2018. évi Tudományos Diákköri Konferencia
A konferencia szervezői Pannon Egyetem Mérnöki Kar KTDT elnök: Dr. Varga Tamás egyetemi docens KTDT elnök Folyamatmérnöki Intézeti Tanszék Pannon Egyetem Mérnöki Kar KTDT titkár: Dr. Egedy Attila egyetemi adjunktus KTDT titkár Folyamatmérnöki Intézeti Tanszék A konferencia támogatói Emberi Erőforrások Minisztériuma Nemzeti Tehetség Program: NTP-HHTDK-17-0034
A konferencia programja 9:00-11:00 Kémiai és Vegyipari I. B202 9:00-11:20 Kémiai és Vegyipari II. B203 9:00-11:00 Kémiai és Vegyipari III. B208 9:00-10:40 Műszaki tudományi B212 16:00-17:00 Eredményhirdetés és fogadás Konferenciaközpont
Kémiai és Vegyipari Szekció Kémiai és Vegyipari I. tagozat Helyszín: B202 Időpont Cím Szerzők Témavezető 9:00 Kompatibilizáló adalékok alkalmazhatóságának vizsgálata elasztomer típusú hulladék őrleményt tartalmazó HDPE/PP blendekben Kéri Kitti Dr. Varga Csilla, Simon- Stőger Lilla 9:20 Kompatibilizáló adalékok hatásának vizsgálata hulladék gumiőrleményt tartalmazó PP/ABS blendekben Tari Milán Dr.Varga Csilla 9:40 Polietilén/gumiőrlemény kompozitban alkalmazott szén nanocső erősítő hatásának vizsgálata Mudra Ágnes Krisztina Dr.Varga Csilla 10:00 FO membrán alkalmazása komplex oldat besűrítésére Fóty Nikolett Dr. Nemestóthy Nándor 10:20 Korróziós inhibitorok védőhatásának vizsgálata savas közegben Orbán Lehel Dr. Lukács Zoltán, Dr. Kristóf Tamás 10:40 Petróleum és napraforgó olaj elegy hidrogénezésének modellezése, kinetikai identifikációja Hamadi Omar Péter Dr. Varga Tamás, Till Zoltán 6
Kompatibilizáló adalékok alkalmazhatóságának vizsgálata elasztomer típusú hulladék őrleményt tartalmazó HDPE/PP blendekben Készítette: Kéri Kitti Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Varga Csilla Konzulens: Simon-Stőger Lilla Az elmúlt években a feldolgozóipar rohamos fejlődése a csomagolási hulladékok mennyiségének növekedéséhez vezetett. A műanyagok kiváló mechanikai tulajdonságaik miatt széleskörűen alkalmazhatók az újrahasznosítás területén is. A mobilitás következtében a műanyag hulladékok mellett nagymennyiségű gumihulladék is keletkezik, amely újrahasznosítása kevésbé tekinthető megoldottnak a poliolefinekhez képest. A gyakorlatban, a hulladékban gyakran van jelen egymás mellett polipropilén és polietilén, míg a hulladék gumiabroncson kívül jelentős mennyiségű műszaki gumihulladék, például etilén-propilén-dién-monomer (EPDM) is képződik. A hulladékkezelésre potenciális megoldási lehetőséget kínál, ha a hulladék elasztomereket töltőanyagként a poliolefinhez keverik hozzá. Az így keletkező új anyag mechanikai jellemzői azonban gyengülnek az alapanyagokhoz képest, ezért a két fázis közötti adhézió fokozására kompatibilizáló adalékok alkalmazása válik szükségessé. A sikeres kompatibilizálás eredményeképpen javulnak a blend mechanikai tulajdonságai. A szakirodalom tanulmányozását követően szakmai munkám során elsőként kereskedelmi poliolefineket, HDPE-t (nagysűrűségű polietilén) használtam, amely a PPvel (polipropilén) rokon szerkezettel rendelkezik. A kísérleteim során a különböző összetételű HDPE/PP/gumi/EPDM blendek mechanikai jellemzőit vizsgáltam (ütőszilárdság, húzómechanikai jellemzők) az optimális összetétel meghatározása céljából. A blend mechanikai jellemzőinek javítására kompatibilizáló adalékokat alkalmaztam. 7
