalysts supported on
this new type of polymeric support and the catalytic properties of obtained catalytic systems in
the model Heck and hydrogenation reactions are presented.
15
METODA POŚREDNIA POMIARU TEMPERATURY AZOTOWANIA WIERTEŁ
ZE STALI HS6-5-2 W PLAZMIE WYSOKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI O
PIERŚCIENIOWYM CHARAKTERZE WYŁADOWANIA POPRZEZ OCENĘ
MIKROTWARDOŚCI ICH PRZEKROJÓW POPRZECZNYCH.
Doktorant: Marek Binienda
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Zdzisław Haś
Instytut Inżynierii Materiałowej
Streszczenie:
Istotnym parametrem azotowania jest temperatura w jakiej przebiega proces. W przypadku
klasycznej obróbki cieplno chemicznej pomiar temperatury azotowanych przedmiotów nie
nastręcza żadnych trudności i może być przeprowadzony poprzez użycie powszechnie
stosowanych
w
przemyśle
termoelementów.
Jednakże
w
obecności
silnego
pola
elektromagnetycznego zastosowanie nieekranowanego termoelementu powoduje, że w
przewodach doprowadzających indukują się prądy zakłócające, które są przyczyną błędnych
wskazań aparatury pomiarowej oraz mogą doprowadzić do jej uszkodzenia. W wyniku
przeprowadzenia badań wstępnych wykluczono również możliwość użycia termoelementu w
stalowym płaszczu ekranującym, którego obecność w obszarze plazmy zaburza pierścieniowy
charakter wyładowania.
Kolejnym problemem występującym przy pomiarze temperatury elementów rozgrzewanych
indukcyjnie jest nierównomierny rozkład temperatury w ich wnętrzu. Z uwagi na zjawisko
naskórkowości, objętościowa gęstość mocy cieplnej maleje eksponencjalnie od powierzchni do
wnętrza ciała. Na skutek tego, także metoda bezkontaktowego pomiaru temperatury z
wykorzystaniem pirometrów- umożliwiających wyłącznie odczyt z powierzchni obrabianych
przedmiotów- nie daje spodziewanych wyników.
Właściwym
rozwiązaniem wydaje się zastosowanie metody pośredniej pomiaru
temperatury, polegające na porównaniu mikrotwardości przekrojów poprzecznych wierteł z
wartościami odniesienia uzyskanymi w wyniku badania mikrotwardości przekrojów
poprzecznych prętów walcowych ze stali HS6-5-2 poddanych uprzednio obróbce cieplnej w
warunkach umożliwiających pomiar temperatury termoelementem. Przeprowadzenie serii badań
wstępnych pozwala na dobór parametrów procesu pozwalających na uzyskanie naazotowanej
warstwy wierzchniej
wierteł krętych o twardości 1200HV przy zachowaniu pierwotnej
udarności rdzenia.
16
INDIRECT METHOD OF TEMPERATURE MEASUREMENT OF HS6-5-2 HIGHSPEED STEEL TWIST DRILLS IN A HIGH-FREQUENCY PLASMA OF AN
ANNULAR DISCHARGE BY EVALUATING CROSS-SECTIONAL HARDNESS.
PhD Student: Marek Binienda
Supervisor: Prof. Zdzisław Haś
* Institute of Materials Science and Engineering
Faculty of Mechanical Engineering,
Abstract:
One of the most important parameter of the nitriding is the temperature at which the process
proceeds. In case of classical nitriding methods the temperature measurement of objects does
not cause any problems and can be carried out by utilizing thermocouples widely used in
industry. However, using a non-shielded thermocouple in the presence of strong magnetic fields
causes, that interfering currents are induced, which causes in turn incorrect indications of the
measuring apparatus and may eventually damage them. As a result of preliminary tests the
possibility of using a thermocouple in steel wall shield was also eliminated. Presence the
grounded metal in the plasma ring disturbs the nature of the discharge.
Another challenge with thermometry in electromagnetic heating is nonuniform distribution
of the temperature inside treatment objects. Due to the skin effect, bulk density decreases
exponentially from the surface to the interior of the object. As a result, the non-contact
measurement by using a pyrometer- providing the surface temperature reading only – doesn’t
yield expected results.
It seems to be appropriate to apply a method of indirect measurement of temperature, by
comparing cross-sectional microhardness of drills with reference values obtained as a result of
cross-sectional microhardness examination of cylindrical HS6-5-2 steel rods which have been
treated under conditions which permit temperature measurement by thermocouple. A series of
preliminary tests allowed to set appropriate process parameters allowing to obtain a nitrided
surface hardness equal 1200HV with the original impact strength of the drill’s core.
17
GENEZA I CHARAKTERYSTYKA ZASAD PROJEKTOWANIA
ARCHITEKTONICZNEGO BUDYNKÓW SZPITALNYCH W POLSCE W LATACH
1945-1989
Doktorant: Joanna Borowczyk
Opiekun naukowy: prof. nadzw. dr hab. inż. arch. Joanna Olenderek
Instytut Architektury i Urbanistyki
Streszczenie:
Udział w konferencji służyć ma przedstawieniu istotnego fragmentu przeprowadzanych
badań naukowych na temat kształtowania środowiska pacjenta w obiektach służby zdrowia,
będących częścią rozprawy doktorskiej pod wstępnym tytułem: „Problematyka projektowania
środowiska pacjenta w łódzkich obiektach służby zdrowia z lat 1945-1989, na podstawie idei i
doświadczeń z zakresu typowych rozwiązań projektowych krajowych i zagranicznych nurtów
twórczych modernizmu, funkcjonalizmu i neomodernizmu oraz własnej praktyki zawodowej.”
Prezentacja oparta jest na twierdzeniu, że procesy związane z projektowaniem obiektów
lecznictwa w Polsce po drugiej wojnie światowej doprowadziły do powstania bazy szpitalnej
opracowanej na modelu biomedycznym, bazującym niemal wyłącznie na wiedzy z zakresu
technologii medycznych, odrzucającym holistyczno – jednostkową koncepcję terapii pacjenta.
Zgodnie z powyższym założeniem szpitalowi nadano cechy „nie-miejsca”, wedle definicji
francuskiego antropologa Marc’a Auge, zawartej w publikacji „Nie-miejsca. Wprowadzenie do
antropologii hipernowoczesności” (Warszawa: PWN, 2010). Źródłem materiałów do badań
cech architektonicznych szpitali są przede wszystkim własna praktyka projektowa oraz liczne
publikacje o charakterze historycznym i teoretycznym.
Prowadzone badania ustalają genezę procesów tworzenia budynków szpitalnych,
projektowanych i budowanych w latach powojennych. Przeprowadzone analizy formułują
znamienne cechy obiektów medycznych z zakresu form architektonicznych i rozwiązań
funkcjonalnych. Uzyskane wyniki badań naukowych służyć mają w późniejszym etapie
określeniu obecnych możliwości projektowych, zgodnych z zasadami określonymi w
publikacjach naukowych, takich jak “Healing Architecture: How patient treatment and
behaviour can be improved with new architecture.” (autor: Lawson B. [w:] The Architectural
Review,
marzec
2002),
podwyższających
jakość
budynków,
jako
rozwojowych
i
terapeutycznych środowisk.
18
GENESIS AND CHARACTERISATION OF PRINCIPLES OF ARCHITECTURAL
DESIGN OF HOSPITAL BUILDINGS IN POLAND IN THE YEARS 1945-1989
PhD Student: Joanna Borowczyk
Supervisor: prof. nadzw. dr hab. inż. arch. Joanna Olenderek
Department of Architecture and Urban-Planning
The Faculty of Civil Engineering, Architecture and Environmental Engineering
Abstract:
The participation in the conference is aimed at presenting an essential part of a scientific
study concerning the development of the patient’s environment in health care centres, which is
part of a doctoral thesis under the preliminary title: “Issues of designing the patient’s
environment in Lodz health care facilities in the years 1945-1989, based on the experience and
ideas concerning typical design methods in Polish and foreign trends of modernism,
functionalism, neomodernism and own professional activity.”
The presentation has been based on a statement that processes in medical design in Poland
after the Second World War resulted in a formation of hospital facilities developed according to
the biomedical model based almost exclusively on the medical technologies, which rejected the
holistic and individual concept of the patients therapy. Following this theory, a hospital became
a “no-place”, according to a definition by a French anthropologist Marc Auge, described in a
publication “No-places. Introduction to hyper-modern anthropology” (Warsaw: PWN, 2010).
The recources used for investigating architectural features of hospitals include, first of all, own
professional experience as well as a number of historical a nd theoretical publications.
The aim of the present study is to describe the origin of the processes of designing hospital
buildings, designed and built after the Second World War. The analyses which have been
carried out allow determining characteristic features of medical facilities from a point of view of
architectural models and functional solutions. The obtained results will allow assessing current
design possibilities, which are in agreement with the principles described in publications such as
“Healing Architecture: How patient treatment and behaviour can be improved with new
architecture.” (autor: Lawson B. [w:] The Architectural Review, march 2002), raising the
standards of health facilities as progressive and therapeutical environments.
19
BADANIE PROCESÓW PRZENIKANIA ZWIĄZKÓW WĘGLOWODOROWYCH
PRZEZ WARSTWY ZIARNISTE
Doktorant: Sylwia Buczyk*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Jerzy Sęk, prof. nadzw. PŁ
* Katedra Inżynierii Chemicznej
Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska
e-mail [email protected]
Streszczenie:
Gleba, czyli gruntowy ośrodek porowaty jest układem, w którym w warunkach naturalnych
występuje ciągłe mieszanie się masy wody i spływających zanieczyszczeń. Takie zjawiska są
przykładem przepływów wielofazowych i często procesami przenoszenia cieczy o wysokiej
lepkości w ośrodku porowatym. Procesy transportu w ośrodku porowatym wynikają ze
zmieniających się warunków brzegowych uwarunkowanych opadami, parowaniem i zmianami
poziomu wód w zbiornikach otwartych, mających kontakt z wodami podziemnymi.
Każdy wyciek związków węglowodorowych do gleby wiąże się z niebezpieczeństwem
zanieczyszczenia środowiska oraz zagrożeniem dla życia i zdrowia ludzi a każdy chemiczny
związek może być przyczyną zanieczyszczenia gleby, jeżeli znajduje się w nadmiernej ilości.
Zanieczyszczenia środowiska gruntowego produktami naftowymi należą do szczególnie
trudnych zadań dla inżynierów zajmujących się ochroną środowiska. Duża liczba produktów
naftowych, które mogą być źródłem skażeń, a także ich skomplikowany skład i zróżnicowane
właściwości takie jak lepkość, gęstość czy zakres temperatur wrzenia powodują, że produkty te
nie mogą być traktowane jednakowo. Przy opisie tego zjawiska należy zwrócić uwagę na
procesy transportu zanieczyszczeń w gruncie oraz opis metod oczyszczania gruntów z
produktów ropopochodnych. Badanie tych zagadnień pozwala poznać zachowanie się gruntów
wobec takich czynników zanieczyszczających jak węglowodory będące zazwyczaj cieczami o
wysokiej lepkości.
W pracy tej zostały zaprezentowane badania dotyczące procesów przenikania wody przez
warstwy gleby, które są zanieczyszczone węglowodorami w postaci substancji oleistych. Prace
wykonano dla przypadków przenikania wody przez warstwę piasku nie zawierającego
domieszek oleju oraz dla warstw wymieszanych z substancją oleistą. Podjęto także próbę
oszacowania zawartości zanieczyszczenia, jakie zostaje wymywane z warstwy porowatej w
zależności od ilości oleju, którym został nasycony taki ośrodek. Ilościową charakterystykę tych
zjawisk uzyskano za pomocą zaproponowanych równań kinetycznych.
20
RESEARCH ON PROCESSES OF HYDROCARBON COMPOUNDS PERMEATION
THROUGH GRANULAR LAYERS
PhD Student: Sylwia Buczyk*
Supervisor: Jerzy Sęk Ph.D., D.Sc.
* Department of Chemical Engineering
Faculty of Process and Environmental Engineering
Abstract:
Soil, being a porous ground environment, is a system in which under natural conditions
constant mixing of water and flowing contaminations occurs. These phenomena exemplify
multiphase flows and, often, processes of highly viscous liquid transport in a porous
environment. These transport processes result from changing boundary conditions that are
dependent on precipitation, evaporation and changing water levels in open reservoirs which
have contact with groundwater. Disorder of natural conditions of the soil may be caused by
degradation, which makes it less fertile, less inhabitable for organisms, and decreases the
ecologic role of vegetation in the ecosystem.
Every chemical compound may be the cause of soil contamination if in excessive amount
and every leak of hydrocarbon compounds to the soil is associated with environment
contamination hazard and danger to life and health of people. The contamination of ground
environment with petroleum products are among the most difficult tasks for engineers dealing
with environment protection. Huge number of petroleum based products, and also their complex
composition and different properties (like viscosity, density, range of boiling temperatures)
makes them impossible to treat alike. While describing this occurrence it is important to note the
transportation processes of the contaminants in the ground and methods used to purify the soil.
Research of these issues enables the recognition of soil behavior in the presence of such
contaminating factors as hydrocarbons usually being liquids of high viscosity.
Research on water permeation processes through soil layers contaminated with
hydrocarbons (in the form of oily substances) has been presented in this work. Tests were made
using a water-flow through a layer of sand without any oil, and through layers with different oil
addition. There was also an attempt to estimate the content of the contamination washed away
from the porous layer depending on the initial amount of oil in the sand. Quantitative
characteristics of these phenomena were obtained by using the proposed kinetic equations.
21
KONWERSJA BIOMASY DO KWASU LEWULINOWEGO- ZWIĄZKU O
WAŻNYM ZNACZENIU PRZEMYSŁOWYM
Doktorant: Małgorzata Chełmicka*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Jacek Grams
* Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej
Wydział Chemiczny
Proces konwersji biomasy lignocelulozowej, będącej odnawianym źródłem węgla, opiera
się na pozyskaniu związków, które mają istotne zastosowanie
zarówno w przemyśle
chemicznym jak i petrochemicznym. Jednym z najcenniejszych zwiazków pochodzących
z biomasy jest kwas lewulinowy, który może być otrzymywany na droze hydrolizy biomasy
przy użyciu katalizatorów homo- i heteroganicznych [1]. Kwas lewulinowy (LA) ma wiele
potencjalnych zastosowań, jako barwnik włókienniczy, środek przeciwzamarzaniu, środek
aromatyczny,
wykorzystywany jest także w produkcji farmaceutyków i różnego rodzaju
związków chemicznych oraz żywic [2]. Co najważniejsze kwas lewulinowy (LA) stanowi
kluczowe ogniwo w procesie produkcji paliw walerianowych [3].
Celem niniejszej pracy była optymalizacja warunków procesu hydrolizy biomasy do kwasu
lewulinowego (LA), a także wybór najlepszego katalizatora dla tego procesu. W pierwszym
etapie poddano opytmalizacji temperaturę. Reakcję hydrolizy porwadzono w zakresie
temperatur 150°C- 190°C. Najwyższą wydajność LA osiągnięto w temperaturze 170oC.
Następnie dokonanu doboru katalizatora homogenicznego (H2SO4, H3PO4) , a także jego
stężenia (0,9-2,7%). Najwyższą wydajnośc uzyskano dla kwasu siarkowego (H2SO4) o stężeniu
0,9%. Okazało się, iż zastosowanie stężenia wyższego, nie wpływa znacząco na poprawę
wydajności LA . Przetestowano również katalizatory heterogeniczne (zeolity: ZSM-5 beta, Y).
Stwierdzono iż uzyskanie kwasu lewulinoego jest możliwe, jednakże z niezadawalającej ilości.
Zastosowanie obróbki wstępnej biomasy pozowoliło na poprawę wydajności LA.
[1] Wettstein S.G., Alonso D.M., Chonga Y., Dumesic J.A.. Energy Environ. Sci., 2012, 5: 8199
[2] Chang Ch., Cen P., Ma X. Bioresource Technology, 2007, 98:1449
[3] Lange J.P., Price R., Ayoub P.M., LouisJ., Petrus L., Clarke L, Gosselink H., Angew. Chem.
Int. Ed., 2010, 49: 4479
Badania finansowane z grantu N N209 758340
22
CONVERSION OF BIOMASS TO LEVULINIC ACID, A COMPOUND OF
IMPORTANT INDUSTRIAL IMPORTANCE
PhD Student: Małgorzata Chełmicka
Supervisor: dr hab. inż. Jacek Grams
Institute of General and Ecological Chemistry
Faculty of Chemistry
Methods of the utilization of renewable sources to supply carbon to replace petroleum have
recently focused on the conversion of lignocellulosic biomass to platform molecules, which can
be transformed to a broad range of fuels and chemicals [1]. In particular, levulinic acid (LA) has
been identified to be a valuable product derived from biomass that can be produced at high
yields by cellulose hydrolysis, using homo- or heterogeneous catalysts, and then can be
converted into valuable chemicals and fuels. Levulinic acid has many potential chemical
applications - it can be used as textile dye, antifreeze, animal feed, coating material, solvent,
food flavoring agent, pharmaceutical products and resins [2]. Moreover, levulinic acid is an
intermediate in the production of valeric biofuels [3].
The aim of our studies was to optimize the conditions of the hydrolysis of biomass to
levulinic acid and to select the best catalyst for this processes. At first the temperature was
optimized. The hydrolysis reaction was carried out in the temperature range of 150°C - 190°C.
The highest yield of levulinic acid was achieved at 170oC. Afterwards the homogenous catalysts
(H2SO4, H3PO4) were tested, in the 0,5-2,7% concentration range. It was noticed that increasing
the acid concentration above 0.9% does not significantly improve the LA yield. The
heterogeneous catalysts (beta, Y and ZSM-5 zeolites) were tested as well. It was possible to
obtain LA in their presence, although in all cases the conversion of lignocellulose was
significantly higher over the homogeneous catalyst. The conversion of cellulose was improved
when pretreated starting material was used.
[1] Wettstein S.G., Alonso D.M., Chonga Y., Dumesic J.A.. Energy Environ. Sci., 2012, 5: 8199
[2] Chang Ch., Cen P., Ma X. Bioresource Technology, 2007, 98:1449
[3] Lange J.P., Price R., Ayoub P.M., LouisJ., Petrus L., Clarke L, Gosselink H., Angew. Chem.
Int. Ed., 2010, 49: 4479
This work was financially supported by the grant : NN 209 75 83 40
23
UTYLIZACJA TLENKU WĘGLA
PRZY UŻYCIU FOTOKATALITYCZNEGO UTLENIANIA
Doktorant: Krzysztof Czupryn*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Ireneusz Kocemba
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Reakcja utleniania tlenku węgla ma duże znaczenie w ochronie środowiska oraz dla
zdrowia człowieka. Reakcja ta jest także szeroko wykorzystywana w przemyśle i technice.
Dzięki zastosowaniu fotokatalizatorów możliwe jest prowadzenie tej reakcji bez potrzeby
stosowania wysokich temperatur, ponieważ do jej zainicjowania dochodzi już w temperaturze
pokojowej.
Celem pracy było porównanie aktywności fotokatalizatorów w reakcji utleniania tlenku
węgla w powietrzu. Przedmiotem badań był szereg katalizatorów w postaci 1% i 5% fazy
metalicznej (Pt, Rh, Ni) osadzonej na nośniku tlenkowym (SiO2, TiO2 oraz TiO2/SiO2).
Badanie aktywności katalitycznej prowadzono w temperaturze pokojowej. Prędkość
przepływu mieszaniny reakcyjnej (0,5% CO w powietrzu) wynosiła 30 cm3 min-1. W reaktorze
z okienkiem ze szkła kwarcowego na półce o średnicy 45 mm umieszczano 0,2 g badanego
katalizatora. Stężenie CO2 mierzono za pomocą analizatora firmy FUJI z detektorem IR. Pomiar
stężenia CO2 prowadzono podczas 30 minutowego etapu naświetlania katalizatora za pomocą
promieniowania UV (maksimum przy 362 nm) i następującego bezpośrednio po nim
30 minutowego etapu bez udziału UV.
Katalizatory platynowe wykazały wysoką aktywność na każdym z użytych nośników.
Aktywność katalizatorów rodowych była zależna od stężenia fazy metalicznej oraz użytego
nośnika. W przypadku katalizatorów niklowych zaobserwowano zależność aktywności od
użytego nośnika i stężenia fazy metalicznej.
24
DISPOSAL OF CARBON MONOXIDE
USING PHOTOCATALYTIC OXIDATION
PhD Student: Krzysztof Czupryn*
Supervisor: dr hab. inż. Ireneusz Kocemba
* Institute of General and Ecological Chemistry
Abstract:
The oxidation of carbon monoxide is important in protection of environment and human
health. This reaction is also widely used in industry and technology. By using photocatalysts is
possible to conduct this reaction without the use of high temperatures. The initiating of the
reaction occurs even at room temperature.
The aim of this study was to compare the activity of photocatalysts in the oxidation of
carbon monoxide in the air. The object of study was the series of catalysts in the form of 1% and
5% of the metal phase (Pt, Rh, Ni) deposited on the oxide carrier (SiO2, TiO2 and TiO2/SiO2).
Catalytic activity test was carried out at room temperature. The flow rate of the reaction
mixture (0.5% CO in air) was 30 cm3 min-1. In a reactor with a quartz glass window on shelf
with a diameter of 45 mm was placed 0.2 g of the catalyst. CO2 concentration was measured by
the analyzer FUJI with IR detector. CO2 concentration measurement was caried out during
30-minute step using UV radiation (maximum at 362 nm) and immediately following the
30-minute step without UV.
Platinum catalysts showed high activity in each of the used support. The activity of rhodium
catalysts was dependent on the concentration of the metallic phase and the kind of support. In
the case of nickel catalysts the great effect of the kind of support and the concentration of the
metal phase on the catalytic activity was observed.
25
BADANIE WŁAŚCIWOŚCI MIESZANIN KAUCZUKU CHLOROPRENOWEGO I
UWODORNIONEGO KAUCZUKU BUTADIENOWO-AKRYLONITRYLOWEGO
Doktorant: Paulina Dmowska*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Władysław M. Rzymski
* Instytut Technologii Polimerów i Barwników
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Poszukiwanie nowych metod modyfikacji materiałów polimerowych jest ciągłym bodźcem
dla technologów. Jedną z metod modyfikacji jest wytwarzanie mieszanin elastomerowych
o polepszonych i sterowalnych właściwościach. Zbadano właściwości mieszanin należącego do
grupy elastomerów specjalnych kauczuku chloroprenowego (CR) ze specjalistycznym
częściowo uwodornionym kauczukiem butadienowo-akrylonitrylowym
nowej generacji
(HNBR). CR charakteryzuje się podatnością do krystalizacji i zdolnością do termosieciowania
w nieobecności zespołu sieciującego, jest elastomerem trudnopalnym, odpornym na starzenie
i działanie rozpuszczalników. HNBR jest odporny na starzenie ozonowe i termiczne, na
działanie niepolarnych cieczy oraz charakteryzuje się znaczną odpornością termiczną. Zbadano
kinetykę sieciowania i właściwości mechaniczne podczas rozciągania. Morfologię mieszanin
zbadano wykorzystując mikroskopię sił atomowych (AFM). Mieszaniny były prasowane
w T = 333 K lub w T = 433 K w nieobecności zespołu sieciującego. Stopień usieciowania
mieszanin określono na podstawie pęcznienia równowagowego w różnych rozpuszczalnikach.