Kompatibilizáló adalékok hatásának vizsgálata hulladék gumiőrleményt tartalmazó PP/ABS blendekben Készítette: Tari Milán Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Varga Csilla A gumiipar termelésének mintegy 60-65%-át a gépjármű abroncsok teszik ki, további 15-20% a gépjárműgyártás egyéb területein kerül felhasználásra. Emellett még a műszaki gumicikkek felhasználása is jelentős mennyiségű. A hulladék gumiabroncsok nagy mennyiségük és egységes összetételük miatt különösen alkalmasak az újrahasznosításra. Anyagában történő hasznosításnak számít a gumiabroncs hulladék kémiai átalakítás nélküli, fizikai módszerekkel történő feldolgozás utáni hasznosítása. Ebbe a csoportba tartoznak a visszakeveréses eljárások, vagy a gumiőrleménnyel módosított bitumenek előállítása, valamint a gumiőrlemények felhasználása kisebb értékű gumitermékek előállítására. A munkám során PP (polipropilén) mátrixba kevert ABS (akrilnitril-butadién-sztirol) kompozitokat állítok elő különböző százalékos összetétel mellett, majd ezekbe szintén meghatározott százalékban keverek újrahasznosított hulladék gumiőrleményt. A minták előállításához hengerszéket használtam, amiben két egymással szemben lévő henger van, amik külön fordulatszámmal forgathatók, és külön-külön fűthetők, ez adja a nyíróerőt és a hőmérsékletet, ami a polimer megömlesztéséhez és a keveréshez, a komponensek homogenizálásához szükséges. A hengerszéken homogenizált mintákból ezután laboratóriumi présben állítottam elő a vizsgálati lapokat, amikből kivágtam a vizsgálathoz szükséges próbatesteket. Ezeknek a geometriai méreteik körülbelül 10mm x 2mm x 150mm. Ezek után a mintákat ütő és húzó vizsgálatoknak vetettem alá. Az ütővizsgálatnál szobahőmérsékleten és hűtve is vizsgáltam mintákat. Mindemellett bizonyos összetételeknél vizsgáltam néhány, a tanszék által előállított adalékanyag hatását a mechanikai tulajdonságokra, a referencia mintákhoz képest. 8
Polietilén/gumiőrlemény kompozitban alkalmazott szén nanocső erősítő hatásának vizsgálata Készítette: Mudra Ágnes Krisztina Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Varga Csilla Munkám során egy korábbi kísérletsorozatot folytatva több falú szén nanocső erősítő hatását vizsgáltam polietilén/gumi kompozitokban. A gumit és a szén nanocsövet minden esetben együttesen 10 m/m%-ban alkalmaztam. A hengerszéken készített, majd préselt minták mechanikai tulajdonságai közül a húzó-, relaxációs húzó-, és ütőszilárdság változását vizsgáltam szobahőmérsékleten és alacsonyabb (5 C) hőmérsékleten egyaránt. A húzószilárdság a kezeletlen kereskedelmi nanocső esetén független volt a nanocső koncentrációtól. Szakadási nyúlás esetén akár 4 % kereskedelmi forgalomban kapható szén nanocső alkalmazásakor is jobb eredmény érhető el, mint nanocső nélkül. Ütőszilárdság szempontjából is kedvező a kereskedelmi nanocső alkalmazása, mindkét vizsgálati hőmérsékleten. Megállapítottam ezeken kívül azt is, hogy az összes vizsgált tulajdonság egyidejű javításához kompatibilizáló adalékanyag használata szükséges. Ezeket kétféle módon, egyszerűen bekeverve és a szén nanocső felületére felvíve is vizsgáltam. Az eredmények azt mutatták, hogy egyes adalékszerkezeteknél a bekeverés, míg másoknál a felületkezelés bizonyult előnyösebbnek. 9
FO membrán alkalmazása komplex oldat besűrítésére Készítette: Fóty Nikolett Vegyészmérnök mesterszak Mérnöki kar, Biomérnöki, Membrántechnológiai és Energetikai Kutató Intézet Témavezető: Dr. Nemestóthy Béla Nándor Napjainkban a nagymértékű mezőgazdasági és ipari vízfelhasználás, valamint az emberi tevékenységekből adódó szennyeződések miatt ivóvízkészleteink jelentősen csökkennek. Emellett Földünk népessége folyamatosan növekszik, míg édesvízkészleteink fogyóban vannak. Ezen probléma megoldására a membrános műveletek, ezen belül is a direkt ozmózisos technológiák ígéretes lehetőségnek bizonyulnak. A direkt ozmózis egy olyan membrános művelet, ahol a membrán két oldala közötti ozmotikus nyomáskülönbség a folyamat hajtóereje, így külön hidrosztatikai nyomást nem kell biztosítani. A hajtóerőt különböző ozmotikus ágensekkel (pl.: sóoldatokkal, szerves oldatokkal) lehet biztosítani. Az ozmotikus ágens hígulni fog a folyamat során azáltal, hogy a membránon keresztül átjut az oldószer (víz) a betáplálási oldalról. Ezért a direkt ozmózis rendszerek hatékonyan alkalmazhatók koncentrálási műveletekben, változatos mátrixok esetén is. Kutatómunkám során szintetikus szennyvíz besűrítésének lehetőségét vizsgáltam poliamid vékonyfilm kompozit (TFC) membrán felhasználásával. A művelet során tanulmányoztam a szintetikus szennyvíz koncentrációjának, az ozmotikus ágens mennyiségének és koncentrációjának, valamint a betáplálások áramlási sebességének és idejének hatását. A kísérletek során folyamatosan mértem a tömegek és a vezetőképességek változását valamint a vizsgálati idő lejárta után a szintetikus szennyvíz kémiai oxigénigényének alakulását. A kutatómunkát a GINOP-2.3.2-15-2016-00016 nyilvántartási számú, Vízbázisvédelem, moduláris, mobil vízkezelő rendszerek és szennyvízkezelő technológiák fejlesztése a Pannon Egyetem bázisán hazánk dinamikus export növekedésének elősegítése érdekében című projekt támogatta. 10
Korróziós inhibitorok védőhatásának vizsgálata savas közegben Készítette: Orbán Lehel Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Kémia Intézet, Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék Témavezetők: Dr. Lukács Zoltán, Dr. Kristóf Tamás A vegyiparban jelentős problémákat okoz a fémek korróziója, ezért az ipar egyik fontos területe a korrózióvédelem. Számos módszer ismeretes a korrózió mértékének csökkentésére, megakadályozására. Az egyik legfontosabb eljárás az inhibitorok alkalmazása. A korróziós inhibitorok olyan anyagok, amelyek a korróziós közeghez kis koncentrációban adagolva a korróziós sebességet számottevően lecsökkentik. Az inhibitorok alkalmazása megoldást jelenthet mind korrózióvédelmi szempontból, mind gazdasági szempontból a csövek, reaktorok és egyéb berendezések megóvásában. Az inhibitoros korrózióvédelem legnagyobb felhasználói a kőolaj és földgáztermelés, szállítás és feldolgozás, az erőművek és minden olyan vegyipari terület, ahol vizes hőcserélők üzemelnek. Munkám során különböző elektrokémiai és tömegveszteség-mérési módszerekkel vizsgáltam 3 korróziós inhibitor (BPR81100, LOSALT LS1508, urotropin) védőhatását az ipari környezetben tipikusan fémfelületek tisztítására használt 10%-os sósav oldatban. A különböző módszerekkel kapott korróziósebességek nagyon jó korreláltak. Az eredmények szerint az urotropin adta a legjobb védőhatást akkor, ha hosszabb ideig (legalább 1 órán keresztül) hagytuk reagálni a savas közeggel. Az irodalom szerint az urotropin bomlástermékei között szerepel a metilamin, aminek homológjai közismerten jó korróziós inhibitorok. Eredményeim alapján javasolható az iparban elterjedten használt urotropin alkalmazástechnológiájának a felülvizsgálata, az alkalmazás kezdete előtt mintegy egy órás várakozási időtartam bevezetése. 11