Zdjęcia mikroskopowe wykonane metodą AFM potwierdziły tezę o kropelkowej dyspersji
jednego elastomeru w matrycy drugiego. W mieszaninach zawierających więcej niż 65 cz. wag.
HNBR, stanowi on fazę ciągłą a CR fazę zdyspergowaną. Na podstawie otrzymanych wyników
stwierdzono, że mieszaniny prasowane w T = 333 K zawierające oba kauczuki w stanie
nieusieciowanym charakteryzują się znaczną wytrzymałością na rozciąganie oraz bardzo dużym
skurczem przetwórczym. Mieszaniny prasowane w T = 433 K zawierające termousieciowany
CR charakteryzują się lepszymi właściwościami mechanicznymi niż nieusieciowane
mieszaniny. Stopień usieciowania i właściwości mieszanin ściśle zależą od zawartości kauczuku
chloroprenowego w mieszaninie.
26
STUDY ON BLENDS OF CHLOROPRENE AND HYDROGENATED
ACRYLONITRILE-BUTADIENE RUBBER
PhD Student: Paulina Dmowska *
Supervisor: prof. dr hab. inż. Władysław M. Rzymski
* Institute of Polymer & Dye Technology
Faculty of Chemistry
Lodz University of Technology, Poland
Abstract:
The search for new methods of modification of polymeric materials is still stimulus for
technologists. One of the methods is production of elastomer blends characterized by better and
controllable properties. The properties of blends composed of special chloroprene rubber (CR) with
new generation, specialty hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (HNBR) were studied.
Chloroprene rubber is crystallisable, thermocured without crosslinking system, resistant to aging and
unflammable. Hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber is resistant to ozone and oxidative aging
and non-polar liquid and is characterized by very good thermal resistance. Crosslinking kinetics,
mechanical properties of blends and blends morphology using atomic force microscopy (AFM) were
studied. The blends of CR and HNBR were pressed at different temperatures (T = 333 K or T = 433
K) without crosslinking system. Crosslinking degree was determined based on equilibrium swelling
(Qv) in different solvents (toluene, 2-butanone, n-heptane). In blends pressed at T = 333 K both of
rubbers were uncrosslinked. In blends pressed in T = 433 K crosslinking degree depends on amount
of chloroprene rubber and the higher amount of CR causes the higher blend crosslinking degree.
AFM images confirmed the thesis about droplet dispersion of the one elastomer in the matrix of the
second elastomer. In blends containing more than 65 phr of HNBR, the contiunous phase was
HNBR and CR was a dispersion one. On the basis of the results it was found that uncrosslinked
blends pressed at T = 333 K are characterized by tensile strength reached 5,26 MPa (CR/HNBR
= 60/40) but appreciable processing shrinkage. Blends pressed at T = 433 K contained thermocured
chloroprene rubber are characterized by better mechanical properties (TSb = 8,68 Mpa for blends:
CR/HNBR = 60/40) and lower processing shrinkage than uncrosslinked blends.
27
NUMERICAL ANALYSIS OF THE BULLET IMPACT ON THE HUMAN BODY
PROTECTED BY VEST
Doktorant: Justyna Dominiak*
Opiekun naukowy: Dr hab. Inż. ZbigniewStempień prof. PŁ
* Institute of Architecture of Textiles
The Faculty of Material Technologies and Textile Design
Abstract
The vest is an important element of the equipment of every soldier,policemen or security
officer. The aim of presented research was a numerical analysis of ballistic trauma in dependent
of ballistic performance of vest and parameters of bullet. The model of human torso was
developed with using computer tomography images. Model of human torso includes all
important internal organs. The textile layers of ballistic packages were modeled as continuous
membranes. By numerical analysis, with using LS-Dyna software optimization of structure of
textile body armor was performed in view point of ballistic trauma.
When a bullet strikes a fabric, its kinetic energy is absorbed mainly through the deformation
of threads, thread movement towards the trajectory of the missile’s formation of the so-called
deformation cone, and through the friction phenomenon between warp and weft threads. Due to
the huge speed of a bullet which is shot from fire-arms, in the place of impact a fast changing
local displacement of threads towards the missile trajectory can be observed, which initiates a
tension wave propagating along warp and weft threads, symmetrically in all four directions. The
part of energy which is not absorbed by multilayer packet must be dissipated by human body. It
causes ballistic trauma, which can be very dangerous and ussualy leads to different hard injures.
28
BADANIE WPŁYWU METODY DAF NA PRZEBIEG PROCESÓW
ROZDZIELANIA SIĘ FAZ W EMULSJACH
Doktorant: Daniel Głąbała*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Jerzy Sęk, prof. nadzw. PŁ
* Katedra Inżynierii Chemicznej
Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska
e-mail [email protected]
Emulsje występujące w środowisku naturalnym dzielą się na dwa rodzaje: emulsja O/W
(olej w wodzie) i W/O (woda w oleju). Odgrywają także znaczącą rolę w różnych dziedzinach
przemysłu np. kosmetycznym, farmaceutycznym, motoryzacyjnym oraz w produkcji żywności.
Do nich należą w znacznej większości emulsje typu O/W. Równocześnie substancje te mają
zastosowanie w procesach ochrony środowiska, a dokładnie w utylizacji ścieków
przemysłowych i komunalnych oraz uzdatnianiu wody.
Flotacja jest procesem stosowanym do rozdziału faz, a zwłaszcza do oddzielenia fazy stałej
od fazy ciekłej lub fazy ciekłej od fazy ciekłej. Flotacja stosowana jest do oddzielania tłuszczu,
olejów, benzyn i rozpuszczalników organicznych od ścieków. Jeżeli faza rozproszona ma
gęstość większą od fazy rozpraszającej, wówczas rozdzielenie faz i wyniesienie fazy
rozproszonej na powierzchnię cieczy wymaga wprowadzenia do układu fazowego czynnika
wspomagającego, który łącząc się z fazą rozproszoną zmniejsza jego pozorną gęstość do
wartości umożliwiającej samoistną flotację. Czynnikiem wspomagającym mogą być np.
pęcherzyki powietrza, które powstają podczas rozprężania układu w zbiorniku flotacyjnym i
wówczas mówimy o flotacji rozpuszczonym powietrzem (DAF).
Wykonane w ramach prezentowanej pracy badania doświadczalne pokazują porównanie
pomiędzy wynikami eksperymentów wykonanymi za pomocą metod nefelometrycznych
dotyczącymi metody deemulgacji wymuszonej za pomocą pęcherzyków powstałych z powietrza
rozpuszczonego oraz procesu samoczynnego rozwarstwiania się faz w emulsjach olejowych.
Zaproponowano wykorzystanie urządzenia pomiarowego, które stosowało jedną ze znanych
metod nefelometrycznych, tj. turbidymetrię, do pomiarów stężenia oleju po procesie
deemulgacji emulsji olejowych. Analizatorem był Turbiscan Lab, urządzenie optyczne
umożliwiające charakterystykę rzeczywistego stanu dyspersji i długoterminową analizę
zachodzących w niej procesów destabilizacji np. w emulsji, które wykorzystywało rozpraszanie
światła.
29
INVESTIGATION OF DISSOLVED AIR FLOTATION (DAF) METHOD
INFLUENCE ON PROCESS OF THE EMULSION PHASES SEPARATION
PhD Student: Daniel Głąbała *
Supervisor: Jerzy Sęk Ph.D., D.Sc.
* Department of Chemical Engineering
Faculty of Process and Environmental Engineering
In the environment emulsions are present mostly in following states: “oil-in-water” and
“water-in-oil”. Nowadays emulsions are widely used in the various branches of the industry:
cosmetical, pharmaceutical, food production and transport sector. The majority of the mentioned
industrial emulsions are considered to be “oil-in-water” type. Moreover emulsions are applied
in the processes of the environmental protection, precisely within utilization of the industrial
and municipal sewage treatment.
A general term that describes phenomenon of emulsions instability is named
demulsification. This process foresees flotation of oil droplets that are present in the dispersed
phase of emulsion as a result of their separation from the aqueous phase of emulsion. Thus
flotation is defined as a process of phases division, in particular separation of the solid phase
from the liquid phase or liquid phase from the liquid phase. Usually process of flotation can be
intensified due to applying of additional affecting factors e.g. air bubbles. Then this process is
called dissolved air flotation (DAF).
The purpose of this research work focused on assessment and compartment of the
effectiveness of tradition demulsification and demulsification stimulated by air microbubbles
(Dissolved Air Flotation). Influence of various surfactant concentrations on demulsifying
process was also investigated in the frame of this publication.
It was also proposed to use measuring equipment that is applied for one of the widespread
nephelometric methods – turbidimetry, because it gives opportunity to define oil concentration
after process of the emulsion demulsification. An optical analyzer Turbiscan Lab was used to
control characteristics of the current dispersion state and to fulfill long-term analysis of the
destabilization processes occurring in the emulsion by means light scattering. The light source is
a diode that emits focused light beam in a range closed to the infrared (λ= 880nm). This method
gives possibility to measure various physical characteristics, among which are: average size of
the particles, hydrodynamic parameters etc.
30
MODELOWANIE DEGRADACJI BETONU WYWOŁANEJ
REAKCJĄ ALKALIA-KRZEMIONKA
Doktorant: Witold Grymin*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Dariusz Gawin, dr inż. Marcin Koniorczyk
Katedra Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych
Streszczenie:
Reakcja alkalia-krzemionka (ASR - ang. alkali-silica reaction) jest przyczyną degradacji
właściwości betonu i cech użytkowych konstrukcji betonowych. Wskutek reakcji zachodzącej
między reaktywną krzemionką a alkaliami tworzy się w strukturze materiału ekspansywny żel,
który, absorbując wodę, zwiększa swoją objętość. Wywiera on dodatkowe ciśnienie na szkielet
zaczynu cementowego, powodując dodatkowe naprężenia, a w konsekwencji powstawanie rys.
Na przebieg reakcji największy wpływ ma wilgotność i temperatura oraz zawartość alkaliów
i reaktywnej krzemionki w materiale.
Prezentowany model jest rozszerzeniem istniejącego modelu matematycznego zjawisk
cieplno-wilgotnościowych w kompozytach cementowych o reakcję ASR. Model ten bazuje na
mechanice wielofazowych ośrodków porowatych. W porach materiału występuje faza ciekła
(woda związana fizycznie i woda kapilarna), faza gazowa (mieszanina suchego powietrza i pary
wodnej) oraz żel powstający w wyniku reakcji ASR. Równania bilansu masy, pędu oraz energii
zapisano w mikroskali, a następnie uśredniono w objętości reprezentatywnej, w wyniku czego
otrzymano makroskopowe równania rządzące modelu. Sformułowano związki konstytutywne
wykorzystywane do modelowania reakcji w zmiennych warunkach klimatycznych. Wykonana
walidacja modelu na podstawie opublikowanych badań doświadczalnych potwierdza
poprawność modelu w zmiennych warunkach higro-termicznych.
31
NUMERICAL MODELLING OF CONCRETE DEGRADATION DUE TO
ALKALI-SILICA REACTION
PhD Student: Witold Grymin*
Supervisor: prof. dr hab. inż. Dariusz Gawin, dr inż. Marcin Koniorczyk
Department of Building Physics and Building Materials
Abstract:
Alkali-silica reaction (ASR) causes the degradation of concrete and usability of the
structures. It is a chemical reaction between reactive forms of silica and ions present in the
alkaline solution. In the conditions of high humidity and high reactive silica and alkali content,
an amorphous gel is created. If humidity is sufficiently high, it absorbs water and swells, hence,
after filling up the available pore space, it exerts additional pressure on the cement matrix and
causes cracks development.
The presented model is an extension of the existing mathematical model of coupled hydrothermal phenomena in cementitious materials with the alkali-silica rection. The model is based
on the mechanics of multiphase porous media. The air voids are filled with the liquid phase
(physically absorbed and capillary water), gas phase (mixture of dry air and water vapour) and
the ASR gel. The macroscopic balance equations of mass, enthalpy and linear momentum are
obtained from the microlevel by the volume averaging theory. The constitutive relations used
during modelling the alkali-silica reaction in variable environment are formulated. The
validation of the model by comparison with the experimental results is performed, confirming
its correctness in the conditions of variable temperature and relative humidity.
32
REDUKCJA KWASU STEARYNOWEGO PRZY UŻYCIU WYBRANYCH
UKŁADÓW MONO- I BIMETALICZNYCH
Doktorant: Aleksandra Jakubowska*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Małgorzata Iwona Szynkowska, prof. PŁ
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Obecnie proces wytwarzania alkoholi tłuszczowych polega na selektywnym, katalitycznym
uwodornieniu estrów metylowych odpowiednich kwasów tłuszczowych. Podczas reakcji
uwodornienia, zachodzi przemiana grupy karboksylowej do hydroksylowej. Jednocześnie
uwodornieniu ulegają wiązania.
Duże zapotrzebowanie na alkohole kwasów tłuszczowych spowodowały wzrastającą
intensyfikację badań nad syntezami opartymi na kwasach tłuszczowych, jako ich wyjściowych
reagentach. Było to powodem podjęcia się próby bezpośredniej katalitycznej redukcji wodorem
kwasu stearynowego do alkoholu stearylowego
Celem mojej pracy jest opracowanie aktywnego i selektywnego katalizatora w reakcji
redukcji kwasu tłuszczowego, optymalizacja procesu oraz zbadanie podstawowych właściwości
fizykochemicznych spreparowanych układów katalitycznych.
Katalizatory przygotowałam metodą mokrej impregnacji nośnika. Do tej pory zostały
spreparowane układy mono-metaliczne o zawartości 5 % wag. metalu- Ru i bimetaliczne
o zawartości odpowiednio 5 % - 2 % wag. metalu Ru - Sn osadzone na nośniku w postaci TiO2.
Właściwości fizykochemiczne spreparowanych układów określiłam wykorzystując techniki:
SEM – EDS, TPR- H2, XRD.
Testy aktywności katalitycznej obejmowały reakcję redukcji kwasu stearynowego. Proces
prowadzony jest w reaktorze ciśnieniowym (firmy Parr). Reakcja przebiega w temperaturze
230 oC, pod ciśnieniem 45 atm. Produkty reakcji analizowane są na chromatografie gazowym
z detektorem FID (firmy Thermo). Uzyskane produkty analizowane są dzięki zastosowaniu
kolumny kapilarnej typu Stabiwax-DA (firmy Restek).
Badania sfinansowano z projektu KBN: N N 209 435039
33
REDUCTION OF STEARIC ACID BY USING MONO- AND BIMETALIC
CATALYSTS SYSTEMS
PhD Student: Aleksandra Jakubowska *
Supervisor: dr hab. inż. Małgorzata Iwona Szynkowska, prof. PŁ
* Chemistry Department
Abstract:
Currently, fatty alcohols are received through selective catalytic hydrogenation of the
corresponding methyl esters of fatty acids. Conversion of carboxyl to hydroxyl groups takes
place during the hydrogenation reaction. At this time bond are hydrogenated. Its high
importance of fatty alcohols is caused by increasing intensification of research on the syntheses
based on fatty acids as the initial reagents.
It is reason for the attempt to make directly catalytic reduction with hydrogen of stearic acid
to stearyl alcohol.
The aim of my work is to develop an active and selective catalyst in reduction of fatty acid,
process optimization, and examination of the physicochemical properties of studied catalysts.
Catalysts were prepared by wet impregnation of the support. Mono metallic systems contain
of 5 % wt. (Ru) and bimetallic are composed of 5 % wt. (Ru) – 2 % wt. (Sn) deposited on
a TiO2 support.
Physicochemical properties of systems were tested using the techniques: SEM - EDS, TPRH2, XRD.
Catalytic activity tests included the reduction reaction of stearic acid. The process was
conducted in a pressure reactor (Parr). The reaction took place at 230 °C and the pressure of 45
atm. was used. The reaction products were examined using a gas chromatograph with FID
(Thermo).
The
obtained
products
were
analyzed
by
using
a capillary column Stabiwax-DA (from Restek).
The research project was funded by KBN: NN 209 435039
34
KOMPLEKSY MANGANU Z BIOLIGANDAMI O POTENCJALNYM
ZASTOSOWANIU FARMAKOLOGICZNYM
Doktorant: Agnieszka Kaczmarek
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Wojciech Wolf
Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej
Politechnika Łódzka, Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Połączenia kompleksowe metali z bioligandami o potencjalnym zastosowaniu
farmakologicznym są mało poznane i stanowią aktualny i interesujący temat badawczy. Wyniki
dotychczasowych badań wskazują na celowość pogłębiania wiedzy dotyczącej tych związków,
ze szczególnym uwzględnieniem struktur i zastosowania. Prezentowana praca dotyczy syntezy i
właściwości nowych heteroligandowych połączeń manganu zawierających bioligandy takie jak:
kwas mlekowy, kwas nikotynowy, kwas p-aminobenzoesowy. Wszystkie te ligandy mają
zastosowanie głównie w farmakologii, a także w kosmetyce oraz w przemyśle spożywczym.
Kwas mlekowy poprawia czynność wątroby, nerek i kosmków jelitowych. Zapobiega nieżytom
przewodu pokarmowego oraz stymuluje gospodarkę kwasowo-zasadową organizmu. Kwas paminobenzoesowy (witamina B10) stymuluje florę bakteryjną do produkcji kwasu foliowego.
Ponadto zapobiega zaburzeniom płodności, zapewnia zdrowy wygląd skóry i włosów, gdyż
koncentruje się w komórkach skóry i chroni przed szkodliwym promieniowaniem UV. Kwas
nikotynowy rozszerza naczynia krwionośne skóry, serca i
mózgu. Ma działanie
przeciwmiażdżycowe, żółciotwórcze i obniżające ciśnienie krwi. Pobudza także wydzielanie
soku żołądkowego i poprawia perystaltykę jelit.
Dla wydzielonych kompleksów wykonano szereg badań fizyko-chemiczne. Pomiary
przewodnictwa
w
roztworach
metanolu
(MeOH),
dimetylosulfotlenku
(DMSO)
i
dimetyloformamidu (DMF) pozwoliły określić typ elektrolitu w tych rozpuszczalnikach, w
oparciu o kryterium podane przez Geary’ego [1]. Rozkłady termiczne kompleksów zostały
zbadane w dynamicznej atmosferze tlenowej przy użyciu techniki TG i DTG. Analiza widm
absorpcyjnych w podczerwieni dała możliwość uzyskania informacji o sposobie połączenia
metalu z ligandami oraz o ewentualnej obecności wody w badanych związkach. Dyfraktogramy
proszkowe
dostarczyły
informacji
o
stopniu
krystaliczności
i
izostrukturalności
zsyntetyzowanych kompleksów.
[1] Geary W. J., 1971. The use of conductivity measurements in organic solvents for the characterisation of
coordination compounds. Coord. Chem. Rev. 7:81-122.
35
MANGANESE BIOCOMPLEXES WITH A POTENTIAL
PHARMACOLOGICAL APLICATION
PhD Student: Agnieszka Kaczmarek
Supervisor: prof. dr hab. inż. Wojciech Wolf
Institute of General and Inorganic Chemistry
Abstract:
The metal complexes with bioligands with a potential pharmacological aplication, are little
known and they are interesting objects to investigated. The results of previous studies suggest
that desirability of deeper knowledge of these compounds, with particular emphasis on
structures and uses. This paper refers synthesis and proprieties of novel compounds of
manganese with lactic, nicotinic and p-aminobenzoic acid. All these bioligands are used mainly
in pharmacology and also in the cosmetic and food industry. Lactic acid improves liver, kidney
and intestinal villi action. It prevents gastroenterolic diseases, and stimulates the organism acidbase system. P-aminobenzoic acid (vitamin B10) stimulates bacterial flora to folic acid
production. It prevents also impaired fertility and provides a healthy looking skin and hair by
concentrating in the cells and protects against harmful UV rays. Nicotinic acid dilates the blood
vessels of the skin, heart and brain. It has an anti-atherosclerotic, bile and blood pressure level
lowering. It stimulates the secretion of gastric juice and enhances the motility of the
gastrointestinal tract.
For the obtained complexes was made different physico-chemical investigations.
Conductivity
measurement
in
metanol
(MeOH),
dimethylosulfoxide
(DMSO)
and
dimethyloformamide (DMF) solution permitted to qualify the type of the electrolyte, based on
the criteria given by Geary [1]. Thermal decompositions of synthetized compounds was
examined in the dynamic oxygen atmosphere using the TG and DTG technique. The analysis of
absorption spectra in the infra-red radiation gave the information about type of the metal-ligand
binding and presence of water in complexes. The X-Ray diffraction patterns defined the degree
of the crystallinity and isotype of them.
[1] Geary W. J., 1971. The use of conductivity measurements in organic solvents for the characterisation of
coordination compounds. Coord. Chem. Rev. 7:81-122.
36
KATALIZATORY CU/CR2O3:AL2O3 WYKORZYSTYWANE W SYNTEZIE
METANOLU ORAZ KONWERSJI TLENKU WĘGLA PARĄ WODNĄ
Doktorant: Piotr Kaczorowski*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Tomasz Maniecki
* Instytut chemii Ogólnej i Ekologicznej
Wdział Chemiczny
Streszczenie:
Katalizatory miedziowe są powszechnie stosowanymi układami zarówno w syntezie
metanolu (MS) jak i konwersji tlenku węgla para wodną (WGS). Komercyjne katalizatory
wykorzystywane w MS i WGS są układem trójtlenkowym składającym się z tlenku miedzi
(II), tlenku cynku oraz tlenku glinu. Przedstawione poniżej wyniki badań dotyczą
katalizatorów miedziowo-chromowo-glinowych.
Układy
tlenkowe
CuO:Cr2O3:Al2O3
przygotowane
zostały
metodą
współstrącenia
wykorzystując amoniak. Następnie homogeniczna mieszanina wodorotlenków została poddana
procesowi suszenia (T=120oC przez czas 24h) i kalcynacji w atmosferze powietrza (T=400oC w czasie
3,5h). Właściwości fizykochemiczne zostały określone przy użyciu następujących technik badawczych
BET, XRD, i TPR-H2. Proces syntezy metanolu przeprowadzono w reaktorze przepływowociśnieniowym (p=3 Mpa) i dwóch temperaturach 250oC i 300oC. Dla reakcji konwersji tlenku węgla
parą wodną wykorzystano kwarcowy reaktor przepływowy pod ciśnieniem atmosferycznym w
zakresie temperatur 250-400oC. W ww. procesach otrzymane produkty były analizowane metodą
chromatografii gazowej GC.
Rysunek 1 . Konwersja tlenku węgla parą wodną na układach Cu-Cr-Al .
37
CATALYSTS CU/CR2O3:AL2O3 USED IN METHANOL SYNTHESIS
AND WATER GAS SHIFT REACTIONS
PhD Student: Piotr Kaczorowski*
Supervisor: dr hab inż Tomasz Maniecki
Abstract:
Copper catalysts are commonly used in Methanol Synthesis (MS) and Water Gas Shift
Reaction (WGS). Commercial catalysts applied in industryconsists of copper (II) oxide , zinc
oxide and aluminum oxide. We carried out investigations over copper-chromium-aluminum
catalytic systems.