Petróleum és napraforgó olaj elegy hidrogénezésének modellezése, kinetikai identifikációja Készítette: Hamadi Omar Péter Vegyészmérnök mesterszak Mérnöki Kar, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, Folyamatmérnöki Intézeti Tanszék Témavezető: Till Zoltán, Dr. Varga Tamás Az elmúlt években a lehetséges pozitív környezeti hatások, valamint a fosszilis tüzelőanyag-források kimerülésével kapcsolatos aggodalmak miatt a megújítható forrásból származó motorhajtóanyagok, bioüzemanyagok, mint egy vonzó alternatíva jelentek meg. A legelterjedtebb alapanyagok köszönhetően a magas energiasűrűségüknek, folyadék halmazállapotuknak, valamint könnyű hozzáférhetőségüknek melyeket folyékony üzemanyagokká alakítanak, a növényi olajok. A bioüzemanyagok előállítása általánosan katalitikus krakkolással történik, azonban ezzel a módszerrel a zsírsavak oxigénmentesítése CO vagy CO 2 gázok kilépésével jár. Az üvegházhatású gázok emissziójának nem csupán környezeti, hanem az értékes szén atomok vesztesége miatt negatív gazdasági hatása is van. A CO és CO 2 gázok képződésének visszaszorítása érdekében alkalmazható hidrogén atmoszféra, mely nemcsak a vízkilépéssel járó oxigénmentesítési reakciót segíti elő, hanem amelyben az olefin vegyületek, valamint megfelelő katalizátoron a benzol is képes telítődni. A Pannon Egyetem MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszékének munkatársai egy csőreaktoron Pt/H-mordenit katalizátor jelenlétében, több hőmérsékleten és nyomáson, valamint két folyadékterheléssel végeztek kísérleteket a petróleum-napraforgóolaj elegy hidrogénezésének tanulmányozása kapcsán. Ez és az ehhez hasonló rendszerek kémiája rendkívül bonyolult, a reakciók számossága miatt a modellezésük során számos egyszerűsítés szükséges. Széles körben elterjedt és elismert módszer/egyszerűsítés e folyamatok modellezésére a pszeudo komponensek használata. Ezekben a modellekben a különböző frakciókat tekintik egy komponensnek, a reakciók egyirányúak és kivétel nélkül elsőrendűek. A TDK dolgozatom célja a fent említett reaktor szimulátorának megalkotása, és a mérési adatokat alapul véve a benne lezajló kémiai reakciók azonosítása, valamint az egyes reakciólépések kinetika identifikációja. A kidolgozott modell alapjául szolgálhat a vizsgált katalizátort alkalmazó reaktor tervezésének. 12
Kémiai és Vegyipari Szekció Kémiai és Vegyipari II. tagozat Helyszín: B203 Időpont Cím Szerzők Témavezető 9:00 Nagyhatékonyságú ionkromatográfiás módszer fejlesztése fluorid- és kloridionok meghatározására salétromsavval feltárt mintákból Szeitz Beáta Lukács Diána, Dr. Horváth Krisztián 9:20 Új és használt heterogén katalizátor felületi jellemzőinek vizsgálata inverz gázkromatográffal Gerencsér Fruzsina Dr. Dallos András 9:40 Látható fényben is aktív, bórral és bizmuttal módosított fotokatalizátor előállítása és vizsgálata Fonyó Máté Szabóné dr. Bárdos Erzsébet 10:00 Szén-dioxid heterogén fotokatalitikus redukciójára alkalmas katalizátorok előállítása és aktivitásuk vizsgálata Kocsis Gábor Szabóné dr. Bárdos Erzsébet 10:20 Nanohalloysit-TiO2 hibrid rendszer előállítása és szerkezeti vizsgálata Harta Péter Dr. Horváth Erzsébet, Zsirka Balázs 10:40 Doxorubicin és sorafenib rákellenes szereket tartalmazó, nyújtott hatóanyagleadású nanorészecskék Babos György Dr. Feczkó Tivadar 11:00 Mikrokapszulázott kompozit gyógyszerhordozók előállítása nano porlasztva szárítással Mirankó Mirella Rippelné Dr. Pethő Dóra, Dr. Tóth Judit 13
Nagyhatékonyságú ionkromatográfiás módszer fejlesztése fluorid- és kloridionok meghatározására salétromsavval feltárt mintákból Készítette: Szeitz Beáta Vegyész mesterszak Mérnöki Kar, Kémia Intézet, Analitikai Kémia Intézeti Tanszék Témavezetők: Dr. Horváth Krisztián, Lukács Diána Salétromsavval feltárt minták a nitráthoz képest több nagyságrendben is különböző koncentráció arányban tartalmazzák a vizsgálandó komponenseket, így azok ionkromatográfiás elválasztása mátrixhatásokkal terhelt. A nagyobb retenciós idővel rendelkező nitrátionok nagy komponensarányok esetén retenciót gyorsító hatást fejtenek ki a gyengébben kötődő fluorid és klorid ionokra. Emellett a szupresszálás egyensúlyának zavarása révén utóbbi anionok kimutatása és mennyiségi meghatározása is nehézségekbe ütközik. Célunk olyan nagyhatékonyságú ionkromatográfiás módszer fejlesztése, mellyel fluorid- és kloridionok meghatározása salétromsavval feltárt mintákból szelektíven és nagy érzékenységgel elvégezhető. Dolgozatomban szerepel az általunk használt ionkromatográfiás rendszer részletes bemutatása, valamint a vizsgált anionok, nitrát mátrixtól mentes közegben mutatott retenciós tulajdonságainak jellemzése. Munkám során retenciós modellt vezettünk le gradiens elválasztások megtervezéséhez, a modell alkalmazhatóságát gradiens programok kísérleti megvalósításával ellenőriztük. Ismertetem emellett a salétromsavval feltárt minták analízis szempontjából releváns tulajdonságait, továbbá az elválasztások optimalizálására irányuló eddigi eredményeinket. 14
Új és használt heterogén katalizátor felületi jellemzőinek vizsgálata inverz gázkromatográffal Készítette: Gerencsér Fruzsina Vegyészmérnök mesterszak Mérnöki Kar, Kémia Intézet, Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Dallos András Katalitikus technológiák nagy számban fordulnak elő a vegyiparban (pl. krakkolás, reformálás, hidrogénezés, polimerizálási reakciók). Az ipari katalitikus reakciók többsége heterogén katalízis útján valósul meg, mely a katalizátorok felületén megy végbe, ezért fontos ismerni a felület sajátságait, illetve a katalizátor és a környezet részecskéi közötti határfelületi kölcsönhatások jellemzőit. Munkám során heterogén katalizátorok adszorpciós tulajdonságait határoztam meg inverz gázkromatográffal. A méréseket az SMS (Surface Measurement Systems Ltd., London, UK) cég által gyártott, második generációs SEA (Surface Energy Analyzer) típusú, lángionizációs detektorral (FID) ellátott inverz gázkromatográf segítségével végeztem. Egy új és egy használt katalizátor felületi energetikai jellemzőit vizsgáltam két különböző hőmérsékleten (100 és 150 C). A mérések eredményeit felhasználva meghatároztam a katalizátorok felületi energiájának diszperziós komponensét a Dorris-Gray módszerrel, valamint a felületi energia specifikus komponensét