Catlytic systems CuO:Cr2O3:Al2O3 were prepared by coprecipitation method by ammonia
solution. In the next step homogeneus mixture of hydroxides were dried ( for 24h at T=120 oC)
and calcined (for 3.5h at 400oC). The physicochemical properties were investigated by BET,
XRD, i TPR-H2 techniques. Methanol Synthesis was carried out in hight pressure flow reactor
under the pressure of 3 Mpa and at 250 and 300 oC. The Water Gas Shift Reaction was carried
out in quarc flow reactor at temperature range 250-400 oC. The products of both reactions were
analyzed by Gas Chromatogrphy (GC).
Figure 1. The conversion of CO over Cu-Cr-Al catalysts
38
PROSZKI WĘGLOWE CVD – MOŻLIWOŚCI MECHANICZNEJ MODYFIKACJI
Doktorant: Tomasz Kaźmierczak*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Piotr Niedzielski
* Instytut Inżynierii Materiałowej
Streszczenie:
Proszki węglowe wytwarzane metodami plazmowymi CVD stanowią bardzo ciekawy
materiał badawczy, wykorzystywany bardzo często jako model powłok diamentopodobnych.
Jedną z interesujących metod ich wytwarzania jest hybrydowa technika łącząca zalety plazmy
częstotliwości mikrofalowej i radiowej. Przeprowadzone dotychczas badania wskazały, że
otrzymywane tą metodą proszki charakteryzują się kształtem kulistym i płatkowym. Ponadto
tworzą konglomeraty, których rozmiary sięgają kilkuset mikrometrów. W związku z tym, że
rozkład wielkości rozmiarów proszków wytwarzanych metodami plazmochemicznymi jest dość
szeroki, podjęto prace nad uzyskiwaniem nanostruktur węglowych za pomocą mielenia
kulowego. Badania wykazują, że możliwa jest redukcja pojedynczych ziaren proszku do
poziomu kilkudziesięciu nanometrów, co scharakteryzowano z zastosowaniem skaningowego
mikroskopu elektronowego SEM. Modyfikacja ta jest w dużej mierze zależna od zastosowanej
szybkości obrotowej naczynia, w której dokonywane jest mielenie. Przeprowadzona analiza
widm spektroskopii Ramana wykazała, że parametr szybkości wpływa również na skład fazowy
proszku, zmieniając stosunek ilości faz sp2/sp3. W pracy przedstawiono również zmianę kąta
zwilżania proszku, w zależności od szybkości mielenia.
39
CARBON CVD POWDERS - POSSIBILITIES OF MECHANICAL MODIFICATION
PhD Student: Tomasz Kaźmierczak *
Supervisor: prof. dr hab. inż. Piotr Niedzielski
The Faculty of Mechanical Engineering
Abstract:
Carbon powders produced by plasma CVD methods are very interesting research material,
often used as a model of diamond coatings. One of the interesting methods of their
manufacturing is a hybrid technique combining the advantages of microwave and radio
frequency plasma. Research carried out so far has indicated that the powders obtained by this
method have a spherical and flake-like shape. In addition, they create conglomerates the size of
hundreds of micrometers. Because of the fact that the distribution of sizes of the powders
produced by plasmochemical methods is very wide, the research on obtaining nanostructures by
ball milling was undertaken. Research shows that it is possible to reduce the individual powder
particles to the level of several nanometers, which was characterized by scanning electron
microscopy (SEM). This modification is largely dependent on the applied rotational speed of the
vessel, in which grinding takes place. The analysis of Raman spectra showed that this parameter
also affects the phase composition of the powder, changing the ratio of the number of phases
sp2/sp3. This work also shows the powder’s contact angle change, depending on the speed of
grinding.
40
HYBRYDOWE POŁĄCZENIE ODLEWÓW ŻELIWNYCH I MINERALNYCH NA
ŁOŻA OBRABIAREK
Doktorant: Norbert Kępczak*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Witold Pawłowski
* Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn
Streszczenie:
Światowy przemysł ciągle poszukuje nowych rozwiązań konstrukcyjnych, jak i nowych
materiałów, które dzięki swoim właściwościom pozwolą na poprawę jakości wytwarzanych
produktów, zmniejszą koszty związane z procesem produkcyjnym, zwiększą elastyczność tego
procesu itd. Jedynym z takich materiałów jest odlew mineralny.
Odlew mineralny (PC – polymer concrete, polimerobeton) jest to złożony materiał
składający się z drobnych ziaren nieorganicznych kruszyw, takich jak bazalt, spodumen, popiół
lotny, żwir rzeczny, piasek, kreda itd. połączonych ze sobą żywicą (najczęściej epoksydową).
Właściwości wytrzymałościowe odlewu mineralnego są znacznie gorsze niż tradycyjnego
odlewu żeliwnego, jednakże właściwości dynamiczne są od 4 do 7 razy lepsze, ze szczególnym
naciskiem na logarytmiczny dekrement tłumienia, dlatego praca przewiduje budowę hydrydową
elementu korpusu obrabiarki. W miejscach gdzie wytrzymałość musi być duża przewidziano
zastosowanie żeliwa, a w miejscach o mniejszej wytrzymałości odlewu mineralnego.
Praca składać się będzie z dwóch głównych części. Pierwsza część – teoretyczna – będzie
obejmować stworzenie modeli 3D korpusu obrabiarki o różnych udziałach procentowcyh żeliwa
oraz odlewu mineralnego, a następnie przeprowadzenie badań numerycznych w celu wybrania
optymalnego połączenia, które będzie posiadać najlepsze właściwości. Część druga –
eksperymentalna – będzie obejmować wyprodukowanie korpusu wybranego drogą badań
numerycznych,
zbudowanie
stanowiska
badawczego
oraz
przeprowadzenie
badań
dynamicznych w celu potwierdzenia otrzymanych wyników uzyskanych w części teoretycznej.
Dotychczasowe badania przeprowadzone przez różne ośrodki na świecie wykazały, że do
tej pory powszechnie stosowane żeliwo może być częściowo, a w przyszłości może nawet
całkowicie zastąpione przez nowoczesne materiały konstrukcyjne, jakimi są odlewy mineralne.
41
HYBRID CONNECTION OF MINERAL AND IRON CASTING ON A BAD OF
MACHINE TOOLS
PhD Student: Norbert Kępczak*
Supervisor: D.Sc. Witold Pawłowski
* Institute of Machine Tools and Production Engineering
Abstract:
The global industry is constantly looking for new design solutions and new materials which
thanks to its properties may improve the quality of manufacturing products, reduce the costs
associated with the manufacturing process, increase the flexibility of this process, etc. One of
such materials is mineral cast.
Mineral cast (PC – polymer concrete) is a complex material composed of particles of
inorganic aggregates, such as basalt, spodumen, fly ash, river gravel, sand, chalk etc connected
by resin (usually epoxy resin). The strength properties of mineral cast are much worse than
traditional iron cast but the dynamic properties are between 4 to 7 times better, with an
emphasis on the logarithmic decrement of damping, so work includes the hybrid construction of
the frame element of machine tool. In areas where strength must be provided the construction
will be made of cast iron, and in areas with less strength requirements the construction will be
made of mineral cast.
Doctor’s thesis will consist of two main parts. First part – theoretical – will contain: creation
of 3D models of the bed of machine tool with different quantity of mineral and iron cast,
conducting numerical research to evaluate optimal connection which has the best properties.
Second part – experimental – will contain production of the body chosen by numerical
simulations, building a test stand and making dynamical researches to confirm results from the
theoretical part.
Previous researches carried out by various centers in the world have shown that up to now
commonly used cast iron may be partially or even completely replaced by modern construction
materials, such as mineral castings in the future.
42
WYSTĘPOWANIE ICC W UKŁADZIE ROZRODCZYM LOCHY
R Kilianczyk1, MDomino2, B Pawlinski2, MGodlewski1, Z Gajewski2, R Zabielski1
1)
Department of Animal Physiology, Faculty of Veterinary Medicine, Warsaw University of Life Sciences,
Warsaw, Poland; 2)Department of Animal Reproduction, Faculty of Veterinary Medicine, Warsaw University of
Life Sciences, Warsaw, Poland.
Doktorant: Robert Kiliańczyk
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Romuald Zabielski
Department of Animal Physiology, Faculty of Veterinary Medicine,
Warsaw University of Life Sciences,
Streszczenie:
Niniejsza praca opisuje obecność śródmiąższowych komórek Cajala (ICC) w jajowodzie i
macicy
lochy.
Śródmiąższowe
komórki
Cajala
są
uznawane
za
rodzaj
komórek
rozrusznikowych odpowiedzialnych za generowanie i propagowanie fal wolnych w mięśniówce
gładkiej, a przez to synchronizowanie aktywności motorcznej jelit. Uważą się, że badanie
komórki mogą pełnić podobną funkcję również w innych
narządach zaopatrzonych
w
mięśniówkę gładką.
W jajowodzie i macicy lochy wykazaliśmy odecność komórek o morfologii i
immunofenotypie bardzo zbliżonym do ICC opisywanch w przewodzie pokarmowym.
Wykonaliśmy barwienia histologiczne oraz immunofluorescencyjne utrwalonych skrawków
badanych tkanek, które ocenialiśmy w mikroskopie świetlnym oraz konfokalnym. Rutynowe
barwienie hematoksylina-eozyna miało na celu wstępną ocenę badanych komórek, a badanie
immunofluorescencyjne potwierdzało obecność specyficznych antygenów powierzchniowych
(c-kit / CD 117).
Ciontea i wsp. opisali morfologię i elektorfizjologię ICC w ciężarnej oraz nieciężarnej
macicy ludzkiej. Stwierdzili obecność sieci komórkowej, w której ICC komunikująsię
z miocytami, neuronami oraz drobnymi naczyniami. W podobną sieć układały się badane przez
nas c-kit pozytywne komórki o gwiazdowatych lub wrzecionowatych ciałach komórkowych
zaopatrzonych w długie wypustki.
Shafic i wsp. odnaleźli c-kit pozytywne komórki w macicy ludzkiej w warstwie błony
śluzowej macicy. W naszych badaniach ICC lokalizowały się pomiędzy miocytami w warstwie
mięśniówki gładkiej zarówno jajowodów jak i macicy.
Przypuszczamy, że ICC zgromadzone w cieśni jajowodu mogą pełnić rolę „pierwotnego“
rozrósznika mięśniówki gładkiej ukłądu rozrodczego lochy. Jednak precyzyjne określenie roli
ICC w układzie rozrodczym wymaga dalszych badań.
43
DEMONSTRATION OF ICC APPEARANCE IN PORCINE REPRODUCTIVE
TRACT
R Kilianczyk1, MDomino2, B Pawlinski2, MGodlewski1, Z Gajewski2, R Zabielski1
1)
Department of Animal Physiology, Faculty of Veterinary Medicine, Warsaw University of Life Sciences,
Warsaw, Poland; 2)Department of Animal Reproduction, Faculty of Veterinary Medicine, Warsaw University of
Life Sciences, Warsaw, Poland.
PhD Student:: Robert Kiliańczyk
PhD Student: prof. dr hab. Romuald Zabielski
Department of Animal Physiology, Faculty of Veterinary Medicine,
Warsaw University of Life Sciences,
Abstract:
We describe here appearance of Interstitial cells of Cajal (ICC) in sows oviduct and uterus.
Interstitial cells of Cajal are the pacemaker cells of gut motor activity and have been
suspected to play similar function in other smooth muscle organs for discharging slow
triggering waves.
We found in sows oviduct and uterus cells, which presented the characteristic morphology
and immunologic phenotypes similar to the ICC of the gastrointestinal tract.
ICC were
demonstrated in fixed specimens using histological and immunofluorescent staining, by light
and confocal microscopy appropriately. The standard hemotoxylin-eosin staining was used to
initial discovered of ICC in porcine uterus and fallopian tube and the immunofluorescent
staining was used to confirmed cells specific type of antigens (c-kit / CD 117).
Ciontea et al. presented the morphological and electrophysiological evidence for the
existence of ICC in human pregnant and non-pregnant myometrium, where have formed a
network which contacts smooth muscle cells, nerve cells and capillaries. We were demonstrated
in situ in sows oviduct and uterus c-kit positive, starlike or spindle-shaped cells with very long,
moniliform processes, where have formed a similar network.
Shafic et al. found c-kit positive cells in human uterus but, located apparently in
endometrium, not in myometrium . We were demonstrated evaluated cells in smooth muscle
layers of oviduct and uterus between myocytes.
We speculate that, ICC accumulation in the isthmus might be concerned as the “primary”
pacemaker which initiates slow waves in myometrium and oviduct muscle layers.
However, more studies are needed to fully elucidate the role and extent of ICC cells in the
reproduction tract.
44
ZAŁOŻENIA TEORETYCZNE RAFINACJI KRZEMU METALURGICZNEGO W
METODZIE ODWRÓCENIA KIERUNKU PRZEMIESZCZANIA SIĘ PŁASKIEGO
FRONTU KRYSTALIZACJI W WARSTWIE POD OBNIŻONYM CIŚNIENIEM.
Doktorant: Jarosław Komorowski
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Inż. Piotr Kula
Streszczenie:
W przemyśle elektronicznym oraz fotowoltaicznym niezbędne jest stosowanie elementów
wykonanych z materiałów półprzewodnikowych o wymaganej, wysokiej czystości. Na
Politechnice Łódzkiej opracowano metodę rafinacji cienkich warstw krzemowych, które
charakteryzują się występowaniem obszaru o dużej czystości znajdującego się przy powierzchni
warstwy
oraz
z
obszaru
zawierającego
przypowierzchniowego warstwy,
zanieczyszczenia
które zostały
pochodzące
z obszaru
zepchniete w okolice powierzchni
wysokotopiwego podłoża dzięki przemieszczającemu się płaskiemu frontowi krystalizacji.
Według założeń opisywanej metody, odwrócenie kierunku przemieszczania się frontu
krystalizacji w warstwie krzemowej następuje w wyniku wytworzenia odpowiedniego gradientu
temperatury przy powierzchni roztopionej warstwy krzemowej uzyskanemu dzięki możliwości
indywidualnego grzania oporowego dwóch równolegle umieszczonych, jedna nad drugą
poziomych,
wysokotopliwych
prostokatnych
grzałek,
umożliwiających
przetopienie
sproszkowanego krzemu metalurgicznego w próżni. Na powierzchni warstwy przetopionego
krzemu uzyskuje się większe przechłodzenie niż w miejscu styku warstwy krzemowej z
podłożem molibdenowym stanowiącym dolną grzałkę zdolną do przetopienia surowca w
wyniku grzania oporowego. Kontrolowane sterowanie szybkością grzania oporowego grzałek i
krystalizacji surowca, dodatkowo wspomagane chłodzeniem powierzchni warstwy gazem
obojetnym umożliwia uzyskanie dużej wartości przechłodzenia na powierzchni warstwy
krzemowej. Odpowiedni gradient temperatury pomiedzy powierzchnią warstwy przetapianej, a
powierzchnią podłoża dla przetapianego surowca zapewnia możliwość utrzymywania wysokiej
temperatury podłoża podczas krystalizacji rafinowanej warstwy. Przemieszczanie się płaskiego
frontu krystalizacji od powierzchni warstwy krzemowej w kierunku podłoża powoduje
gromadzenie się zanieczyszczeń przed frontem krystalizacji i „spychanie“ ich w obszar przy
powierzchni podłoża wysokotopliwego. Dodatkowo cały proces rafinacji odbywa się w próżni,
która dodatkowo wspomaga rafinację warstwy krzemowej.
45
THE THEORETICAL ASSUMPTIONS REFINING METALLURGICAL GRADE
SILICON IN A METHOD FOR REVERSING THE DIRECTION OF THE PLANE
FRONT OF CRYSTALLIZATION IN THE LAYER UNDER
REDUCED PRESSURE.
JPhD student: Jarosław Komorowski
Advisor: Prof. dr hab. Inż. Piotr Kua
In the electronic and photovotaic industry it is necessary to use semiconductors high purity
elements. University of Łodź develop method of rafining thin silicon layers,
which are
characterized by a high purity area located at the top of surface layer and the area containing the
impurities which have been pushed in the area of the top of the high fluxionality substrate
surface.
According to the principles of the described method, a reversal of the direction of
movement of the front of crystallization in the layer of silicon occurs as a result produce a
suitable temperature gradient at the surface of the molten silicon layer as obtained thanks to two
individual parallel high melt heating resistor, with one is above the other and they allow melting
of metallurgical grade silicon powder in vacum.
On the surface of melted silicon layer it is possible to obtained larger undercooling than on
the area of interface silicon substrate layer wchih molibdenum substrate witch it fully function
lower molybdenum heater capable of melting the raw material by heating resistance. Controlled
heating rate and crystallization resistance heater material, additionally supported by cooling the
surface layer of inert gas allows a very high value on the surface layer of supercooled silicon. A
suitable temperature gradient between the surface of the molten layer, and the surface of the
substrate to melt the raw material and capable of maintaining a high crystallization temperature
of the substrate during film refined. The movement of the flat front surface of the crystallization
of silicon layers in the direction of the substrate results in the accumulation of dirt in front of the
crystallization and the "pushing" them in the area of the surface of the refractory substrate. In
addition, the process of refining takes place in a vacuum, which also supports a layer of silicon
refining.
46
BIOKATALITYCZNY ROZDZIAŁ ENANCJOMERÓW Α-IZOPROPYLOSERYNY
Doktorant: Bartłomiej Koźniewski*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Janina Ewa Kamińska, prof. nadzw. PŁ
* Instytut Podstaw Chemii Żywności
Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności
Streszczenie:
Niebiałkowe aminokwasy występujące w czynnych biologicznie produktach naturalnych
powstają w wyniku enzymatycznej modyfikacji aminokwasów białkowych. Takie nietypowe
aminokwasy są substratami niezbędnymi do syntezy nowych leków oraz do badań zależności
pomiędzy aktywnością biologiczną, a budową substancji. α-Izopropyloseryna zawierająca dwa
łańcuchy boczne – waliny i seryny należy do grupy aminokwasów niestandardowych.
Celem naszych badań było opracowanie metody otrzymywania obu enancjomerów
pochodnych tego aminokwasu poprzez katalizowany enzymatycznie rozdział formy
racemicznej. Syntezę racemicznego estru etylowego N-benzoilo-α-izopropyloseryny (1)
przeprowadziliśmy adaptując metodykę opracowaną dla α-metyloseryny [1].
H3C
CH3
H3 C
O
H3C
CH3
NH
H3C
O
OH
NH2
O
EtONa
CH3
NH
Ester winylowy
O
EtOH
Lipaza
O
O
O
OH
O
H3C
CH3
NH
O
+
O
O
O
CH3
O
CH3
CH3
NH
O
O
OH
O
CH3
CH3
1
(R)-2
(S)-1
Substrat 1 poddaliśmy reakcji O-acetylowania estrami winylowymi w obecności lipaz.
Spośród ośmiu przetestowanych enzymów wyselekcjonowaliśmy dwa aktywne preparaty, dla
których określiliśmy wpływ rodzaju rozpuszczalnika, donora acetylu, stężeń reagentów oraz
temperatury na szybkość i enancjoselektywność procesu. Najwyższą enancjoselektywność
(E=33) uzyskaliśmy prowadząc O-acetylowanie pochodnej 1 octanem winylu w obecności
Lipozyme TL® IM. Przy 53% konwersji otrzymaliśmy substrat 1-(S) o nadmiarze enancjomerycznym 87%, zaś pochodną O-acetylową 2-(R) o nadmiarze enancjomerycznym 82%.
Literatura:
1. Koźniewski B., Kamińska J.E. Resolution of α-methylserine derivatives via lipase
mediated acetylation, Biotechnol. Food Sci. 2011, 74:3-14
47
BIOCATALYTIC RESOLUTION OF Α-ISOPROPYLSERINE ENANTIOMERS
PhD Student: Bartłomiej Koźniewski*
Supervisor: prof. Janina Ewa Kaminska
* Institute of General Food Chemistry
Faculty of Biotechnology and Food Sciences
Abstract:
Non-protein amino acids, present in biologically active natural products are formed as a
result of enzymatic transformation of proteinogenic amino acids. Such unnatural amino acids
are essential substrates for the synthesis of new drugs, as well as for the studies of structureactivity relationship. α-Isopropylserine containing side chains of two proteinogenic amino acids
– valine and serine – belongs to the group of non-standard amino acids.
The aim of our research was to develop a method for both enantiomers preparation via an
enzyme catalyzed resolution of the racemic α-isopropylserine derivatives. The synthesis of the
racemic N-benzoyl-α-isopropylserine ethyl ester (1) was performed using the method described
for α-methylserine [1].
H3C
CH3
H3 C
O
H3C
CH3
NH
H3C
O
OH
NH2
EtONa
CH3
NH
O
Vinyl ester
O
EtOH
Lipase
O
O
O
OH
O
H3C
CH3
NH
O
+
O
O
O
CH3
O
CH3
CH3
NH
O
O
OH
O
CH3
CH3
1
(R)-2
(S)-1
Substrate 1 was subjected to O-acetylation with vinyl esters in the presence of lipases. From
eight tested enzymes we have found two active preparations, for which we determined the
influence of solvent type, acetyl donor, reagent concentrations and temperature on the reaction
rate and enantioselectivity. We found the highest enantioselectivity (E=33) for O-acetylation of
derivative 1 with vinyl acetate in the presence of Lipozyme TL® IM. At 53% conversion we
obtained the substrate 1-(S) with enantiomeric excess of 87%, and the O-acetyl derivative 2-(R)
with enantiomeric excess of 82%.
Literature:
1. Koźniewski B., Kamińska J.E. Resolution of α-methylserine derivatives via lipase
mediated acetylation, Biotechnol. Food Sci. 2011, 74:3-14
48
KALIBRACJA MODELU KONSTYTUTYWNEGO DLA GRUTNÓW
GRUBOZIARNISTYCH ZA POMOCĄ BADANIA EDOMETRYCZNEGO
Doktorant: Marcin Krasiński*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Marek Lefik, prof. PŁ
* Katedra Geotechniki i Budowli Inżynierskich
Wydział Budownictwa Architektury i Inżynierii Środowiska
Streszczenie:
Test edometrycznych jest jednym z podstawowych inżynierskich badań gruntu . Wynikiem
testu jest opis mechanicznego zachowania gruntu odpowiadającego określonej ścieżce
obciążenia. Większość geotechnicznych podejść projektowych używa jedynie jednej lub
maksymalnie kilku wartości parametrów do opisu sztywnościowego zachowania materiału.
Wobec tego, iż wartość sztywności gruntu nie jest stała,
zależy nieliniowo od wartości
naprężenia oraz zależy od historii obciążenia realistyczny opis zachowania gruntu wydaje się
być trudny do sformułowania przy pomocy jedynie kilku parametrów. Autor proponuje w
zamian podejście oparte na sztucznej sieci neuronowej (SSN) aproksymującej aktualną wartość
Modułu Younga E. Do poprawnego działania sieci niezbędne jest jedynie określenie aktualnej
wartości panujących naprężeń oraz dwóch parametrów materiałowych: kąta tarcia
wewnętrznego φ oraz stopnia zagęszczenia Id. W celu szerokiego inżynierskiego wykorzystania
jej możliwości sieć domyślnie aproksymuje zależność sformułowaną przez Duncan’a i in.
(1980). Jednakże, co jest główną jej zaletą, może być również kalibrowana jeżeli badanie
edometryczne danego gruntu jest dostępne. Kalibracja sieci na podstawie przebiegu badania
pozwala „zapisać“ jego cały przebieg w cechach materiału nie ograniczając go do
wspomnianych wyżej parametrów. Pre-processing danych doświadczalnych użytych w procesie
kalibracji jest wykonywany przez autorski program napisany w obecnie intensywnie
rozwijanym języku Visual C #. Program ten umożliwia jednocześnie wygenerowanie biblioteki
.dll i włączenie jej do procedury obliczeniowej MES. Autorzy pomyślnie przeprowadzili, dla
kilku przykładów gruntów, powyżej opisane obliczenia i uzyskali dobrą zbieżność z wynikami
uzyskanymi w doświadczeniu.
49
CALIBRATION OF CONSTITUIVE MODEL FOR COARSE SANDS USING
OEDOMETRIC TEST
PhD Student: Marcin Krasiński
Supervisor: Prof. Marek Lefik
*Department of Geotechnics and Engineering Structures
The Faculty of Civil Engineering
e-mail address: [email protected]
Abstract:
Oedometric test is one of the basic experimental tools widly used for engineering purposes
in soil mechanics. It is possible to characterise a mechanical behaviour corresponding to a
chosen load path performing this test. Most of geotechnical design approaches take into account
only one or two parameters describing soil stiffness. Since the behaviour of soils is strongly
nonlinear and depends on load history, it is difficult to describe it correctly using only few
oedometric moduli. Author proposes an approach based on Artificial Neural Network (ANN)
that accounts for correct value of Young Modulus at any stress state. The ANN is used for
calculation and numerical representation of actual value of Young Modulus E for coars sand.
The ANN learns firstly stiffness relationship formulated by Duncan at al. (1980). This ANN is
then calibrated with available oedometric test results for coars sands. With the trained ANN and
knowledge about actual stress value, having only two material parameters: friction angle and
density index, it is possible to obtain actual stiffness E. Model of the soil with parameters
calculated by calibrated ANN is definitely closer to real soil behaviour. Pre-processing soil test
data taken to calibration is done by the authors code written in modern Visual C# language. This
program can also produce a library compatible with a FEM code that includes ANN. Some
numerical tests of this procedure were successfully performed by the authors.
50
ANALIZA I MODYFIKACJA TECHNOLOGII TŁOCZENIA UTWIERDZENIA POD
ŁOŻYSKO
Doktorant: Jakub Krawczyk
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski
Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji
Politechnika Wrocławska
Streszczenie:
Praca dotyczy analizy tłoczenia obudowy, w której ma być umieszczone łożysko. W pracy
przedstawiono wyniki badań wytrzymałościowych oraz testów „powiększania otworu“ dla
blachy typu DC04. Rezultaty tych badań posłużyły dalej jako dane materiałowe do symulacji
numerycznej, a następnie zostały wykorzystane przy weryfikacji modelu MES. Wyniki
symulacji numerycznej ujawniły, które obszary są najbardziej narażone na pękanie, a dalsze
modyfikacje modelu, takie jak: zmiana geometrii narzędzi, głębokości tłoczenia itp.
spowodowały odciążenie tych miejsc poprzez bardziej równomierne rozłożenie odkształceń.
Zadanie współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
51
ANALYSIS AND MODYFICATION OF STAMPING TECHNOLOGY OF THE
BEARING CASE
PhD Student: Jakub Krawczyk
Supervisor: Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski
Institute of Production Engineering and Automation
The Faculty of Mechanics
Wrocław University of Technology
Abstract:
The work concerns the analysis of stamping technology of the bearing housing. This paper
presents the results of the tensile and “hole expansion” tests for a DC04 steel. The effects of this
studies were used as material data for the numerical simulation and then were used to verify the
FE model. The results of numerical simulation reveal which areas are most vulnerable to
cracking, and further modifications to the FE model, such as a change of the tools geometry,
depth of stamping, etc. resulted in relief of those areas, by more uniform distribution of
deformation.
Project is co-financed by the European Union as part of the European Social Fund
52
PRZYCZEPNOŚĆ POWŁOKI HYBRYDOWEJ TIO2+HAP NA STOPIE TYTANU
TI6AL7NB WYTWARZANEJ METODĄ ZOL ŻEL
Doktorant: Daniel Kucharski*
Opiekun naukowy: dr inż. Bożena Pietrzyk
Streszczenie:
Streszczenie opisuje tematykę związaną z wytwarzaniem powłok ceramicznych na podłożu
stopu tytanu Ti6Al7Nb z przeznaczeniem w medycynie.
Hydroksyapatyt (HAp) w postaci cienkiej powłoki jest materiałem szeroko stosowanym
przy produkcji implantów długookresowych. Jego zadaniem jest poprawa biokompatybilności,
osteointegracji i bioaktywności pomiędzy implantem, a otaczającą go kością. Takie
zastosowania HAp zawdzięcza chemicznemu i biologicznemu podobieństwu do kości, czego
konsekwencją jest wytworzenie kierunkowego połączenia implantu z kością.
Problemem jaki stawia hydrokyapatyt podzczas stosowania go jako powłoki na stopie
metalu jest jego słaba przyczepność do podłoża, która dodatkowo maleje wraz z upływem
czasu. Niska przyczepność pomiędzy podłożem, a powłoką wynika z dużych różnic
w wartościach modułu Younga i współczynnika rozszerzalności cieplnej tych materiałów. Dla
porównania moduł E dla HAp wynosi ok. 10GPa, a dla stopu Ti6Al7Nb 110 GPa.
Uzyskanie
w
tym
samym
czasie
odpowiednich
właściwości
bioaktywnych
i mechanicznych hydroksyapatytu na podłożu metalowym, może być osiągnięte poprzez
zastosowanie powłoki hybrydowej. Powłoka taka składała się z tlenkowej warstwy przejściowej
i zewnętrznej HAp. Zastosowanie dwutlenek tytanu TiO2 jako warstwy przejsciowej ma na celu
zwiększenie przyczepność powłoki bioaktywnejoraz dodatkowo może działać jako bariera
dyfuzyjna zabezpieczająca przed korozją podłoże stopu Ti6Al7Nb.
Technika, która posłużyła do wytworzenia powłok hybrydowych TiO2 + HAp
z przeznaczeniem na biomateriały jest metoda zol – żel. Powłoki wytwarzane ta metodą
charakteryzują
się
małą
grubością,
wysoką
jednorodnością,
dobrymi
właściwościami
mechanicznymi i chemiczną stabilnością. Sama metoda jest prosta, szybka, tania i charakteryzuje
się niską temperaturą procesu .
Zastosowanie stopu Ti6Al7Nb pod powłoki hybrydowe zostało podyktowane tym, iż
tytan i jego stopy charakteryzują się wysoką biokompatybilnością i dobrą odpornością korozyjną
w środowisku płynów ustrojowych.
53
ADHESION OF HYBRID LAYER TIO2 + HAP ON TI6AL7NB TITANIUM ALLOY
PRODUCED BY SOL GEL TECHNIQUE
PhD Student: Daniel Kucharski
Supervisor: BozenaPietrzyk Ph.D.
*Institute of Materials Science and Engineering.
Abstract:
Subject of abstract describes the production ofceramic coatings on titanium alloy Ti6Al7Nb
with used in medical application.
Hydroxyapatite(HAp) as a thin coatingis a materialwidely usedin the production oflongtermimplants. It shows good biocompatibility and bioactivity betweenimplant and hard
tissue.HAp coatings is due to the chemical and biological similarity to hard tissues, and its
consequent direct bonding to host bones.
Problem of HAp coatingsare poor adhesion to substrate, which additionally decreases with
time. Poor adhesion of hydroxyapatite come from largedifferences in modulus of elasticity and
thermal expansion coefficient, for examplethe modulus of elasticityofHApis 10 GPa and
Ti6Al7Nb is 110 GPa.
Obtainingbothgoodmechanicalproperties and bioactivity onthemetal substratecan be
achieved by hybrid coating.Such a coating consists of titanium dioxide inside and
hydroxyapatite outside. TiO2 as a buffer layer increases adhesion of bioactive coating and work
as corrosion protection for titanium alloy Ti6Al7Nb.
Hybrid coating was produced by sol – gel technique. Coatings obtained by sol – gel
technique are characterized lowthickness,highhomogeneity, good mechanical propertiesand
chemicalstability.The method itselfis simple, fast,cheap andcharacterized a lowtemperature
ofprocess.
Choice of the titanium alloy Ti6Al7Nb under hybrid coatings was dictated by the fact that
titanium and its alloys are characterized by high biocompatibility and good corrosion resistance
in an environment of bodily fluids.
54
ZASTOSOWANIE POMIARU RESPIROMETRYCZNEGO DO OCENY
TOKSYCZNOŚCI WYBRANYCH LEKÓW DLA OSADU CZYNEGO
KONWENCJONALNEGO I GRANULOWANEGO
Doktorant: Jakub Kuśmierczak
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Wojciech Wolf
Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Substancje toksyczne zawarte w ściekach dopływających do komunalnej oczyszczalni mogą
zaburzać jej pracę poprzez hamowanie aktywności biologicznej osadu czynnego. Sytuacji takiej
można uniknąć, jeżeli odpowiednio wcześnie podjęte zostaną działania ochronne, polegające na
monitorowaniu toksyczności dopływających ścieków. Najpopularniejszą metodą oceny
toksyczności ścieków w biologicznych oczyszczalniach jest Biochemiczne Zapotrzebowanie
Tlenu (BZT). BZT jest miarą ilości tlenu zużywanego do rozkładu substancji organicznych
przez mikroorganizmy tlenowe w próbce ścieków.
Oznaczenie krótkoterminowego BZT umożliwia respirometria, która polega na pomiarze i
interpretacji szybkości poboru tlenu (Oxygen Uptake Rate - OUR) przez osadu czynny.
Szybkość poboru tlenu określa się na podstawie respirogramu, czyli profilu stężenia
rozpuszczonego tlenu wynikającego z funkcji metabolicznych bakterii w trakcie procesu
biodegradacji. Ilość pobranego tlenu określa się poprzez całkowanie profilu OUR. Toksyczne
zanieczyszczenia mogą zmniejszyć zdolność osadu do biodegradacji, co można określić z pola
pod respirogramem w odniesieniu do pomiaru kontrolnego.
Ocena toksyczności dla osadu konwencjonalnego i granulowanego (~2g MLSS/L) została
wykonana z użyciem soli sodowych diklofenaku i ibuprofenu (5 mg/L). Substratami odniesienia
były: ściek syntetyczny i octan sodu (ChZT odpowiednio 0,5 g O2/L i 0,4 g O2/L). Na podstawie
uzyskanych wyników stwierdzono, że badane substancje przy zastosowanym stężeniu nie
hamują w znaczącym stopniu wydajności oczyszczania. Potwierdzone to zostało redukcją
substratów odniesienia (~ 65%), ilością tlenu wyznaczonego z respirogramu (~ 40 mg O2/g
MLSS) i minimalnym zmniejszeniem wartości SOURmax dla obu rodzajów osadów. Stopień
usunięcie farmaceutyków podczas badania zawierał się w zakresie 10 - 30%, co można
przypisać
zarówno
procesom
biotransformacji
jak
i
biosorpcji.
55
APPLICATION OF RESPIROMETRIC TEST FOR THE TOXICITY ASSESSMENT
OF CHOSEN DRUGS TO ACTIVATED CONVENTIONAL AND GRANULAR
SLUDGE
PhD Student: Jakub Kuśmierczak
Supervisor: Prof. Wojciech Wolf
Abstract:
Toxicants in municipal sewage treatment plant influent wastewater may inhibit the
biological activity of the activated sludge and cause treatment plant process upsets. Such
process upsets may be avoided if influent wastewater is monitored for toxicity and protective
actions are taken when toxicity is detected. The most common method that is used for assessing
wastewater toxicity to biological treatment systems is Biochemical Oxygen Demand (BOD).
BOD is a measure for the quantity of oxygen required to decompose the organic matter by
aerobic micro-organisms in a sample of water.
Short-term BOD can be determined via respirometry which deals with the measurement and
interpretation of the oxygen uptake rate (OUR) by activated sludge. The oxygen uptake rate is
derived from the respirogram, which is the dissolved oxygen profile resulting from the
metabolic functions of bacteria during the biodegradation process. The integral of the OUR
profile is a measure of BODst. The degradation capacity of the sludge can be lost due to the
toxicity and it affects the area of the respirogram (referring the BODst).
The toxicity assessment for conventional and granular sludge (~2g MLSS/L) was done by
using diclofenac and ibuprofen sodium salts (5 mg/L). Synthetic wastewater and sodium acetate
was used as a reference substrates - COD 0,5 and 0,4 g O2/L respectively.
Results have indicated that the tested substances did not exert any significant inhibitory
effect on the treatment performance of the activated sludge at the applied concentration. It was
confirmed by reduction of reference substrates (~65%), quantity of oxygen determined from the
OUR profile (~40 mg O2/g MLSS) and minimum reduction of SOURmax values for both types of
sludges. Pharmaceutical removal during the test was in the range of 10 – 30% what can be
attributed to both biotransformation and biosorption processes.
56
DEGRADACJA POJĘCIA LOFTU NA PRZYKŁADZIE WSPÓŁCZESNYCH
POLSKICH REALIZACJI
Doktorant: Joanna Kuydowicz
Opiekun naukowy: dr hab. inż. arch. Joanna Olenderek, prof. PŁ
Streszczenie:
W ostatnich latach w Polsce coraz częściej można obserwować rewitalizacje obiektów
poprzemysłowych, które zostały opuszczone w wyniku intensywnych zmian gospodarczych.
Jednym ze sposobów zagospodarowania jest przeznaczenie ich na lofty.
Obecnie istnieje duże zainteresowanie mieszkaniami w obiektach poprzemysłowych, jednak
pojęcie loftu ulega komercjalizacji i jest używane w błednym znaczeniu. Problemem jest
nadużywanie
nazwy
"loft",
jak i
jakość przeprowadzanych rewitalizacji
obiektów
pofabrycznych.
57
DEGRADATION OF THE CONCEPT OF LOFT BASED ON CONTEMPORARY
POLISH EXAMPLES
PhD Student: Joanna Kuydowicz*
Supervisor: dr hab. inż. arch. Joanna Olenderek, prof. PŁ
Institute of Architecture and Urban Planning
Abstract:
Revitalization of post-industrial architecture has become popular in Poland in recent years,
especially as a new way to create living environment. Due to economical or political changes,
factories and other industrial building were abandoned and left without any new use. Nowadays,
the idea of a loft is often commercialized and used in a wrong way. The question is how a word
"loft" should be used and, more generally, how post-industrial buildings should be revitalized.
58
METODY WYKRYWANIA OBIEKTÓW NA OBRAZACH
Doktorant: Jagoda Lazarek*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Piotr Szczepaniak
* Instytut Informatyki
Wydział Fizyki Technicznej, Informatyki i Matematyki Stosowanej
Streszczenie:
Wykrywanie istotnych semantycznie obiektów na obrazach jest bardzo ważnym etapem
w procesie analizy obrazu. Określenie fragmentów obrazu zawierających poszukiwane obiekty
pozwala na zmniejszenie ilości danych, które są analizowane w kolejnych etapach – wpływa to
na efektywność procesu przetwarzania. Istnieje wiele metod umożliwiających wykrywanie
obiektów, a następnie ich klasyfikację. Wybór odpowiedniej metody uzależniony jest od typu
rozwiązywanego problemu. Podczas prezentacji omówione zostaną m.in. filtr Sobela, metoda
rozrostu regionów, sieci neuronowe.
59
METHODS OF OBJECTS DETECTION IN IMAGES
PhD Student: Jagoda Lazarek*
Supervisor: Piotr Szczepaniak, PhD, Dsc, Full Professor
* Institute of Information Technology
The Faculty of Technical Physics, Information Technology and Applied Mathematics
Abstract:
Detection of semantically significant objects in images is an important step in image
analysis. It is important to find the areas of the image, where such elements potentially exist.
Preprocessing only a part of image gives the possibility to improve efficiency of image
processing. There are a lot of methods of object detection and object recognition. Choosing the
right method depends on the type of problem that has to be solved. During presentation some of
methods will be presented – i.a. Sobel filter, method of growing regions, neural networks.
60
OPTYCZNE ROZPOZNAWANIEZNAKÓW Z UŻYCIEM TECHNIK
SZTUCZNEJINTELIGENCJI
Doktorant: Adam Musiał
Opiekun naukowy wskazanego tematu:prof. dr hab. inż. Piotr Szczepaniak
J.M. Prorektor ds. rozwoju Uczelni
Opiekun naukowy na studiach doktoranckich: prof. dr hab. inż. Włodzimierz Jemec
Nazwa jednostki naukowej: Instytut Informatyki
Nazwa wydziału: Wydział Fizyki Technicznej, Informatyki i Matematyki Stosowanej
Nazwa uczelni: Politechnika Łódzka
Streszczenie:
Celem prezentacji jest krótkie ukazanie moich wyników badań przeprowadzonych podczas
przygotowywania pracy magisterskiej na Wydziale Fizyki Technicznej, Informatyki
i Matematyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej.
Uznałem, że wyniki te oraz w szczególności przygotowane metody będą warte ukazania
Gronu Naukowemu, ponieważ podczas realizacji tej pracy magisterskiej nie tylko
przygotowano kompleksowy działający system, lecz także dokonywano optymalizacji różnych
warstw aplikacji.
Praca magisterska wymagała przede wszystkim przygotowania działającego systemu OCR
z wykorzystaniem technik sztucznej inteligencji.System ten musiał być w stanie na podstawie
wczytanego obrazu z szeryfowym podzielnym tekstem podać łańcuch znaków, stanowiący
komputerową reprezentację tegoż właśnie tekstu. W tym celu skorzystano m.in. z transformaty
Fouriera oraz próbowano zastosować różne wersje klasyfikatorów. Bardzo ważnym punktem
stało się dopracowywanie m.in. własnych algorytmów graficznych, optymalizujących obraz
wejściowy oraz zwiększanie zdolności uogólniania systemu.
Swoistą ciekawostką są najtrudniejsze przykłady obrazów, które z sukcesem poddano
rozpoznawaniu. Obrazy te zostały potraktowane również jako wyniki badań, gdyż reprezentują
jakość i zdolność algorytmu do radzenia sobie z różnymi rodzajami zaszumień obrazu oraz
układu tekstu. Warto zwrócić uwagę, że dla wszystkich przykładowych obrazów poprawność
przetwarzania własnym algorytmem wyniosła 100% i to nawet wtedy, gdy wybrane komercyjne
rozwiązania ukazywały istotne błędy rozpoznawania (powody tego zostaną przedstawione).
W toku prezentacji ukazane zostaną m.in.: cel badań, ogólne umiejscowienie systemu OCR
względem systemem rozpoznawania wzorców, szczegółowe ukazanie kolejnych warstw
systemu z uwzględnieniem innowacyjnych momentów algorytmu, ukazanie przykładowych
obrazów rozpoznanych przez algorytm ze 100% poprawnością oraz dalsze kierunki rozwoju.
61
OPTICAL CHARACTER RECOGNITION USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE
TECHNOLOGIES
PhD Student: Adam Musiał
Supervisor of shown research: Prof. Peter Szczepaniak, Ph.D., Eng.
H.M.Vice-RectorforUniversity Development
Supervisior of Ph.D. studies: Prof. Volodymyr Yemyets, Ph.D., Eng.
Department: Institute of Technology
Łódź University of Technology, Poland (Technical University of Łódź, Poland )
Abstract:
The aim of the presentation is to show my scientific research achievements, which were made
during the creation of my master’s thesis at The Faculty of Technical Physics, Information
Technology and Applied Mathematics at Łódź University of Technology.
In my opinion those achievements are remarkable enough to be shown to the Scientific World.
Not only a working system was created, but it was also optimized in many ways.
During that research a complete OCR system which uses Artificial Intelligence technologies
was created. It was able to convert images with serif letters into computer text strings. To do
so the Fourier Transform and various classifiers were used.Another important achievementswere
for example my own graphics algorithms which were optimizing the input images.
Interesting things are the example images with 100% recognition accuracy ratios. They will be
treated as an additional research result, because they show how good the system is in terms of
eneralisation and anti-noise algorithms.Another nice feature is that some example images were
recognised with 100% accuracy when using my system and in the same time they were recognized
with the lower accuracy when using some of paid systems (those reasons will be shown during
the presentation).
During the main presentation I will describe the following aspects: general overview,
comparison of the OCR system with classic pattern recognition algorithm, detailed presentation
of the most important system components including achieved innovations, presentation of
example images with 100% recognition accuracy, short presentation of development potentialities.
62
OPTYMALIZACJA NIEDESTRUKTYWNEGO BADANIA USZKODZEŃ
Z UŻYCIEM METOD SOFT COMPUTINGU
Doktorant: Adam Musiał
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Włodzimierz Jemec
Nazwa jednostki naukowej: Instytut Informatyki
Nazwa wydziału: Wydział Fizyki Technicznej, Informatyki i Matematyki Stosowanej
Nazwa uczelni: Politechnika Łódzka
Streszczenie:
Przygotowany plakat ukazuje kolejną formę optymalizacji niedestruktywnych metod
wykrywania uszkodzeń. Opisane wyniki zostały uzyskane podczas zajęć z przedmiotu
Obliczenia inteligentne na Wydziale Fizyki Technicznej, Informatyki i Matematyki Stosowanej.
Jedną z najbardziej obiecujących metod są niedestruktywne systemy detekcji uszkodzeń
polegające na sygnałach pomiarowych. Systemy te zdolne są klasyfikować uszkodzenia poprzez
analizę otrzymanych sygnałów z odbiorników.
Ukazane badania korzystają ze zdobyczy sztucznej inteligencji oraz algorytmów
genetycznych jako głównych innowacji – te ostatnie stanowią podstawę opisywanej
optymalizacji. Co więcej, elementy logiki rozmytej zostały użyte, aby opisywać jakość każdego
z rozwiązań.
Ogólna metoda propagowana w cytowanych źródłach pozwala na klasyfikację zniszczeń
z użyciem czterech aktywnych sensorów PZT, z których jeden z nich transmituje sygnał, a
kolejne trzy odbiorniki rejestrują zastane przebiegi.
W moim rozwiązaniu zastosowano trzy znaczące innowacje:
pierwszą innowacją jest użycie sieci neuronowej ze zdolnością do dynamicznej kreacji
struktury [klasyfikacja danych];
drugą innowacją jest użycie algorytmu genetycznego do celów znalezienia zarówno
najlepszej konfiguracji architektury sieci neuronowej, jak również najbardziej optymalnego
układu odbiorników [optymalizacja];
trzecią innowacją jest użycie elementów logiki rozmytej, żeby móc opisywać jakość
każdego z rozwiązać z użyciem zmiennych lingwistycznych i operatorów lingwistycznych.
Podsumowując, nie tylko sam klasyfikator jest optymalizowany, lecz również sposób
dokonywania pomiaru. Co więcej, wszystkie wymagania mogą być zapisane poprzez wyrażenia
zrozumiałe dla człowieka z użyciem wyrażeń lingwistycznych.