és a felületi sav és bázis paramétereket van Oss, Chaudhury és Good elmélete alapján (vocg-módszer) és a Della Volpe-skálázás szerint, eltérő felületi borítottság értékeknél. A kapott eredményeket összehasonlítva következtetéseket vontam le, hogy milyen változások következhetnek be a felületen a katalizátor elhasználódása során. A különböző hőmérsékletű mérések segítségével vizsgáltam a hőmérséklet hatását a katalizátor felületi energia profiljára. A 100 C-on végzett méréseim során a felületi energia diszperziós komponensére az új katalizátor esetén kétszer akkora értéket kaptam, mint a használt katalizátor esetén, mely összefüggésbe hozható a katalitikus aktivitással. A felületi energia specifikus komponense, valamint a savas és bázikus komponense esetén is hasonlóakat tapasztaltam. A hőmérséklet növelésével az új katalizátort vizsgálva a számított értékek csökkenését, míg a használt katalizátor paramétereinek növekedését figyeltem meg. 15
Látható fényben is aktív, bórral és bizmuttal módosított fotokatalizátor előállítása és vizsgálata Készítette: Fonyó Máté Kémia alapszak Mérnöki Kar, Kémia Intézet, Általános és Szervetlen Kémia Intézeti Tanszék Témavezető: Szabóné dr. Bárdos Erzsébet A heterogén fotokatalízis évtizedek óta széleskörűen kutatott terület. A katalizátorként leggyakrabban használt TiO2 hatékonyan alkalmazható az élet számos területén, ám hátránya, hogy széles a tiltott sávja, így a napfény energiájának csak kis hányadát tudja hasznosítani. Ahhoz, hogy a katalizátor látható fénnyel is gerjeszthető legyen, csökkenteni kell a gerjesztési küszöbenergia értékét. Elterjedt módszer, hogy különböző fémes, nemfémes elemekkel, illetve félfémekkel módosítják a TiO2-ot [1]. Kutatásom során részletesen vizsgáltam a bórral és bizmuttal módosított, szol-gél eljárással előállított TiO2 tulajdonságait [2]. A kalcinálás alatt végbemenő folyamatokat derivatográfiával követtem. A fázisösszetételt Raman spektroszkópiával, illetve röntgendiffrakció mérésével, a gerjesztési küszöbenergia értékeket diffúz-reflexiós színképek alapján Kubelka-Munk transzformációval határoztam meg. A fotoaktivitást mind UV, mind látható fénnyel (λ>420 nm) vizsgáltam. Meghatároztam a fotoindukált folyamatokban keletkező reaktív hidroxilgyökök kezdeti képződési sebességét, e kísérletekhez gyökbefogóként kumarint alkalmaztam. Az előállított katalizátorok hatékonyságát oxálsav, valamint titánsárga lebontási kísérleteiben vizsgáltam és hasonlítottam össze. A modellvegyületek koncentrációjának változását permanganometriás titrálással, illetve a fényelnyelési színkép rögzítésével követtem. A kalcinálás során a módosító elemek akadályozták az anatáz-rutil fázisátalakulást, a magasabb hőfokon kalcinált minták is csak anatáz fázist tartalmaztak. A bórral történő adalékolás nem befolyásolta a tiltott sáv szélességét, ám ha a rendszer bizmutot is tartalmazott, jelentősen nőtt a katalizátor fényelnyelése a látható fény tartományában, a gerjesztési küszöbenergia 3,01 ev-ról 2,82 ev-ra csökkent. Az UV tartományban a hidroxilgyök képződési sebessége minimális volt a különböző katalizátorokon, míg az oxálsav bomlási sebessége harmada a Degussa P25 TiO2 alkalmazásakor kapott értéknek. Látható fénnyel történő bevilágításkor hidroxilgyök nem keletkezett, s az oxálsav sem bomlott. Ezzel szemben a titánsárga fényelnyelése a B- 16