63
OPTIMISATION OF NON-DESTRUCTIVE DAMAGE DETECTION
USING SOFT COMPUTING TECHNOLOGIES
PhD Student: Adam Musiał
Supervisor: Prof. Volodymyr Yemyets, Ph.D., Eng.
Department: Institute of Technology
ŁÓDŹ UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, POLAND (Technical University of Łódź, Poland )
Abstract:
The Prepared poster shows another optimisation of a non-destructive damage detection
system. The mentioned results were obtained during the classes of Soft Computing at Łódź
University of Technology.
One of the most promising methods are the non-destructive damage detection systems based
on signals measurements. They are able to classify damages by analysis of received signals
from transmitter.
Presented research includes Artificial Intelligence and Genetic Algorithms as the main
innovation. Especially the latter is the main thing of optimisation. Moreover, the elements of
Fuzzy Logic were used to describe the quality of each solution.
General method found in cited references is able to classify damages using four active PZT
sensors. One of them is transmitting signals and three others are obtaining measured results.
There are three points of innovation in my solution:
•
first point is to use the Feedforward Neural Network with the ability of dynamic
structure creation [data classification];
•
second point is to use the Genetic Algorithm for the purpose of finding both: the best
Artificial Neural Network architecture configuration and the most optimal receivers placement
coordinates [optimisation];
•
third point is to use elements of Fuzzy Logic to describe the quality of each solution
using linguistic variables and linguistic operators [quality description].
Summing up, not only the classifier is being optimised, but also the measurement
parameters optimisation is being proceeded. Moreover, all requirements may be written in
human-understandable form using linguistic expressions.
64
WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE I KATALITYCZNE DITLENKU TYTANU
PO AKTYWOWANIU W H2 I O2
Doktorant: Justyna Nadajczyk*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Ireneusz Kocemba
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
TiO2 należy do najważniejszych i
heterogenicznej.
Należy
do
najczęściej
półprzewodników
typu
badanych tlenków
n
i
posiada
w katalizie
kilka
struktur
krystalograficznych. Wykorzystywany jest jako katalizator, nośnik faz metalicznych lub jako
dodatek w złożonych układach katalitycznych [1,2]. Do czynników determinujących jego
właściwości można zaliczyć rodzaj stosowanej obróbki wstępnej. W zależności od atmosfery
i temperatury obróbki mogą ulegać zmianie jego właściwości fizykochemiczne, co w znaczący
sposób może odziaływać na aktywność katalityczną.
Celem pracy było zbadanie wpływu warunków obróbki wstepnej
na wałaściwości
fizykochemiczne i katalityczne TiO2 w reakcji utleniania CO. Przed pomiarami aktywności
próbki były wygrzewane w atmosferze utleniającej i redukującej w różnych temepraturach.
W celu scharakteryzowania właściwości TiO2 użyto następujących technik badawczych: XRD,
SEM, TPR-H2, pomiary chemisorpcyjne.
W badaniach wykorzystano TiO2 P-25 Degussa o powierzchni właściwej 50 m2/g
i czystości 99,5%. Składa się on z anatazu i rutylu w stosunku wagowym 70/30.
Do pomiarów aktywności katalitycznej zastosowano metodę TPSR (temperaturowoprogramowana reakcja powierzchniowa). Pomiary prowadzono w zakresie 25-350oC.
Mieszanina gazowa zawierała 0,5% obj. CO w powietrzu. Stężenie CO2 za reaktorem
analizowano za pomocą analizatora gazowego z detektorem IR.
Z otrzymanych rezultatów wynika, że rodzaj obróbki wstępnej ma wpływ na właściwości
zarówno fizykochemiczne, jak i katalityczne badanego tlenku.. Stwierdzono, że obróbka
wstępna w wodorze zdecydowanie bardziej promuje aktywność katalityczną TiO2 w badanej
reakcji, niż obróbka w atmosferze utleniającej.
Literatura:
[1] A.L. Linsebigler, G.Lu, J.T. Lates, Chem. Rev., 95 (1995) 735-758
[2] V. Idakiev, T. Tabakova, Z.-Y. Yuan, B.-L. Su. Appl. Catal. A, 270 (2004) 135-141
Praca finansowa z grantu: G7613/B/H03/2011
65
THE PROPERTIES AND CATALYTIC ACTIVITY OF TITANIUM DIOXIDE
AFTER PRETREATMENT IN H2 AND O2
PhD student: Justyna Nadajczyk*
Supervisor: dr hab. inż. Ireneusz Kocemba
Chemical Department
Abstract:
TiO2 is one of the most important and intensively studied oxide in the catalytic area. It is ntype semiconductor with several crystal structures. It is used as a stabilizer of the metallic phase,
an additive or as a textural promoter [1-2]. One of the key factors affecting its physicochemical
properties are the pretreatment conditions. Depending on the kind of atmosphere and
temperature the properties of TiO2 such as: phase composition, surface area or sorption capacity
can be modificated which finally influences its catalytic activity.
The aim of work was to study the influence of pretreatment conditions on properties and
catalytic activity of TiO2. The samples were pretreated under reduction and oxidation
atmospheres at various temperatures and their effect on catalytic activity in CO oxidation was
investigated. The properties of TiO2 were studied using the following techniques: XRD, SEM,
TPR, TPO, O2 and CO chemisorption.
In all experiemnts TiO2 P-25 Degussa was used. It is a commercial powder with the surface
area of 50 m2 /g and purity > 99,5%. It is composed of anatase and rutile in the weight ratio
70/30.
The temperature-programmed surface reaction (TPSR) method was used to measure
catalytic activity in the range 25-350oC. The reacting mixture was CO/air (0.5 vol.% CO, 99.5
vol.% air) with a total flow rate of 50 ml/min. The concentration of carbon monoxide behind
the reactor was monitored on-line by CO2 Infrared Gas Analyzer.
The results show that the kind of pretreatment has a influence on physicochemical and
catalytic properties of TiO2. It was claimed that annealing in H2 much more activates TiO2 in
CO oxidation than in oxygen atmosphere.
Literature:
[1] A.L. Linsebigler, G.Lu, J.T. Lates, Chem. Rev., 95 (1995) 735-758
[2] V. Idakiev, T. Tabakova, Z.-Y. Yuan, B.-L. Su. Appl. Catal. A, 270 (2004) 135-141
This work was supported by Grant: 7613/B/H03/2011
66
NISKOTARCIOWE NANOKOMPOZYTOWE POWLOKI NA BAZIE MOS2 ORAZ
AMORFICZNEGO WĘGLA
Doktorant: Piotr Nolbrzak
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Bogdan Wendler
Streszczenie:
Niskotarciowe, nanokompozytowe powłoki typu MoS2(Ti,W) oraz nc-MeC/a-C(:H) (gdzie
Me oznacza metal przejściowy Cr, Ti lub W) zostały opracowane w celu zwiększenie
żywotności oraz niezawodności par ciernych występujących w elementach silników, elementów
maszyn i urządzeń, zwłaszcza w zastosowaniach dla przemysłu lotniczego, samochodowego
oraz maszynowego. Powłoki na bazie węgla nc-MeC/a-C(:H) zawierają nanokrystality
węglików
wymienionych
metali
przejściowych
w
osnowie
uwodornionego
lub
nieuwodornionego amorficznego węgla. Powłoki MoS2(Ti, W) w swojej strukturze zawierają
wydzielenia tytanu oraz wolframu w osnowie dwusiarczku molibdenu. Wszystkie wymienione
powłoki osadzane były metodą rozpylania magnetronowego z użyciem czystych targetów
metalicznych, węglowych oraz ze spieku dwusiarczku molibdenu z dodatkiem tytanu w
atmosferach roboczych z czystego Ar bądź mieszaniny Ar + H2.
Przedstawione powłoki charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami tribologicznymi
tj. niskimi współczynnikami tarcia w zakresie 0,1 ÷0,03 oraz wysoką odpornością na zużycie
o charakterze tarcia.
Dzięki samosmarownym wlaściwością powłok MoS2(Ti,W) oraz nc-MeC/aC (H) staje się
możliwe ograniczenie a nawet zrezygnowanie z konwencjonalnych środków smarujących.
Dzięki temu koszty eksploatacyjne urządzeń oraz negatywny wpływ na środowisko ulegają
redukcji.
67
LOW FRICTION NANOCOMPOSITE COATINGS BASED ON MOS2 AND
AMORPHOUS CARBON
PhD Student: Piotr Nolbrzak
Supervisor: Professor Bogdan Wendler, D. Sc., Ph. D.
Institute of Materials Science and Engineering
Abstract:
Low friction, nanocomposite MoS 2 (Ti, W) and nc-MeC/aC (H) (where Me represents
a transition metal of Cr, Ti, or W) coatings were developed to increase the lifecycle and
reliability of the friction pairs of elements in the engine, machine parts and equipment,
particularly for aerospace, automotive and engineering industries. Carbon based nc-MeC/aC (H)
coatings contain nanocrystallites of carbides of the mentioned transition metals in a matrix of
hydrogenated or non-hydrogenated amorphous carbon. MoS2(Ti, W) coatings in their structure
contain the separation of titanium and tungsten in a matrix of molybdenum disulfide. All of
these coatings were deposited by magnetron sputtering with pure metallic, carbon, and sintered
molybdenum disulphide with titanium targets in the working atmosphere of pure Ar or Ar + H2
mixture.
The presented coatings achieve very good tribological properties such as low coefficient of
friction in the range 0.03÷0.1, and high resistance to wear.
Owning to self-lubricating properties of the MoS2(Ti,W) and nc-MeC/aC (H) coatings it is
possible to limit, or even to eliminate the need of conventional lubricants. In this way the
exploitation costs of the machine as well as the negative impact on the natural environment may
be significantly reduced.
68
POWŁOKI TIO2 NA TKANINACH BAWEŁNIANYCH NAKŁADANIE METODĄ
PLAZMOCHEMICZNA
Doktorant: Agnieszka Nosal*
Opiekun naukowy: Dr hab. inż. Hieronim Szymanowski, prof. PŁ
Streszczenie:
Zainteresowanie dwutlenkiem tytanu ( TiO2) w wielu dziedzinach życia codziennego staje
się coraz bardziej powszechne, ze względu na jego właściwości fotokatalityczne. Absorpcja
promieniowania ultrafioletowego przez powłokę TiO2 powoduje wzrost jej właściwości
hydrofilowych oraz indukuje bakteriobójczość do bardzo wysokiego poziomu. Pokrywanie
płaskich wyrobów włókienniczych powłoką TiO2 znacząco polepsza walory użytkowe. Badane
są tkaniny z powłokami z dwutlenku tytanu, które nadają im właściwości samoczyszczące i
antybakteryjne. Dzięki tym badanią w przyszłości będzie można szyć ubrania, z których pod
wpływem światła UV będzą znikać plamy, zanieczyszczenia oraz bakterie. Powłoki TiO 2 na
tkaniny nanoszone są najczęściej metoda zol-żel jednak trwają również badania nad
nanoszeniem powłok metodą PE CVD.
W niniejszej pracy przedstawiono tkanine bawełnianą o splocie płóciennym,
na którą
została naniesiona powłoka TiO2 medodą RF PECVD. Jako prekursor procesu wykorzystany
został czterochlorek tytanu (TiCl4). Morfologia powłok została zbadana za pomocą
elektronowego
mikroskopu skaningowego SEM. Przeprowadzono także badania trwałości
powłoki podczas prania z detergentem w 40 C. Również na tkaninach został wykonany test
zmiany intensywności zabarwien plam z soku buraka, soku malinowego oraz błękitu
metylowego w celu pokazania efektu fotoczyszczącego powłok. Przeprowadzono także analizę
zwilżalności powłoki w oparciu o pomiar kąta zwilżania.
69
TITANIA COATINGS ON COTTON TEXTILE DEPOSITED BY
PLASMOCHEMICAL TECHNOLOGY
PhD Student: Agnieszka Nosal*
Supervisor: Dr hab. inż. Hieronim Szymanowski, prof. PŁ
Abstract:
Due to its photocatalytic properties, an interest in titanium dioxide (TiO2) becomes broadly
spread in various areas of life. The absorption of UV radiation by TiO2 coating results in a
substantial increase of its hydrophilicity and induces bactericidal effect. Coating of textiles with
TiO2 layers also significantly improves their quality. Titanium dioxide coated textiles are being
tested for of self-cleaning and antibacterial properties. Thanks to these studies it will be possible
in the future to produce selfcleaning clothes, in which the UV light should stimulate an easy
removal of stain, pollutants and bacteria. TiO2 coatings are usually applied onto textiles with the
sol-gel method, however, there is also ongoing research in the field of application of the PE
CVD method for that purpose.
In the present work, a plain weave cotton fabric with the TiO2 coating deposited using the
RF PECVD method, is described. An inorganic precursor - the titanium (IV) dichloride was
used as the source of titanium. Morphology of the coatings was examined with the scanning
electron microscopy SEM. Tests were carried out on fabric with TiO2 layer before and after
washing with a detergent at 40oC. The fabrics were also stained with the beetroot and raspberry
juice as well as with methyl blue, in order to follow the effect of photo-cleaning coatings.
Finally, an analysis of the coatings wettability was performed based on the contact angle
measurement.
70
SKROBIA I DWUTLENEK TYTANU JAKO WYPEŁNIACZE DLA POLIMERÓW
Doktorant: Katarzyna Oleśko
Opiekun naukowy: Dr hab. inż. Hieronim Szymanowski, prof. PŁ
* katedra: Inżynieria Materiałowa
Wydział: Mechaniczny
Streszczenie:
Wypełniacze biodegradowalne (naturalny polimer) i fotobiodegradowalne (dwutlenek
tytanu), których rozkład jest stosunkowo szybki, powodują utratę gęstość kompozytu, a tym
samym prowadzi do jego rozpadu [1]. Ten proces przyspiesza proces degradacji matrycy
polimerów syntetycznych [2]. Niestety, podczas procesu wytwarzania kompozytów napotyka
się sporo trudności. Wynika to z faktu różnic w energii powierzchniowej cząstek wypełniacza w
matrycy węglowej [5]. Powoduje to powstanie aglomeratów, które charakteryzują się niestety
dużymi rozmiarami sięgającymi nawet kilku mikrometrów [3,4].
Modyfikacja plazmo-chemiczna wypełniaczy dla photo-biodegradowalnych materiałów
kompozytowych jest coraz szerzej stosowana w międzynarodowych laboratoriach. Proces
degradacji dla polimerów syntetycznych, stanowiących matryce, przyspieszany jest poprzez
dodawanie wypełniaczy takich jak: skrobia (naturalny polimer) czy dwutlenek tytanu. Zakłada
się również, że taki kompozyt będzie wykazywała właściwości fotokatalityczne(TiO2). Dzięki
czemu napromieniowanie światłaem UV-B większym stopniu przyspieszy proces degradacji
macierzy.W miniejsza praca przedstawia wpływ modyfikacji powierzchni wypełniacza na
właściwości fizyczne i chemiczne. Do zbadania zwilżalność skrobi i TiO2, wykorzystano
metodę kapilarnego wzniesienia. Natomias ocenę stopnia usieciowania przeprowadzono na
podstawie analizy absorbcyjnej przy wykorzystaniu spektroskopi furierowskiej (FTIR).
71
STARCH AND TITANIUM DIOXIDE AS FILLERS TO POLYMER
PhD Student: Katarzyna Oleśko*
Supervisor: Dr hab. inż. Hieronim Szymanowski, prof. PŁ
Institute of Materials Science and Engineering
Abstract:
The presence of a biodegradable (natural polymer) and photobiodegradable (titanium
dioxide) fillers which decompose relatively quickly, results in a loss of material's density, and,
consequently, it leads to its disintegration [1]. This process certainly accelerates a degradation
of the matrix synthetic polymer [2]. Unfortunately, the manufacture process of such composites
encounters difficulties comprising agglomeration of these fillers. Due to substantial differences
in surface energy of filler particles in the carbon matrix [5], the resulting agglomerates may
have dimensions as large as several micrometers [3,4].
A method of plasma-chemical modification of fillers for photo-bio-degradable composite
materials is described. In these materials, a synthetic polymer constitutes a matrix, with the
fillers being natural polymer (starch) and titanium dioxide degradation process. It has been
assumed that such a composite will exhibit photocatalytic (TiO2), both aimed at a substantial
quickening of the matrix degradation process. It has been assumed that such a composite will
exhibit photocatalytic properties, stirred by the irradiation with the UV-B light. In this work, the
effect of surface modification of the filler on its physical and chemical properties is described.
For the determination of starch and TiO2 wettability, the effect of capillary elevation was used.
An assessment of the degree of cross-linking was made on the basis of the Furrier Transform
Infrared (FTIR) absorption analysis.
72
JEDNOELEKTRONOWE UTLENIANIE SOLI SODOWEJ KWASU PKUMENOSULFONOWEGO W ŚRODOWISKU WODNYM
Doktorant: Lidia Osiewała*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski, dr Adam Socha
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Sól sodowa kwasu p-kumenosulfonowego (SCS) jest substancją hydrotropową, która zdolna
jest do rozpuszcza związków organicznych zawartych w wodzie. Typowymi związkami
hydrotropowymi są: mocznik, kwas cytrynowy, benzoesan sodu, salicylan sodu, aromatyczne
kwasy sulfonowe, oraz ich sole. Związki te w porównaniu do typowych surfaktantów zawierają
zwykle niewielkie grupy hydrofobowe i hydrofilowe, dlatego też nie są zdolne do tworzenia
struktur micelarnych tak jak w przypadku typowych surfaktantów. Ze względu na swoje
właściwości stosowane są w kąpielach galwanicznych, preparatach czyszczących, oraz
procesach ekstrakcji.
W pracy przedstawiono wyniki badań pulsowej i stacjonarnej radiolizy SCS w środowisku
wodnym przy stężeniu SCS niższym od minimalnego stężenia hydrotropu MHC. Reakcję
utlenienia cząsteczki SCS wykonano za pomocą rodników •OH, N3•, Br2•-, Cl2•-, O•- oraz SO4•-.
Sól sodowa kwasu p-kumenosulfonowego reagowała z rodnikami •OH, Cl2•-, SO4•-, O•-,
natomiast rodniki takie jak N3• i Br2•- nie były w stanie utlenić cząsteczki związku
hydrotropowego, ze względu na zbyt niski potencjał redukcji rodników. Jednoelektronowe
utlenienie cząsteczki SCS za pomocą rodników •OH i Cl2•- prowadziło do tworzenia produktów
przejściowych, takich jak: OH-addukty SCS absorbujące przy λmax = 315 i 330 nm oraz
rodników benzylowch absorbujących przy λmax = 285 nm, które powstają w tej samej skali
czasowej. W obu przypadkach w pomiarach stacjonarnych na widmie UV-Vis zaobserwowano
tworzenie nowego pasma w zakresie od 232 do 350 nm, które prawdopodobnie odpowiada
produktom utlenienia cząsteczki SCS. Utlenienie cząsteczki związku hydrotropowego za
pomocą anionorodnika SO4•- prowadziło do tworzenia OH-adduktów SCS absorbujące przy λmax
= 338 nm, które powstawały w pierwszym etapie reakcji i były prekursorami rodników
benzylowych absorbujących przy λmax = 285 nm.
73
ONE-ELECTRON OXIDATION OF SODIUM P-CUMENESULFONATE IN
AQUEOUS SOLUTION
PhD Student: Lidia Osiewała*
Supervisor: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski, dr Adam Socha
Abstract:
Sodium p-cumenesulfonate (SCS) belongs to a class of water-soluble organic compounds,
commonly referred to as hydrotropes, substances which solubilize water-insoluble organic
compounds. Common hydrotropes are urea, citric acid, sodium benzoate, sodium salicylate,
aromatic sulfuric acids, and their sodium salts. Hydrotropes generally contain small
hydrophobic and hydrophilic moiety, thus do not form micelles, but facilitate solubility of
organic compounds like drugs in water. Hydrotropes are used in cleaning products, as inhibitors
of corrosion, in electroplating baths, and in extraction processes.
We present the results of investigations concerning the pulse and steady-state radiolysis of
SCS aqueous solutions with the concentration below MHC with radicals: •OH, N3•, Br2•-, Cl2•-,
O•-, SO4•-. Sodium p-cumenesulfonate is very reactive towards •OH, Cl2•-, SO4•-, O•- radicals. On
the other hand, weaker oxidants such as N3• or Br2•- are not able to oxidize SCS. The lack of
reactivity results from the lower oxidation potential of both radicals in comparison with the
oxidation potential of SCS. One-electron oxidation of SCS in the reaction with •OH and Cl2•radicals leads to the formation of the intermediate species in the same time scale: OH-adduct
(band at λmax = 315 and 330 nm) as well as to the benzyl type radicals (band at λ max = 285 nm).
In both cases, steady-state radiolysis experiments prove the formation of the new absorption
band in the range from 232 to 350 nm. The oxidation with SO4•- anion radicals leads to the
formation of OH-adducts (band at λmax = 338 nm), which are precursors of benzyl type radicals
(band at λmax = 285 nm).
74
WPŁYW PROCESU WYGRZEWANIA NA WŁAŚCIWOŚCI
DOMIESZKOWANYCH ŻELAZEM POWŁOK TIO2.
Doktorant: Sławomir Owczarek
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Hieronim Szymanowski, prof. PŁ
Streszczenie:
Powszechnie wiadomo, że powłoki ditlenku tytanu wykazują właściwości fotokatalityczne.
Jednakże właściwości te są ograniczane przez proces rekombinacji ładunków elektrycznych
oraz przez względnie dużą przerwę optyczną. W celu obniżenia czasu rekombinacji pary
elektron-dziura elektronowa stosuje się domieszkowanie ditlenku tytanu kationami metali
przejściowych.
W pracy przy użyciu metody RF PECVD wytworzono powłoki ditlenku tytanu
domieszkowane żelazem a następnie poddano je procesowi wygrzewania w 500⁰C oraz 750⁰C.
Jako źródło tutanu zastosowano chlorek tytanu IV, a źródłem żelaza był pentakarbonylek
żelaza. Ilość chlorku tytanu wprowadzanego do komory była stała natomiast przepływ
pentakarbonylku żelaza był kontrolowany w taki sposób aby ilość żelaza w połoce mieściła się
w przedziale od 0,07 do 27,29 at.%.
Morfologia oraz skład chemiczny powłok badane były przy użyciu Skaningowego
Mikroskopu Elektronowego (SEM) wyposażonego w przystawkę EDS. Właściwości optyczne
takie jak współczynnik załamania światła, współczynnik ekstynkcji oraz próg absorpcji badane
były za
pomocą
elipsometru (VASE) oraz spektrofotometru UV-VIS.
Do badań
fotozwilżalności oraz przeżywalności bakterii próbki naświetlone zostały promieniowaniem
UVB.
Z badań elipsometrycznych wynika, że współczynnik załamania światła wzrasta wraz ze
zwiększaniem temperatury wygrzewania. Współczynnik załamania światła jest malejącą
funkcją ilości żelaza w powłoce. Odwrotną zależność zaobserwowano dla grubości powłok.
Badania fotozwilżalności powłok potwierdzają, że wzrost temperatury wygrzewania wpływa na
wyniki pomiarów kąta zwilżania. Podobna zależność występuje w przypadku wyników
przeżywalności bakterii.
75
AN INFLUENCE OF ANNEALING PROCESS ON IRON-DOPED
TIO2 COATINGS PROPERTIES.
PhD Student: Sławomir Owczarek
Supervisor: dr hab. Inż. Hieronim Szymanowski, prof. PŁ
Department of Materials Science and Engineering
Abstract:
Thin films of titanium dioxide are known to exhibit photocatalytic properties. However,
these properties are limited by a recombination of charge carriers and by its relatively large
band gap. A common method to reduce the rate of electron-hole recombination and therefore to
increase photocatalyst efficiency is doping of titania with transition metal cations.
In the present work, iron-doped titanium dioxide coatings were deposited with the radio
frequency plasma enhanced chemical vapour deposition (RF PECVD) method and then
annealed at 500⁰C and 750⁰C. As a source of titanium, titanium chloride (IV) was used and as a
precursor of iron, iron pentacarbonyl was applied. The amount of titanium chloride entering the
chamber was kept constant, while the amount of iron pentacarbonyl was controlled in such way
that the content of iron in the coating remained in the range between 0,07 and 27,29 at.%.
The morphology and chemical composition of the films were examined by the means of
Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy
(EDS). Optical properties such as refractive index, extinction coefficient and absorption
threshold were characterized with the use of variable angle spectroscopic ellipsometry (VASE)
and UV-VIS spectrophotometry. For photowetting and bactericidal analysis samples were
illuminated by UVB radiation.
Ellipsometric studies have shown that the refractive index increases while increasing the
annealing temperature. Refractive index is a decreasing function of the amount of iron in the
coating. A reverse dependence is recorded in the case of film thickness. Photowetting studies of
the coatings prove that an increase of annealing temperature causes changes in their water
contact angle results. A similar effect can be observed in the case of bactericidal properties of
the films.
76
KOMPLEKSY MIEDZI(II) Z DEOKSYADENOZYNĄ MODYFIKOWANĄ
HISTYDYNĄ ORAZ ICH WŁAŚCIWOŚCI NUKLEOLITYCZNE
Doktorant: Justyna Pawlak*
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Elżbieta Łodyga – Chruścińska, prof. PŁ
* Instytut Podstaw Chemii Żywności
Streszczenie:
W ciągu ostatnich 20 lat rozwój syntetycznych środków mających zdolność przyspieszania
hydrolizy DNA przyciągnał wiele uwagi. Takie sztuczne enzymy restrykcyjne mogą przyczynić
się do zrozumienia chemii tych związków występujących naturalnie w przyrodzie. Mogą one
być używanew biologii molekularnej oraz inżynierii genetycznej [1].
Badania fragmentów kwasów nukleinowych i ich kompleksów z Cu(II) jest bardzo ważne
zwłaszcza ze względu na biologiczną i kliniczną rolę tych związków [2]. Jednym z problemów,
który nie został jeszcze jednoznacznie rozwiązany jest ich koordynacja z jonami miedzi(II) w
roztworze. Związanie jonów miedzi do DNA zależy od sekwencji zasad azotowych [3-5].
Badanie tego typu związków w roztworach jest bardzo ważne z uwagina fakt, że
biomolekuły oraz kwasy nukleinowe funkcjonują w płynach biologicznych (głównie w
roztworze wodnym). W wielu przypadkach uzyskanie informacji na temat stereochemii
związków kompleksowych, ich właściwości fizyko-chemicznych jest możliwe tylko poprzez
badanie w roztworze [5].
References
[1] N. Hadjiliadis, E. Sletten, (eds), Metal Complex-DNA Interactions, Wydawnictwo Willey,
Chippenham, 2009
[2] E. Casassas, A. Izguierdo-Ridorsa, R. Tauler, (1990) J. Inorg. Biochem. 39:327-336
[3] L.Y. Low, H. Hernandez, C.V. Robinson, R. O’Brien, J.G. Grossmann, J.E. Ladbury, L.Luisi,
J. Mol. Biol. 319 (2002) 87-106
[4] J. Anastassopoulou, J. Mol. Struct. 651-653 (2003) 19-20
[5] V. Andrushchenko, J.H. Van de Sande, H. Wieser, Biopolymers (Biospectroscopy), 72, 374–
390 (2003)
77
COMPLEXES OF COPPER(II) WITH DEOXYADENOSINE MODIFIED HISTIDINE
RESIDUES AND THEIR NUCLEOLYTIC PROPERTIES
PhD Student: Justyna Pawlak*
Supervisor: Assoc. Prof. Elżbieta Łodyga-Chruścińska, Ph.D., D.Sc.
* Institute of General Food Chemistry
The Faculty of Biotechnology and Food Sciences
Abstract:
The development of synthetic measures capable of accelerating the hydrolysis of DNA has
attracted over the last 20 years considerable scientific interest. Artificial measures could lead to
a better understanding of the chemistry of hydrolytic enzymes. The effective measures to
hydrolyse phosphodiester can be used in molecular biology as artificial restriction enzymes.
These systems are very valuable, because the choice to cut the DNA sequence may be quite
different than the natural enzymes [1].
Studies of the acid-base fragments of nucleic acids and their complexes with copper are
considered very important, especially in relation to biological and clinical role of these
compounds [2]. One of the problems that are still not clearly explained is their coordination to
metal ions in solution. Binding of copper(II) ions to DNA depends on sequence of nucleic base
[3-5].
The study of this type of systems carried out in the solution are necessary due to the fact
that bio-molecules, including nucleic acids and deoxyribosimes function in biological fluids
(mainly in aqueous solutions). In many cases, to obtain information on the stereochemistry of
coordination compounds, acid-base properties of nucleic bases and their ability to bind metal
ions is possible only through the research in the solution [5].
References
[1] N. Hadjiliadis, E. Sletten, (eds), Metal Complex-DNA Interactions, Wydawnictwo Willey,
Chippenham, 2009
[2] E. Casassas, A. Izguierdo-Ridorsa, R. Tauler, (1990) J. Inorg. Biochem. 39:327-336
[3] L.Y. Low, H. Hernandez, C.V. Robinson, R. O’Brien, J.G. Grossmann, J.E. Ladbury, L.Luisi,
J. Mol. Biol. 319 (2002) 87-106
[4] J. Anastassopoulou, J. Mol. Struct. 651-653 (2003) 19-20
[5] V. Andrushchenko, J.H. Van de Sande, H. Wieser, Biopolymers (Biospectroscopy), 72, 374–
390 (2003)
78
AKTYWNOŚĆ ANTYOKSYDACYJNA PIW OWSIANYCH
Doktorant: Paulina Pawłowska*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Wojciech Ambroziak, dr inż. Anna Diowksz
Współautorzy: dr inż. Edyta Kordialik-Bogacka
* Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii
Streszczenie:
Owies jest znakomitym źródłem różnorodnych składników bioaktywnych, między innymi
polifenoli. Dowiedziono, że związki te wykazują wysoką aktywność antyoksydacyjną. Fakt ten
podkreśla znaczenie produktów spożywczych na bazie owsa, jako ważnego składnika diety.
Ponadto obecnie owies rekomendowany jest w diecie osób cierpiących na celiakię.
Obiektem badań było piwo otrzymane z owsa, które jest napojem dedykowanym dla osób
na diecie bezglutenowej. Głównym celem analiz było oznaczenie aktywności antyoksydacyjnej
półproduktów otrzymanych podczas procesu otrzymywania piwa, a także w gotowym piwie. Do
oznaczenia aktywności antyoksydacyjnej brzeczek i piw wykorzystano metodę opartą na
redukcji rodnika DPPH oraz metodę FRAP.
Stwierdzono podobne tendencje w zmianach poziomu aktywności antyoksydacyjnej (AA) w
badanych próbach dla obu metod. W przypadku brzeczek słodkich stopień redukcji rodnika
DPPH kształtował się na poziomie 8,36% dla brzeczek owsianych konwencjonalnych i 7,11%
dla brzeczek kwaśnych. Dla metody FRAP uzyskano wartości odpowiednio: 2,149 i 2,093 mM
FeSO4/l. Proces gotowania brzeczki z chmielem korzystnie wpłynął na AA brzeczek. We
wszystkich przypadkach odnotowano wzrost AA o ok. 11% wartości początkowej. Proces
fermentacji spowodował dalszy wzrost AA. Stwierdzono wyższe wartości AA piw górnej
fermentacji w porównaniu z fermentacją dolną. Otrzymano odpowiednio dla piw
konwencjonalnych i kwaśnych 19,31% i 17,01% redukcji rodnika DPPH dla fermentacji dolnej
oraz 21,59 i 18,92% dla fermentacji górnej. Dla metody FRAP otrzymano wartości: 2,971 i
2,746 dla dolnej fermentacji oraz 3,114 i 2,717 mM FeSO4/l dla fermentacji górnej.
79
ANTIOXIDANT ACTIVITY OF OAT BEER
PhD Student: Paulina Pawłowska*
Supervisor: prof. dr hab. inż. Wojciech Ambroziak, dr inż. Anna Diowksz
Co-authors: dr inż. Edyta Kordialik-Bogacka
*Institute of Fermentation Technology and Microbiology
The Faculty of Biotechnology and Food Science
Abstract:
Oats are a good source of various bioactive compounds, for example antioxidants. It has
been reported that these compounds exhibit high anti-oxidant activity. That fact emphasises the
importance of oat-based food products as an important part of the human diet. Furthermore, oats
nowadays can be recommended in the diet of patients suffering from celiac disease.
The object of the study was an oat beer, which is a beverage dedicated to people on glutenfree diet. The main aim of the research was to investigate the polyphenols content and
antioxidant activity in semi-products during brewing process and its content in final beer. For
the determination of antioxidant activity of wort and beer the method based on the reduction of
DPPH and FRAP method was used.
The similar trend in the level of antioxidant activity (AA) in the tested samples for
both methods was observed. In the case of sweet worts DPPH reduction rate was at the level of
8,36% for conventional oat wort and of 7,11% for the sour wort. The values obtained for FRAP
method were at the level of 2,149 and 2,093mM FeSO4/l, respectively The process of boiling
with hops favorably influenced on the AA of the wort. In all cases there was an increase of AA
by about 11% of the initial value. The fermentation process resulted in a further increase in AA.
The higher values of AA were noticed for top fermented beers, compared to the bottom
fermented ones. For the conventional and sour beers, respectively 19,31% and 17,01% reduction
of DPPH were obtained in case of the bottom fermentation, while for the top fermentation the
results were 21,59 and 18,92%. The FRAP method gave values of 2,971 and 2,746 for the
bottom fermentation and for the top-fermented beers: 3,114 and 2,717mM FeSO4/l.
80
WPŁYW KULTUR STARTEROWYCH BAKTERII KWASU MLEKOWEGO,
DODAWANYCH NA ETAPIE SŁODOWANIA, NA JAKOŚC PIW OWSIANYCH
Doktorant: Paulina Pawłowska*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Wojciech Ambroziak, dr inż. Anna Diowksz
Współautorzy: dr inż. Edyta Kordialik-Bogacka
Streszczenie:
Wykorzystanie owsa do produkcji piw bezglutenowych jest innowacyjnym zagadnieniem.
Owies charakteryzuje się wysoką zawartością β-glukanu, białka, tłuszczu. Niektóre z tych
składników mogą komplikować produkcję piwa. β-glukan utrudnia filtrację, natomiast tłuszcze
najczęściej przyczyniają się do obniżenia walorów sensorycznych powodując zmętnienia. Jedną
z możliwości zredukowania negatywnego wpływu wspomnianych składników na proces
produkcji piwa z owsa może być zastosowanie kultur starterowych bakterii kwasu mlekowego
(LAB - lactic acid bacteria) na etapie słodowania. Korzystny wpływ LAB na proces słodowania
polega na hamowaniu wzrostu niepożądanych pleśni, obniżeniu lepkości brzeczki i zawartości
β-glukanu w brzeczce oraz wzroście wydajności słodu.
Przeprowadzone badania wykazały korzystny wpływ dodatku Lactobacillus delbrueckii
ssp. delbrueckii 20074, do wody moczącej, na higienizację procesu słodowania. Słód kwaśny
porównano ze słodem konwencjonalnym. Uzyskano niższą zawartość β-glukanu i niższe pH w
brzeczce. Lepkość brzeczki uzyskanej ze słodu kwaśnego była wyższa niż brzeczki ze słodu
bez LAB. Jest to wynik wyższej zawartości ekstraktu. Brzeczka ze słodu kwaśnego
charakteryzowała się wyższą zawartością białka i ciemniejszą barwą. Identyczną tendencję
zaobserwowano dla piw. Próby ze słodów kwaśnych miały wyższą lepkość i zawartość białka
oraz ciemniejszą barwę. Nie zaobserwowano wpływu LAB na stopień odfermentowania. Oba
typy brzeczek wystandaryzowano do identycznej zawartości ekstraktu przed fermentacją.
Skutkowało to ekstraktem oraz alkoholem na tym samym poziomie. Można stwierdzić, że
kultury starterowe LAB nie wykazały znaczącego wpływu na jakość piw owsianych. Jednakże
dodatek LAB na etapie słodowania efektywnie zwiększa, decydującą dla browarnictwa,
wydajność słodu.
81
THE INFLUENCE OF LACTIC ACID BACTERIA STARTER CULTURES, ADDED
DURING MALTING, ON THE QUALITY OF OAT BEER
PhD Student: Paulina Pawłowska*
Supervisor: prof. dr hab. inż. Wojciech Ambroziak, dr inż. Anna Diowksz
Co-authors: dr inż. Edyta Kordialik-Bogacka
*Institute of Fermentation Technology and Microbiology
Abstract:
The potential of the oats to brew the non-gluten containing beer is an innovative issue. Oats
is characterized by the high content of β-glucan, protein, lipids. Some of this ingredients can be
troublesome in brewing. β-glucan can cause the problems during filtration. Lipids usually make
worse parameters, such as haze in beer. The great possibility to reduce the negative influence of
mentioned aspects on brewing with oats can be an application of lactic acid bacteria (LAB)
starter cultures during malting. The beneficial effects of LAB on the malting process include
inhibiting the growth of undesirable moulds, lower viscosity and β-glucan content of wort and
increased malt yield.
The conducted research has shown the positive influence on hygienisation of malting
process after a Lactobacillus delbrueckii ssp. delbrueckii 20074 application to the steeping
water. The sour malt was compared to the conventional oat malt. The lower β-glucan content
and pH value of wort was obtained. The viscosity of wort prepared from sour malt was higher
than for wort from malt without LAB. It is connected with higher extract content. The wort
obtained from sour malt was also characterized by higher protein content and by darker colour.
The same tendency was observed for beers. The samples brewed with sour malts had a higher
viscosity, protein content and darker colour. The influence on attenuation has not been shown.
The both types of worts had been standardized to the same extract content before fermentation
process. It resulted in alcohol and extract content on the same level. It can therefore be
concluded that LAB starter cultures do not show the significant influence on the quality of oat
beer. However, application of LAB during malting effectively increases the yield of wort
extract, which results in greater brewery efficiency, which is crucial in brewing.
82
WPŁYW STĘŻENIA CHLORKÓW NA REAKCJĘ
FOTOELEKTROCHEMICZNEGO UNIESZKODLIWIANIA
BENZYLIDENOACETONU (BDA)
Doktorant: Aleksandra Perek*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski, dr Adam Socha
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
W przemyśle
galwanizerskim stosuje się różnego rodzaju związki
organiczne
umożliwiające otrzymywanie powłok metalicznych o pożądanych właściwościach. Powszechnie
stosowanym
wybłyszczaczem
w
procesie
elektrolitycznego
osadzania
cynku
jest
benzylidenoaceton (BDA). Należy on do grupy α,β-nienasyconych ketonów z pierścieniem
aromatycznym. Ponieważ związki tego typu zaliczane są do trudno degradowalnych, konieczne
jest stosowanie odpowiedniego sposobu ich mineralizacji. Naprzeciw temu problemowi
wychodzą metody fotoelektrochemiczne, które ze względu na efektywność unieszkodliwiania są
obiektem coraz większego zainteresowania.
Efektywność każdej reakcji determinowana jest przez szereg parametrów. W przypadku
reakcji fotoelektrochemicznej duży wpływ na skuteczność unieszkodliwiania ma czas trwania
reakcji, natężenie prądu oraz początkowe stężenie substratu. Ważnym parametrem jest również
skład i stężenie stosowanego elektrolitu podstawowego, którym w tym przypadku był wodny
roztwór KCl i H3BO4. Jak wiadomo skutkiem działania światła UV na obecne w roztworze
chlorki jest powstawanie reaktywnych rodników wspomagających proces unieszkodliwiania.
Dlatego celem pracy było określenie wpływu stężenia elektrolitu podstawowego na proces
fotoelektrochemicznej degradacji BDA. Reakcje fotoelektrochemiczne przeprowadzono
stosując wodne roztwory KCl w zakresie stężeń od 0,01 do 0,54 mol/l (1 mmol/l BDA). Stopień
mineralizacji (αTOC) określono na podstawie zawartości całkowitego węgla organicznego
(TOC). Zawartość chlorków (Cl-) oraz produktów jego reakcji (ClO3-) analizowano stosując
chromatografię jonową. Zastosowanie roztworu KCl o stężeniu 0,01 mol/l pozwoliło na 65 %
mineralizację BDA, natomiast zastosowanie elektrolitu o większym stężeniu (0,5 mol/l)
spowodowało wzrost skuteczności unieszkodliwiania do 85 %.
83
THE EFFECT OF THE CHLORIDE IONS CONCENTRATION ON THE
PHOTOELECTROCHEMICAL DEGRADATION OF BENZYLIDENEACETONE
(BDA)
PhD Student: Aleksandra Perek*
Supervisor: Prof Jacek Rynkowski, Ph.D Adam Socha
Department of Chemistry
Abstract:
Various kinds of organic compounds are used in galvanic industry. They enable the
preparation of metallic coatings with desired properties. Benzylideneacetone (BDA) is one of
the commonly used brighteners in the electrolytic zinc deposition. It is an aromatic compound
which belongs to a group of α,β – unsaturated ketones. Such compounds are classified as a
hardly degradable, so it is necessary to use an appropriate method of mineralization.
Photoelectrochemical methods with a high treatment efficiency could be a solution of the
problem.
The effectiveness of each reaction is determined by a number of parameters. Significant
impact on the effects of photoelectrochemical treatment have reaction time, the current intensity
and the initial concentration of the substrate. An important parameter is also the composition
and concentration of the supporting electrolyte, which in this case was an aqueous solution of
KCl and H3BO4. It is known that in the presence of UV radiation, the chloride ions undergo
transformation into reactive radicals, which support the mineralization process. Therefore the
aim of this study was to determine the effect of the electrolyte concentration on the
photoelectrochemical degradation of BDA. Photoelectrochemical reactions were performed
using aqueous solutions of KCl in the concentration range from 0,01 to 0,54 mol/l (1 mmol/l
BDA). The mineralization (αTOC) was determined as a change of total organic carbon (TOC).
Chloride ions (Cl-) and the products of its reaction (ClO3-) were analyzed using ion
chromatography. The use of KCl solution at a concentration of 0,01 mol/l allowed to BDA
mineralization in 65 %, while the use of a higher electrolyte concentration (0,5 mol/l) caused an
increase in the effectiveness to 85 %.
84
POLIGENERACYJNY UKŁAD ZASILANY MIKROSIŁOWNIĄ BIOMASOWĄ
ZGODNY Z IDEAMI ZRÓWNOWAŻONEGO BUDOWNICTWA, GENERACJI
ROZPROSZONEJ I SMART GRIDS
Doktorant: Piotr Piersa
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Tadeusz Fodemski
Zakład Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Streszczenie:
Artykuł zaznajamia z zagadnieniem poligeneracji, szczegółowo traktując przykład, którym
jest wytwarzanie energii elektrycznej, ciepła i chłodu za pomocą mikro siłowni zasilanej
biomasą. Koncept instalacyjny mikroelektrociepłowni jest przystosowany do zasilania
budynków użyteczności publicznej oraz kompleksów mieszkalnych, w których występuje
jednoczesne zapotrzebowanie na każdą z wymienionych postaci energii.
Tego typu rozwiązanie jest szczególnie korzystne do zastosowania w miejscach, gdzie
dostęp do tradycyjnych źródeł energii jest ograniczony lub ekonomicznie niezasadny. Dla
warunków polskich, w obliczu stawianych wyzwań jakimi są wzrost niezależności
energetycznej czy efektywne wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, oraz narzuconych
wymagań dotczących choćby ograniczenia emisju CO2 jest to optymalne rozwiązanie będące
zgodne z ideami generacji rozproszonej, zrównoważonego budownictwa oraz smart grids.
Słowa kluczowe:
poligeneracja, biomasa, mikro-generacja rozproszona, odnawialne źródła energii, smart grids;
85
POLYGENERATION SYSTEM POWERED BY A BIOMASS MICRO CHP, IN LINE
WITH THE IDEAS OF SUSTAINABLE BUILDINGS, THE DISTRIBUTED
GENERATION AND SMART GRIDS.
PhD Student: Piotr Piersa
Supervisor: Prof. dr hab. eng. Tadeusz Fodemski
Department of Heat Technology and Refrigeration
Institute of Turbomachinery
The Mechanical Faculty
Abstract:
This article familiarize with the poligeneration system, in particular with a type of
electricity, heat and cold production, which is powered by the biomass micro-CHP plant. The
concept of the micro-CHP installation is adopted to power both the public utility buildings as
well as those property complexes, which simultaneously need all listed earlier forms of energy.
This sort of solution is particularly beneficial for places, where the access to the traditional
sources of energy is limited or economically unfounded. For polish conditions, in the face of
dictated challenges: the Increase of energy independence or efficient use of renewable energy
sources, and imposed requirements, among others: reduction of carbon dioxidate emission it is
a simple solution which meets the ideas of the distributed generation, the sustainable buildings
and smart grids.
Key words:
poligeneration, biomass, micro-distributed generation, renewable energy sources, smart grids;
86
PREPARATY SUSZONYCH DROŻDŻY GORZELNICZYCH, A JAKOŚĆ ŻYTNICH
DESTYLATÓW ROLNICZYCH
Doktorant: Marta Pietruszka*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Józef St. Szopa
Streszczenie:
Fermentacja alkoholowa daje poza alkoholem etylowym, produkty uboczne wpływające na
jakość otrzymanego destylatu rolniczego. Ilość oraz skład zawartych w spirytusach związków
niepożądanych, zależą od jakości użytych surowców i warunków fermentacji. Znajomość
składu jakościowego i ilościowego produktów ubocznych fermentacji oraz mechanizm ich
powstawania, pozwala właściwie dobrać parametry procesu fermentacji. Podstawowym
czynnikiem decydującym o dynamice i wydajności procesu fermentacji są drożdże. Na drodze
procesów metabolicznych z udziałem drożdży Saccharomyces cerevisiae, w fermentującym
zacierze obok etanolu, równolegle syntetyzowanych jest wiele związków, których stężenie w
dużej mierze determinują właściwie dobrane drożdże.
W pracy badano wpływ preparatów suszonych drożdży gorzelniczych na dynamikę
fermentacji oraz ilość produktów ubocznych w destylatach rolniczych. Zaciery sporządzono
metodą ciśnieniowo- termiczną z
żyta Dańkowskie Diament. Fermentacje prowadzono z
udziałem preparatów suszonych drożdży gorzelniczych: As-4, D-2, I-7-43 (Madra, Maszewo
Lęborskie, Polska), Fermiol (DSM, Holandia) i Ethanol Red (Lesaffre, Francja), w systemie
trzydobowym ( temp.28-30°C, pH nastawu 4,8). Ocenie poddano destylaty, oznaczając stężenie
produktów ubocznych fermentacji techniką GC-FID.
Wykazano istotny wpływ zastosowanych drożdży na dynamikę prowadzonych fermentacji
oraz zawartość produktów ubocznych. Drożdże I-7-43 i D-2 charakteryzowały się dłuższym, w
odniesieniu do szczepu As-4, czasem zafermentowania. Najdynamiczniej fermentowały drożdże
Ethanol Red – maksymalny czas fermentacji wyniósł 41 godzin. Dla destylatów otrzymanych z
ich udziałem
odnotowano jednak wysokie stężenie badanych produktów ubocznych w
destylacie rolniczym. Zastosowanie drożdży Fermiol również wpłynęło na wysoką koncentrację
lotnych produktów ubocznych fermentacji.
87
DRIED DISTILLERS YEAST PREPARATION AND QUALITY OF
AGRICULTURAL RYE DISTILLATES
PhD Student: Marta Pietruszka*
Supervisor: prof. dr hab. Józef St. Szopa
* Institute of Fermentation Technology and Microbiology
Abstract:
Except for ethanol, alcoholic fermentation gives also by-products influence on quality of
obteined agrucultural distillates. Final concentration and composition of fermentation volatile
compounds depend of the quality of the raw materials and the fermentation parameters.
Knowledge about qualitative and quantitative composition of by-products and the mechanism of
their formation, allow properly choose the parameters of the fermentation process. The main
factor determining the dynamics and performance of fermentation process are the yeast. During
the metabolic pathway of Saccharomyces cerevisiae yeast, apart from main product ethanol,
other compounds are also generated. Their concentration is largely determined by the yeast.
The aim of the research was to evaluate the effect of selected preparations of dried distillers
yeast on the dynamics of fermentation and qualitative and quantitative composition of byproducts in obtained agricultural distillates. Mashes were prepared by using pressure-cooking
method from rye variety Dańkowskie Diament. Fermentations (72 h, 28÷30oC, initial pH=4,8)
were carried out by using dried distillers yeast: As-4, D-2, I-7-43 (Madra, Maszewo Lęborskie,
Poland), Fermiol (DSM, Netherlands) and EthanolRed (Lesaffre, France). The sweet mashes
were supplemented with mineral medium (NH4)2HPO4. The samples of distillates were
evaluated to determine the content of by-products (aldehydes, higher alcohols, esters) by HSGC-FID technique.
Yeast strains, which were used in process have a significant influence on fermentation
dynamic and concentration of by-products in fermented mashes. Yeast strains: I-7-43 i D-2 were
characterized by longer period of initial phase of fermentation, compared with yeast strain As-4.
Ethanol Red yeast have provided a dynamic course of fermentation- the maximum fermentation
time was 41 hours. High concentrations of the tested by-products were noted for distillate
obtained by using Ethanol Red yeast. Fermentation conducted by Fermiol yeast also resulted in
the high concentration of volatile by-products of fermentation.
88
KINO JAKO NOWY OBIEKT UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ
W ŁODZI W LATACH 1896-1939
Doktorant: Lilianna Prus
Opiekun naukowy: dr hab. inż. arch. Joanna Olenderek, prof. PŁ
Politechnika Łódzka, Polska
Streszczenie:
O bogatym dziedzictwie filmowym Łodzi, nazywanej stolicą polskiego filmu, świadczy
obecność budynków i miejsc związanych z kinematografią XX wieku. Tuż po wojnie
utworzono Wyższą Szkołę Filmową w Łodzi, pierwszą w Polsce Wytwórnię Filmów
Fabularnych, studio filmowe Se-Ma-For, a w 1976 roku otwarto Muzeum Kinematografii.
Unikatowa architektura miasta przemysłowego: fabryki i pałace, wielokrotnie posłużyły za
scenografię realizowanych w Łodzi produkcji filmowych.
Za datę narodzin kina w Łodzi uznaje się 1 sierpnia 1896 r. – tego dnia w ekskluzywnym
parku Helenów, należącym do fabrykanckiej rodziny Anstadtów, odbył się premierowy pokaz
filmowy. Wkrótce potem uruchomiono pierwsze stałe kino w lokalu przy ul. Piotrkowskiej 120.
Na początku XX wieku większość kinematografów działała sezonowo a projekcje urządzano w
miejscach do tego nie przystosowanych: salach tańca, sklepach czy restauracjach, latem często
pod gołym niebem. Dopiero w 1908 r. zbudowano pierwszy na ziemiach polskich budynek z
przeznaczeniem na kino: był to „Odeon”, zlokalizowany przy ul. Przejazd 2. Od tego momentu
możemy mówić o architekturze kina, jako nowego obiektu użyteczności publicznej, którego
układ determinowany był poprzez funkcję: w budynku musiała znaleźć się scena z ekranem,
widownia oraz zaplecze techniczne z kabiną projekcyjną oraz strefa wejściowa z kasami, a
wygląd zewnętrzny odzwierciedlał obowiązujące aktualnie trendy, wpływy secesji czy
modernizmu.
Ilość prosperujących przed II Wojną Światową kin stale wahała się, jednak większość z
nich nie przetrwała do dnia dzisiejszego. Zostały opuszczone, wyburzone lub adaptowane na
zupełnie nowe, przypadkowe funkcje. Wiele wartościowych obiektów popadło w ruinę, chociaż
stanowiły istotny element kulturowego i architektonicznego krajobrazu Łodzi, związanego z jej
tożsamością jako miasta filmowego.
89
MOVIE THEATER AS A NEW TYPE OF PUBLIC BUILDING
IN THE YEARS 1896-1939 IN ŁÓDŹ
PhD Student: Lilianna Prus
Supervisor: dr hab. inż. arch. Joanna Olenderek, prof. PŁ
Institute of Architecture and Town Planning
Abstract:
The rich film heritage of Lodz, known as the capital of the Polish film, is shown by the
presence of buildings and places associated with the cinematography of the twentieth century.
Shortly after the World War II the National Film School was established in Lodz, the first Film
Production Studios and the studio Se-Ma-For were created, and in 1976 the Museum of
Cinematography was opened. The unique architecture of this industrial city, especially factories
and palaces, often served as a living scenery of productions realized in Łódź.
August 1st 1986 is considered to be the day of birth of cinematography in Lodz – on that day
in an exclusive Helenów park, belonging to the family Anstadt, the first movie premiere took
place. Soon after, the first stationary movie theater at Piotrkowska Street 120 was opened. At
the beginning of the twentieth century, most cinematographs worked seasonally and early films
were presented often in places of other intent: dance halls, shops and restaurants, often in the
outdoors. In 1908 the first movie theater building on Polish Lands was established: the Odeon
cinema at Przejazd Street 2. From this point we can talk about the architecture of the cinema as
a new type of a public building, with layout determined by the function: consisting of a
surrounding of a screen, the audience, projection equipment room and an entrance hall with a
ticket office, and external appearance reflecting current trends, such as Art Nouveau and
Modernism.
The number of cinemas thriving before World War II changed constantly but unfortunately
most of them did not survive to this day. Some were abandoned, other demolished or adapted to
new, random functions. Many valuable objects have fallen into disrepair, despite being an
important part of cultural and architectural landscape of Lodz, associated with its identity as a
city of film.
90
WYTWARZANIE PREPARATU ENZYMATYCZNEGO UŻYTECZNEGO DO
OTRZYMYWANIA NANOCELULOZY
Doktorant: Tomasz Ramięga *
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Tadeusz Antczak
* Instytut Biochemii Technicznej
Streszczenie:
Materiały lignocelulozowe z uwagi na swoją powszechność i różnorodność są doskonałym
surowcem możliwym do wykorzystania w przemyśle energetycznym i chemicznym. Niektóre
z odpadów
lignocelulozowych (np. słoma pszenna, owsiana czy konopna) mogą być
zastosowane do wytwarzania nanowłókien celulozowych, które z kolei mogą być wykorzystane
do modyfikacji syntetycznych polimerów determinując ich określone właściwości (np.
biodegradowalność).
Obecnie,
nanocelulozę
otrzymuje
się
głównie
w
procesach
fizykochemicznych generujących stosunkowo duże ilości, uciążliwych dla środowiska
naturalnego, odpadów. Z uwagi na ten aspekt celowym stało się opracowanie i wdrożenie
nowych, przyjaznych środowisku,
metod obróbki odpadów ligninocelulo-zowych, wśród
których można wyróżnić metody enzymatyczne [1].
Biorafinacja surowców lignocelulozowych wymaga zastosowania kilku preparatów
enzymatycz-nych o różnej specyficzności substratowej i kierunkowej. Szczególną rolę w
procesie wytwarzania nanocelulozy odgrywa endo-1,4-β-glukanaza odpowiedzialna za rozkład
wewnętrznych wiązań glikozydowych amorficznych obszarów celulozy. Równocześnie
mikroorganizmy syntetyzują inne enzymy w tym β-glukozydazę odpowiedzialną za rozkład
polimeru do pojedynczych cząsteczek glukozy co jest niekorzystnym zjawiskiem.
Biosynteza wymienionych hydrolaz może przebiegać zarówno w hodowlach wgłębnych
(SmF) jak i Solid state (SSF). Z uwagi na warunki bytowania mikroorganizmów zbliżone do
naturalnych w hodowlach SSF to w nich obserwuje się sekrecję zarówno większej ilości jak i
szerszego wachlarza pożądanych hydrolaz [2].
Niniejszy poster przedstawia wyniki badań nad doborem najbardziej odpowiedniej metody
przygotowania wieloenzymatycznego preparatu celulaz użytecznego w procesie uwalniania
nanowłókien z biomasy lignocelulozowej
1. Siro I., Plackett D.: Microfibrillated cellulose and new nanocomposite materials: a review, Cellulose, 2010, 17,
459–494.
2. Chahal, D.S., 1985. Solid-state fermentation with Trichoderma reesei for cellulase production. Appl. Environ.
Microbiol.49, 205–210.
Badania są finansowane z projektu 01.01.02-10-123/09 współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu
Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013.
91
PRODUCTION OF ENZYME PREPARATION USEFUL TO NANOCELLULOSE
FABRICATION
PhD Student: Tomasz Ramięga *
Supervisor: Prof. dr hab. Tadeusz Antczak
* Institute of Technical Biochemistry
Abstract:
Abundance and diversity of lignocellulosic materials renders them excellent feedstock for
energy and chemical industries. Selected waste lignocellulosic materials (such as: wheat, oat,
and hemp straws) can also be used to fabricate cellulose nanofibers with defined structural
parameters that in turn can be applied to modify polymer materials and manufacture functional
composites. Recently, cellulose nanofibers have been mainly produced by physicochemical
methods, which generate relative large amounts of by-products that are harmful to the natural
environment. Therefore, novel and environmentally-friendly biomass conversion methods, for
instance enzymatic ones, have to be developed and implemented [1].
Biorefining of lignocellulosic feedstocks requires application of several enzymes displaying
different substrate specificities. Particularly important role in the process of nanocellulose
fabrication is played by endo-1,4-β-glucanase degrading amorphous regions of cellulose.
However, micro-organisms usually synthesize many kinds of cellulolytic enzymes and one of
them β-glucosidase degrading cellulose to glucose which is an undesirable phenomenon.
Hydrolases are produced by submerged cultivation or by solid state cultivation using
moistened cereals and agricultural wastes. As the microorganisms in solid state fermentation
(SSF) grow under conditions closer to their natural habitats, they may be more capable of
producing certain enzymes and metabolites which usually will not be produced or will be
produced only with low yield in a submerged culture [2].
This poster presents results of the studies on selection of the most appropriate multienzyme
preparation containing cellulases applicable to releasing of nanofibers from lignocellulosic
biomass
This study is supported by project 01.01.02-10-123/09 co-financed from funds of European Fund
of Regional Development within Operation Program Innovative Economy 2007-2013.
1. Siro I., Plackett D.: Microfibrillated cellulose and new nanocomposite materials: a review, Cellulose, 2010, 17, 459–494.
2. Chahal, D.S., 1985. Solid-state fermentation with Trichoderma reesei for cellulase production. Appl. Environ.
Microbiol.49, 205–210.
92
ZASTOSOWANIE NOWEGO MEDIUM CHŁODZĄCEGO W METODZIE MQL I
WPŁYW JEGO NA WARTWĘ WIERZCHNIĄ PODCZAS PROCESU
SZLIFOWANIA STOPU TYTANU
Doktorant: Radosław Rosik*
Opiekun naukowy: dr hab.inż. Ryszard Wójcik – prof.PŁ
* Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn
Streszczenie:
Celem badań było sprawdzenie skuteczności podawania glikolu propylenowego
podawanego metodą MQL podczas szlifowania stopu tytanu TIGR2 oraz porównanie z innymi
cieczami jak i bez płynu.
W pierwszym etapie badano jak wpływa podawanie glikolu propylenowego i Biocuta 3000
na wielkość siły stycznej i normalnej podczas procesu szlifowania w dalszej części mierzono
chropowatość powierzchni Ra. Badania porównano z obróbką na sucho, czyli w warunkach bez
podawania cieczy.
W drugiej części badań za pomocą mikroskopu optycznego wykonano obserwacje
powierzchni próbki, po procesie szlifowania. Dzięki specjalnemu oprogramowaniu, obraz z
mikroskopu był zapisywany na dysku komputera.
Wnioski z przeprowadzonych badań:
Zaletą
glikolu propylenowego jest możliwość uzyskania niższych sił skrawania oraz
chropowatości warstwy wierzchniej, w porównaniu z obecnie stosowanymi płynami w metodzie
MQL. W procesie szlifowania stopu tytanu TIGR 2, ściernicą 5TGP z udziałem glikolu
propylenowego podawanego z minimalnym wydatkiem do 50 ml/godzinę jako płynu
obróbkowego, nie zaobserwowano uszkodzeń warstwy wierzchniej - przypaleń. W przypadku
bez zastosowania płynu chodząco-smarującego zaobserwowano przypalenia oraz uszkodzenia
powierzchni warstwy wierzchniej w postaci rys spowodowanymi oderwaniem się ziaren
ściernicy. Brak smarowania spowodowało wzrost temperatury, gdzie zaobserwowano topienie
się materiału na rogach próbki. Przy stosowaniu metody MQL nie zaobserwowano takich
zjawisk. Dodatkowo glikol propylenowy nie jest szkodliwy dla zdrowia człowieka i środowiska
93
INFLUENCE EFFECTS PROPYLENE GLYCOL AS NEW MEDIUM OF
LUBRICATION DURING GRINDING PROCESS OF TITANIUM ALLOY TIGR2
PhD Student: Radosław Rosik*
Supervisor: dr hab.inż. Ryszard Wójcik – prof.PŁ
* Institute of Machine Tools and Production Engineering
The Faculty of Mechanical
Abstract:
The aim of the research was to verify the effectiveness of feeding propylene glycol using
MQL method during grinding titanium alloy TIGR2 and compare with other liquids or without
using liquid.
In the first step tested how feeding of propylene glycol and BioCut 3000 influences on the
size of the tangent and normal forces during the grinding process in the following part of the
experiment the surface roughness Ra was measured. Research compared with machining of dry
conditions, which means without a liquid.
In the second part of the research ,while using an optical microscope, observations were
made of the sample surface after the grinding process. With the special software, the image of
the microscope was saved on the computer.
Conclusions of the study:
An advantage of propylene glycol is the possibility of obtaining a lower cutting forces and
roughness of the surface layer, in comparison with currently used fluids in the method of MQL.
In the process of grinding the titanium alloy TIGR 2, grinding 5TGP involving propylene glycol
given with a minimum expenditure of up to 50 ml / hour as a cutting fluid, there was no damage
of the surface layer - burns. In the case of grinding without the use of a lubricating fluid were
observed burns and damage on the surface layer in the form of cracks caused by detachment of
grinding wheel grains. Lack of lubrication caused an increase of temperature, where the melting
of the material was observed at the corners of the sample. In applying MQL methods such
phenomena were not observed. In addition, propylene glycol is not harmful for human health
and the environment.
94
WPŁYW GRUP HYDROKSYLOWYCH NA WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE
WARSTW HYDROKSYAPATYTOWYCH
Doktorant: Przemysław Skwierczyński*
Opiekun naukowy: Prof. Dr hab. inż. Piotr Niedzielski
Streszczenie:
Hydroksyapatyt(HAp) jest materiałem, którego metody i parametry syntezy są dobrze
poznane i scharakteryzowane. Obecnie ośrodki naukowe zajmujące się wytwarzaniem warstw
bioresorbowalnych uwagę swą poświęcają technologiom umożliwiającym modyfikację
użytkowych właściwości warstw hydroksyapatytowych poprzez np. kontrolę stopnia resorpcji.
Ten efekt można uzyskać przez regulację stopnia krystaliczności uzyskanej warstwy. Takie
rozwiązanie pozwoli na stosowanie wspomnianych pokryć na implanty kostne długoterminowe
oraz implanty wysokoobciążone, gdzie wymagana jest bardzo dobra integracja tkanki ludzkiej z
implantem np. stabilizatory kręgosłupa czy endoprotezy stawu biodrowego. Obiecujące wyniki
badań otrzymane zostały poprzez dodanie pary wodnej do atmosfery roboczej komory z
wykorzystaniem metody PLD (z ang. Pulsed Laser Deposition), czyli odparowania materiału z
wykorzystaniem impulsów światła lasera.W swoich badaniach zaproponowałem modyfikację
technologii wytwarzania warstw hydroksyapatytowych metodą magnetronowego rozpylania z
wykorzystaniem generatora częstotliwości radiowej (RF MS z ang. Radio Frequency Magnetron
Sputtering) polegającą na zmianie sposobu dopuszczaniado komory gazu roboczego (argon Ar)
poprzez mieszanie go z parą wodną w tzw.„bubblerze“. Zastosowanie takiej konfiguracji
urządzenia pozwoli na dostarczenie grup –OH do komory w trakcie procesu rozpylania, które są
odpowiedzialne za procesy wspomagające uzyskanie warstwy w postaci krystalicznej. Celem
takiego posunięcia było zbadanie wpływu tej modyfikacji na właściwości fizykochemiczne
wytworzonych warstw hydroksyapatytowych.
95
INFLUENCE OF HYDROXYL GROUPS ON THE PHYSICOCHEMICAL
PROPERTIES OF HYDROXYAPATITE LAYERS
PhD Student: Przemysław Skwierczyński*
Supervisor: Prof. Dr. hab. inż. PiotrNiedzielski
*Institute of Materials Science and Engineering
Abstract:
Hydroxyapatite (HAp) is a material whichsynthesis methods and parameters are well
understood and characterized. Currently, research centres engaged in the manufacturingof
bioresorbable layers are devoting attention to technology which allowsthe modification of useful
properties of hydroxyapatite layers, for example by controlling the degree of resorption.This effect
can be achieved by controlling the degree of crystallinity of obtained layer. This solution will
enable the application of these coatings on long-term bone implants and highly loaded implants,
which require a very good integration of human tissue with implant such as stabilizers of the spine
or hip joint endoprosthesis. Promising results have been obtained by adding water vapor to the
atmosphere inthe working chamber when using the PLD method (Pulsed Laser Deposition), the
evaporation of material by the laser pulses of light. In my research I proposed the modification of
hydroxyapatite layers manufacturing technologyusing magnetron sputtering with the use of radiofrequency generator (MS RF Radio Frequency Magnetron Sputtering) involving the changes in
the way of introducing the working gas(argon Ar)into the chamber by mixing it with water vapor
in the bubbler.The use of such a configuration will provide the -OH groups in the chamber during
the sputtering process, which are responsible for supporting the processes ofobtaining a crystalline
layer. The aim was to examine the impact of this modifications on the physicochemical properties
of the obtained hydroxyapatite layers.
96
ZASTOSOWANIE WYBRANYCH METOD SPEKTROSKOPOWYCH W BADANIU
ODDZIAŁYWANIA PORFIRYNA-BIAŁKO
Doktorant: Tadeusz Strózik*
Opiekun naukowy: Dr hab. inż. Maria Hilczer
* Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Związki porfirynowe cieszą się ogromnym zainteresowaniem w środowisku naukowym ze
względu na istotną rolę, jaką odgrywają w wielu procesach biologicznych. Rozpuszczalne
w wodzie meso-podstawione porfiryny mogą być wykorzystywane w fotodynamicznej terapii
nowotworów (PDT) ze względu na ich wysokie powinowactwo do komórek rakowych oraz
fototoksyczność.
Efektywność
działania
terapeutycznego
i
biodystrybucja
porfiryn
w organizmie ludzkim jest związana z tworzeniem przez nie kompleksów z makrocząsteczkami
odpowiedzialnymi za transport leków.
Przedmiotem naszych badań jest anionowy związek 5,10,15,20–tetrakis(4–sulfofenylo)–
porfiryna (TSPP), który badaliśmy pod kątem oddziaływania z albuminą ludzką, HSA.
Podjęliśmy próbę określenia struktury i liczby miejsc kompleksujących anionową porfirynę
w HSA oraz zbadania, w jakim stopniu struktura białka ulega modyfikacji pod wpływem
dołączonych ligandów.
Modyfikacje
struktury
albuminy
spowodowane
obecnością
cząsteczek
porfiryny
ocenialiśmy na drodze pomiarów dichroizmu kołowego (CD). Pomiary te pozwoliły na
określenie zmian w strukturze drugorzędowej (pomiar udziału struktury –helisy)
i trzeciorzędowej HSA wywołane obecnością porfiryny. Ponadto przeprowadziliśmy pomiary
absorpcyjne i fluorescencyjne wodnych roztworów TSPP i albuminy w funkcji temperatury
a otrzymane wyniki zestawiliśmy z dostępnymi danymi literaturowymi. Pomiary te umożliwiły
oszacowanie liczby cząsteczek porfiryny związanych z cząsteczką białka.
Wskazanie miejsc lokalizacji oraz określenie liczby cząsteczek anionowej porfiryny silnie
oddziałujących z albuminą osocza krwi ludzkiej jest istotne w aspekcie poznawczym oraz może
okazać się pomocne w badaniach związanych z metodami fotodynamicznej terapii anty–
nowotworowej.
97
APPLICATION OF SELECTED SPECTROSCOPIC METHODS IN STUDY OF THE
INTERACTION BETWEEN PORPHYRIN AND PROTEIN
PhD Student: Tadeusz Strózik*
Supervisor: Professor Maria Hilczer
* Institute of Applied Radiation Chemistry
Abstract:
Porphyrin compounds are very popular in the scientific community because of the important
role, which they play in many biological processes. Due to their spectral characteristics,
phototoxicity and high affinity for tumor tissues, meso–substituted water-soluble porphyrins can
be used in photodynamic therapy (PDT) of cancer. The efficacy and biodistribution of porphyrins
in the human body is associated with formation of the complexes with macromolecules, which are
responsible for transport of drugs.
The object of our study is the anionic 5,10,15,20–tetrakis(4–sulfophenyl)–porphyrin (TSPP)
and we are interested in its interaction with human serum albumin, HSA. We have attempted to
determine the structure and the number of porphyrin binding sites in HSA as well as examine
how much the structure of albumin changes under the influence of ligands attached.
Modifications of albumin structure due to the presence of porphyrin were assessed by
circular dichroism (CD) measurements. The CD measurements allow us to determine the
changes in the secondary (percentage of the alpha helix structure) and tertiary structure of HSA
caused by the porphyrin molecules complexed with the albumin. Moreover, the absorption and
fluorescence measurements of aqueous solutions of TSPP and HSA for various temperatures
were performed. The obtained data were compared with data available in literature. These
measurements allow us to estimate the number of the porphyrin molecules bound with a HSA
molecule.
Description of the porphyrin localization sites and estimation of the number of TSPP
molecules that strongly interact with human serum albumin are important in cognitive aspects,
and may be useful in studies related to the PDT of cancer.
98
TORYFIKACJA BIOMASY POCHODZĄCEJ Z UPRAW CELOWYCH NA
POTRZEBY ENERGETYKI ZAWODOWEJ
Doktorant: Szymon Szufa
Opiekun naukowy: dr hab. Inż. Andrzej Gorczakowski
Zakład Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Streszczenie:
W Polsce biomasa ma dużą przewagę nad innymi technologiami pozyskiwania energii ze
źródeł odnawialnych poprzez możliwość stworzenia dużej dostępności dla upraw roślin
energetycznych na glebach marginalnych (słabych). Ten bardzo obiecujący rynek jest jednak w
dużym stopniu niezagospodarowany. Aby produkcja energii z biomasy stała się opłacalna,
niezbędna jest silna pozycja tego surowca na rynku. Istnieje więc szeroka przestrzeń, w której
możliwa jest poprawa jej wydajności środowiskowej i sprawności energetycznej poprzez
zastosowanie proponowanych agrotechnologii upraw, a w dalszym etapie zastosowania procesu
toryfikacji czyli wysokotemperaturowego suszenia biomasy w specjalnych reaktorach, przy
równoczesnym prowadzeniu monitoringu bioindykacyjnego środowiska w celu ochrony
zasobów przyrodniczych. Wzrost udziału spalania samej biomasy oraz współspalania jej w
elektrowniach i elektrociepłowniach konwencjonalnych opalanych węglem jest efektywną i
szybką do zastosowania metodą służącą redukcji emisji CO2, SO2, a także innych substancji
zanieczyszczających środowisko. Aby zwiększyć udział biomasy do 30%, a nawet do 50% w
ogólnym bilansie paliwa spalanego w dużych kotłach energetycznych cząsteczki biomasy
muszą być w sposób ekonomicznie opłacalny zmielone do rozmiarów przy których osiągną
wartość opałową zbliżoną do wartości opałowej węgla. Istnieją różne metody wstępnej
transformacji biomasy w bardziej węglopodobną materię, które powinny być dokładnie
przebadane – jedną z bardziej obiecujących jest toryfikacja
99
TORREFACTION OF ENERGY CROPS FOR ENERGY APPLICATIONS
PhD Student: Szymon Szufa
Supervisor: dr hab. eng. Andrzej Gorczakowski
Department of Heat Technology and Refrigeration.
Institute of Turbomachinery
The Mechanical Faculty
Abstract:
In Poland, biomass has a big advantage over other technologies generating energy from
renewable sources by allowing the creation of high availability for energy crops on marginal
soils (weak). The market is very promising but largely untapped. To produce energy from
biomass has become profitable, it is necessary to a strong position on the market for this
commodity. So there is a wide space in which it is possible to improve the environmental
performance and energy efficiency through the use of the proposed Agrotechnology crops in the
next stage application process torrefied biomass or high temperature drying in special reactors,
while the monitoring of environmental bioindication to protect natural resources. Increasing the
share of biomass combustion and co-combustion same in its conventional power plants and
coal-fired power plants is an effective and quick to apply the method for reducing emissions of
CO2, SO2 and other pollutants. To increase the proportion of the biomass to 30%, and up to
50% in the overall balance of fuel burned in the high-power boilers, biomass particles must be
at an economically viable ground to the size at which reach close to the calorific value of the
calorific value of coal. There are various methods of pre-transformation of biomass into more
coal matter that should be carefully examined - one of the most promising is torrefaction.
100
SPRĘŻONE SCHŁODZONE POWIETRZE WYKORZYSTYWANE JAKO PŁYN
CHŁODZĄCY STREFY SZLIFOWANIA
Doktorant: Jakub Świerczyński
Promotor: Dr hab. Inż. Ryszard Wójcik prof. PŁ
Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn,
Wydział Mechaniczny,
Politechnika Łódzka, Polska
Streszczenie:
Artykuł prezentuje innowacyjną metodę chłodzenia i smarowania, która używa
skompresowanego schłodzonego powietrza do czyszczenia czynnej powierzchni ściernicy i
chłodzenia strefy szlifowania, aby zminimalizować ilość ciepła dostarczaną w głąb przedmiotu.
1. CHŁODZENIE STREFY SZLIFOWANIA
Podczas procesu szlifowania, ściernica obraca się z dużą prędkością rzędu kilku tysięcy
obrotów na minutę. W trakcie pracy, ściernica zbiera wierzchnią warstwę przedmiotu
obrabianego poprzez tarcie swojej czynnej powierzchni o przedmiot. Nawet 80 % powstałego w
ten sposób ciepła przenika w głąb materiału obrabianego. Ponieważ operacje szlifierskie są
prowadzone jako ostatni etap całego procesu produkcji gotowych wyrobów, nie można
dopuścić, aby przedmioty te, mogły zostać zdeformowane, przypalone lub zmieniły się
właściwości warstwy wierzchniej.
Obecnie w przemyślę najbardziej popularną metodą chłodzenia strefy szlifowania jest
metoda zalewowa. Polega ona na zalaniu strefy skrawania obfitą ilością płynu obróbkowego,
który skutkuje lepszą żywotnością narzędzia, uzyskuje się lepsze odwzorowanie powierzchni
oraz zmniejsza naprężenia cieplne. Niestety płyny te wprowadzają do środowiska niebezpieczne
związki i trzeba je kondycjonować. Utylizacjia przepracowanego chłodziwa jest bardzo droga i
czasochłonna.
Wykorzystanie sprężonego schłodzonego powietrza jako czynnik chłodzący jest nowym
proekologicznym sposobem na wyeliminowanie płynów obróbkowych z procesów produkcji. W
zależności od ilości dysz i ich ustawienia, powstałą strugę powietrza można kierować w strefę
szlifowania, na przedmiot obrabiany w celu obniżenia jego temperatury lub na czynną
powierzchnię ściernicy w celu przebicia poduszki powietrznej jak również ostrzenia ściernicy.
101
COMPRESSED COOLED AIR USED AS A FLUID FOR COOLING GRINDING
ZONE
PhD Student: Jakub Świerczyński
Supervisor: Associate Professor Eng. Ryszard Wójcik
Institute of Machine Tools and Production Engineering,
Faculty of Mechanical Engineering,
Lodz University of Technical, Poland
Abstract:
The article presents an innovative method for cooling and lubrication, which uses
compressed cooled air for cleaning the active surface grinding and cooling the grinding zone to
minimize the amount of heat fed into the workpiece.
1. COOLING GRINDING ZONE
During the grinding wheel rotates at a high speed of several thousand rotations per minute.
During operation, the wheel meets the surface layer of the workpiece through rubbing their
active surface of the object. Up to 80% of the resulting heat penetrates into the workpiece. Since
grinding operations are carried out as the last step of the production process of finished
products, do not allow for these items, they can be deformed, burnt or change the properties of
the surface layer.
Out of the industry's most popular method of cooling the grinding zone is a method of
priming. It involves flooding the area with plenty of cut cutting fluid that results in improved
tool life, achieved a better representation of the surface and reduces thermal stresses.
Unfortunately, they introduce fluids into the environment of hazardous compounds and must be
conditioned. Worked coolant disposal is very expensive and time consuming.
Using compressed air cooled as the cooling medium is a new environment-friendly way to
eliminate cutting fluids from the production process. Depending on the number of nozzles and
their settings, the resultant air stream can be directed into a zone of grinding a workpiece in
order to reduce its temperature, or the active surface of the grinding wheel to puncture the air
bag as well as a sharpening wheel.
102
TRANSMISJA DANYCH PRZEZ LINIE ZASILAJĄCE –BADANIA
NIEZAWODNOŚCI I ZGODNOŚCI Z NORMAMI KOMPATYBILNOŚCI
ELEKTRO-MAGNETYCZNEJ
Doktorant: Tomasz Torzewicz
Opiekun naukowy: Andrzej Napieralski, Prof. dr hab. Inż.
Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych
Wydział Elektrotechniki Elektroniki Informatyki i Automatyki
Streszczenie:
Niniejszy referat zawiera opis urządzenia zbudowanego na bazie ogólnodostępnych
komponentów pozwalającego na transmisję danych za pomocą istniejącej infrastruktury
elektroenergetycznej niskiego napięcia. Przedstawione zostały opisy oraz wyniki testów jakim
urządzenie zostało poddane, a także podjęta została próba określenia zaleceń projektowych dla
urządzeń PLC.
Zestaw testowy składał się z nadajnika i odbiornika komunikujących się ze sobą jedynie za
pomocą linii zasilania, a także dwóch komputerów pełniących rolę monitorów transmisji oraz
urządzeń testujących i badających wpływ transmisji na parametry napięcia sieciowego.
Testowanie na zgodność z dyrektywami kompatybilności EMC miało na celu sprawdzenie i
potwierdzenie, że prezentowane urządzenie jest odporne na zakłócenia promieniowane i
przewodzone oraz nie generuje zakłóceń mogących wpływać na pracę innych urządzeń. Wyniki
pomiarów były pomyślne dla każdego badanego komponentu co potwierdziło poprawność
konstrukcji omawianego urządzenia.
Jednym z pierwszych zastosowań technologii PLC były zdalny odczyt liczników energii
elektrycznej oraz sterowanie urządzeniami energetycznymi. Zastosowania te nie wymagały
przesyłania dużych pakietów danych przez co były stosunkowo łatwo realizowalne. Obecnie
możliwe
jest
zbudowanie pełnego systemu
audiowizualnego wraz
z
dostępem
do
szerokopasmowego Internetu.
103
DATA TRANSMISSION OVER THE POWER LINES - TESTS OF RELIABILITY
AND CONFORMITY WITH THE STANDARDS OF ELECTROMAGNETIC
COMPATIBILITY
PhD Student: Tomasz Torzewicz
Supervisor: Prof. Andrzej Napieralski
Department of Microelectronics and Computer Science
The Faculty of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering
Abstract:
This paper contains a description of the device built on the basis of open for general use
components that allows the transmission of data using existing low-voltage electricity
infrastructure. Descriptions and results of the tests which the device has been subjected to are
presented. Attempt was made to determine the design guidelines for devices PLC.
The test set consisted of a transmitter and a receiver communicating with each other only
through the power line, two computers operating as a broadcast monitors and testing equipment
for examination the effects of transmission on supply voltage parameters.
Testing for compliance with EMC directives was to verify and confirm that the presented
device is immune to radiated and conducted interference, and does not generate noise that could
interfere with any other devices. The measurement results were successful for each component
of the test which confirmed the correctness of the construction of this device.
One of the first applications of PLC technology were remote reading of electricity meters
and control of energy devices. These applications did not require the transfer large data
packages which are relatively easily achievable. It is now possible to build a complete
audiovisual system with access to broadband Internet.
104
OTRZYMYWANIE NANOSTRUKTUR CELULOZY Z BIOMASY ROŚLINNEJ
Doktorant: Radosław Wąchała*
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Tadeusz Antczak
* Instytut Biochemii Technicznej
e-mail: radosł[email protected]
Celuloza jest nieposiadającym rozgałęzień polimerem glukozy, połączonych ze sobą
wiązaniami β-1,4-glikozydowymi [1].
W komórkach roślinnych celulozie zawsze towarzyszy lignina oraz hemicelulozy. Ligniny
otaczają celulozę i razem z hemicelulozą ograniczają do niej dostęp dla enzymów. Ich usunięcie
jest więc niezbędne przed przeprowadzaniem wydajnych reakcji enzymatycznych [2].
Włókna naturalne, których przynajmniej jeden wymiar zamyka się w 100 nm łączą w sobie
cechy substratów makroskopowych ze specyficznymi właściwościami nanomateriałów.
Celem prowadzonych badań jest opracowanie metody wytwarzania nanocelulozy
z biomasy roślinnej, która może zostać wykorzystana do produkcji biodegradowalnych tworzyw
sztucznych oraz jako komponent w dziedzinie włókiennictwa.
W realizowanych badaniach wykorzystywana
jest metoda top-down, wykorzystująca
metody rafinacji o charakterze: fizycznym, chemicznym oraz enzymatycznym (celulazy,
pektynazy, ksylanaz i ligninazy).
W ramach obecnie prowadzonych badań opracowywane są warunki wstępnej obróbki
mechanicznej oraz parametry procesu enzymatycznej hydrolizy lignin. Kontrolę wielkości
włókien prowadzono z wykorzystaniem mikroskopu optycznego (Olympus BX-21). Zawartość
lignin po procesie sprawdzano poprzez oznaczanie liczby Kappa.
Badania są finansowane z projektu 01.01.02-10-123/09 współfinansowanego ze środków
Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego
Innowacyjna Gospodarka 2007-2013.
[1] S. Janardhnan , M. Sain, Isolation of cellulose microfibrils – an enzymatic approach, BioResources, 2, 2006, 176
– 188
[2] I. Siró, D. Plackett, Microfibrillated cellulose and new nanocomposite materials: a review Cellulose, 2010, 17,
459 – 494
105
OBTAINING OF NANOCELLULOSE FROM LIGNOCELLULOSIC BIOMASS
PhD Student: Radosław Wąchała*
Supervisor: prof. dr hab. Tadeusz Antczak
* Institute of Technical Biochemistry
Cellulose is a linear polymer consisting glucose residues linked together by β(1→4)
glycosidic bonds [1].
In plant cells, cellulose always accompanied by hemicellulose and lignin. This compound
interfere with access of the enzyme to the cellulose by coating microfibrils. It is necessary to
remove them before enzymatic reactions [2].
Natural fibers, for which at least one of dimensions is up to 100 nm, display properties of
both macroscopic substances and specific features of nanomaterials.
Presented study aims at the development of a method of nanocellulose fabrication from
plant biomass. This nanocellulose will be used to produce biodegradable plastics and
components used in textiles fabrication.
The cellulose nanostructures will be obtained from plant biomass by a top-down method
based on physical, chemical and enzymatic (cellulases, pectinases, xylanases and ligninases)
refining methods.
Currently conducted experiments have been focused on selection of suitable conditions of
mechanical biomass pretreatment and enzymatic degradation of lignin. Fiber dimensions are
controlled using optical microscope (Olympus BX-51) and CellSens software. Residual lignin
content is estimated based on Kappa index determination.
This study is supported by project 01.01.02-10-123/09 co-financed from funds
of European Fund of Regional Development within Operation Program Innovative Economy
2007-2013.
[1] S. Janardhnan , M. Sain, Isolation of cellulose microfibrils – an enzymatic approach, BioResources, 2, 2006, 176
– 188
[2] I. Siró, D. Plackett, Microfibrillated cellulose and new nanocomposite materials: a review Cellulose, 2010, 17,
459 – 494
106
FOTOKATALITYCZNY ROZKŁAD KETONU METYLOWO-ETYLOWEGO W
FAZIE GAZOWEJ
Doktorant: Klaudia Zbudniewek*
Promotor: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski
Opiekun naukowy: dr Jacek Góralski
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Tlenek galu ma znacznie szerszą przerwę energetyczną (4,8 eV) niż dwutlenek tytanu
(3,2 eV) przez co jego fotogenerowane elektrony w paśmie przewodzenia mają dużo większe
zdolności redukcyjne niż te w TiO2. Ze względu na różnice w szerokości pasma wzbronionego
fotogenerowane pary dziura-elektron w Ga2O3 mają bardzo silne działanie redukującoutleniające, co jest korzystne dla zniszczenia stabilnych pośrednich produktów reakcji
i utrzymanie czystej powierzchni katalizatora przez cały czas trwania procesu [1].
Keton metylowo-etylowy jest powszechnie używany jako produkt pośredni, rozpuszczalnik
oraz składnik w kompozycjach farb drukarskich, klejów i barwników. Związek ten jest
drażniący, powoduje podrażnienie oczu i nosa. Podczas wdychania przez dłuższy czas, może
powodować wady wrodzone [2].
W przeprowadzonych badaniach keton metylowo-etylowy został wykorzystany jako
reprezentant lotnych związków organicznych. Reakcja fotokatalitycznego rozkładu ketonu
metylowo-etylowego w fazie gazowej została przeprowadzona w koncentrycznym fotoreaktorze
rurowym. Dla wszystkich katalizatorów na bazie β-Ga2O3 zaobserwowano znacznie wyższą
selektywność do CO2 w porównaniu do testów z użyciem TiO2. Bardzo ważnym czynnikiem
w tej reakcji było również utrzymanie stabilności przez cały czas trwania reakcji (nie nastąpiła
dezaktywacja katalizatorów Ga2O3).
Jedną z zalet jednoczesnego stosowania promieniowania UVC i katalizatorów Ga2O3 było
wykorzystanie bakteriobójczych właściwości UVC w połączeniu z usuwaniem niebezpiecznych
organicznych związków z powietrza.
Literatura:
1.
Y. Hou, L. Wu, X. Wang, et al., J.Catal. 250 12-18 (2007)
2.
Schwetz
et
al.,
Fund.
Appl.
Toxicol.
16
(4)
742–748
(1991)
107
GAS PHASE UV-PHOTOCATALYTIC
DECOMPOSITION OF METHYL ETHYL KETONE
PhD Student: Klaudia Zbudniewek*
Supervisor: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski
Lodz University of Technology , Poland
Abstract:
Gallium oxide has much wider band gap (4.8 eV) than titanium dioxide (3.2 eV) and its
photogenerated electrons in the conductive band have much higher reductive capability
than that of TiO2. Because of the differences in band gap width the photogenerated holes and
electrons on Ga2O3 have stronger redox ability what is beneficial for the destruction of stable
reaction intermediates and the maintenance of a clean Ga2O3 surface during reaction [1].
Methyl-ethyl ketone (MEK) is widely use as chemical intermediate, solvent and component
in formulations including inks, adhesives and dyes. This compound is an irritant, causing
irritation to the eyes and nose. When inhaled for longer time, can induce birth defects [2].
Methyl-ethyl
ketone
was
used
as
volatile
organic
compounds
representative.
The photocatalytic decomposition of MEK in gas phase was carried out in a concentric tubular
photoreactor.
For all β-Ga2O3-based catalysts we observed much higher CO2 selectivity in the
photocatalytic decomposition of MEK compared to tests with TiO2 samples. A very important
factor in this reaction was also maintenance of stability during reaction (there was
no deactivation of the Ga2O3 catalysts).
One of the advantages of simultaneous use of UVC and Ga2O3 was exploitation
of germicidal UVC applications in combination with removal of hazardous organic compounds
from air.
References:
1.
Y. Hou, L. Wu, X. Wang, et al., J.Catal. 250 12-18 (2007)
2.
Schwetz et al., Fund. Appl. Toxicol. 16 (4) 742–748 (1991)
108
FOTOKATALITYCZNE UTLENIANIE H2S
Z ZASTOSOWANIEM ANALIZY GC/PFPD
Doktorant: Klaudia Zbudniewek*
Promotor: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski
Opiekun naukowy: dr Jacek Góralski
Wydział Chemiczny
Streszczenie:
Siarkowodór (H2S) to bezbarwny gaz, który nadaje charakterystyczny nieprzyjemny zapach
zepsutym jajkom. Jest cięższy od powietrza, bardzo trujący, żrący, palny i wybuchowy.
Siarkowodór jest odnotowany jako toksyczny, szkodliwy dla zdrowia człowieka i ma szkodliwy
wpływ na wiele katalizatorów przemysłowych. Fotokatalityczne utlenianie może być
wykorzystywane nie tylko w walce z nadmierną emisją gazów przemysłowych, ale także może
być ważne w oczyszczaniu powietrza w pomieszczeniach, w szczególności w celu usunięcia
różnego
rodzaju
odorów
(np.
H2S).
Poniższe
katalizatory
zostały
przetestowane
w fotokatalitycznym utlenianiu H2S z użyciem promieniowania UVC:
- komercyjny Ga2O3,
- β-Ga2O3 bez PEG,
- β-Ga2O3 z PEG (w stosunku molowym 1:3).
Etanolowy roztwór Ga(NO3)3·xH2O był wykorzystany jako prekursor galu.
Dodatek glikolu polietylenowego (PEG) pozwolił na rozwinięcie powierzchni całkowitej
katalizatorów.
Fotokatalityczne utlenianie H2S było przeprowadzone w koncentrycznym fotoreaktorze
rurowym, natomiast produkty poreakcyjne zostały zidentyfikowane przy użyciu chromatografu
gazowego
z
pulsacyjnym
fotometrycznym
detektorem
płomieniowym
(PFPD).
Najważniejsze zalety stosowania PFPD w analizie GC to:
- wysoka czułość oraz mniejsze zużycie wodoru,
- polepszona selektywność,
- uniwersalne zastosowanie do selektywnej detekcji heteroatomów.
Fotokatalityczne utlenianie H2S okazało się bardzo efektywne, osiągając wydajność
degradacji na poziomie 99-100% przy stężeniu 15 ppm H2S w strumieniu wlotowym.
109
PHOTOCATALYTIC OXIDATION OF H2S
WITH APPLICATION OF GC/PFPD ANALYSIS
PhD Student: Klaudia Zbudniewek*
Supervisor: prof. dr hab. inż. Jacek Rynkowski
Lodz University of Technology , Poland
Abstract:
Hydrogen sulfide (H2S) is a colorless gas witch gives the characteristic foul odor to rotten
eggs. It is heavier than air, very poisonous, corrosive, flammable and explosive. Hydrogen
sulfide is reported to be toxic, harmful to human health and has damaging effects on many
industrial catalysts.
Photocatalytic oxidation can be not only used in the treatment of industrial gas emissions,
but also may be important in indoor air purification, particularly to remove various
odors (eg. H2S).
The following catalysts were tested in the photocatalytic oxidation of H2S under UVC light:
-commercial Ga2O3
-β-Ga2O3 without PEG
-β-Ga2O3 with PEG (molar ratio: 1:3)
Ethanolic solution of Ga(NO3)3·xH2O was used as gallium precursor.
The addition of polyethylene glycol (PEG) allowed to develop the total surface area of the
catalysts.
The photocatalytical H2S oxidation was carried out in a concentric tubular photoreactor
and the post-reaction products were identified using gas chromatograph with the Pulsed Flame
Photometric Detector (PFPD). The most important advantages of PFPD applications in GC
analysis are as follows:
-high sensitivity and lower hydrogen consumption,
-improved selectivity,
-universal heteroatom selective detection.
Photocatalytical H2S oxidation showed a high efficiency, reaching degradation
yields of 99-100% at 15 ppm of H2S concentration in the stream.
110

III Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów Politechniki Łódzkiej

Transkrypt

Podobne dokumenty

II Wyjazdowa Sesja Naukowa Doktorantów Politechniki Łódzkiej

MAJA WYGRAŁA !!!