Bi-TiO2 katalizátort tartalmazó szuszpenziókban a fotokatalízis során csökkent, 4 órás kísérletben 80%-os átalakulást sikerült elérni. A kutatás az EFOP-3.6.1-16-2016-0001 projekt és az Emberi Erőforrások Minisztériuma ÚNKP-17-1 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság programjának támogatásával készült. [1] Khaki, M. R. D. J. Environ. Manag. 2017, 198, 78-94 [2] Bagwasi, S., Tian, B., Zhang, J., Nasir, M. Chem. Eng. J. 2013, 217, 108-114 17
Szén-dioxid heterogén fotokatalitikus redukciójára alkalmas katalizátorok előállítása és aktivitásuk vizsgálata Készítette: Kocsis Gábor Kémia alapszak Mérnöki kar, Kémia Intézet, Általános és Szervetlen Kémia Intézeti Tanszék Témavezető: Szabóné dr. Bárdos Erzsébet A szén-dioxid növekvő atmoszferikus koncentrációja komoly aggályokat vet fel a globális felmelegedés miatt. A légköri CO2-szint csökkentésére különböző megoldások ismeretesek, a heterogén fotokatalízis alkalmazása egy új lehetőség. A különböző laboratóriumokban igen intenzíven kutatott terület a nagyhatékonyságú oxidációs eljárások közé tartozó heterogén fotokatalízis. A fotokémiai eljárással nemcsak a szerves vegyületek oxidációja valósítható meg, hanem oxigénmentes környezetben a H2 gáz előállítása, valamint a CO2 redukciója is. További előnyt jelentene, ha a folyamatokat a természetes napsugárzás kiaknázásával lehetne megvalósítani. A fotokatalitikus folyamatokban leggyakrabban a TiO2-ot alkalmazzák katalizátorként, ugyanis nagy a stabilitása, nem toxikus, olcsón előállítható, valamint fotoaktív. Különböző anyagokkal történő módosításával növelhető a katalizátor aktivitása. Munkám során szol-gél eljárással magnézium-oxiddal módosított katalizátort állítottam elő, TiO2 prekurzorként titán(iv)-izopropoxidot, míg MgO-forrásként magnézium-nitrátot alkalmaztam[1]. A különböző hőfokon kalcinált TiO2, MgO-TiO2 minták morfológiáját, összetételét röntgendiffrakcióval, Raman-spektroszkópiával, SEM felvételek készítésével, valamint derivatográfiás vizsgálatokkal határoztuk meg. A fotoindukált folyamatban képződő hidroxilgyökök mennyiségét kumarin gyökbefogóval határoztam meg. Szén-dioxid redukciójára modellvegyületként nátrium-karbonátot alkalmaztam argon gázbevezetés mellett. A keletkező egyszerű vegyületeket (pl: formaldehid) fotometriásan próbáltam azonosítani és koncentrációjukat meghatározni. A lejátszódó folyamatokat nyomon követtem a reakcióelegy ph-jának, illetve szerves és szervetlen széntartalmának mérésével. A kutatás anyagi hátterét a GINOP-2.3.2-15-2016-00016 és az EFOP-3.6.1-16-2016-00015 pályázatok biztosították. [1] M. Mananares, C. Fábrega, J. O. Ossó, L. F. Vega, T. Andreu, J. R. Morante, Applied Catalysis B:Environmental, 150 (2014) 57 18
Nanohalloysit-TiO 2 hibrid rendszer előállítása és szerkezeti vizsgálata Készítette: Harta Péter Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Környezetmérnöki Intézet Témavezetők: Dr. Horváth Erzsébet, Zsirka Balázs Napjainkban a környezetvédelmi törekvések megvalósítása társadalmunk egyik kiemelt feladatává vált. A környezeti elemek tisztításában, így a korszerű környezeti- és kárelhárítási technológiákban is igény mutatkozik az olcsó, természetes eredetű katalizátorok használatára. A halloysit egy 1:1 típusú filloszilikát, amely az iparban alkalmazott, olcsón hozzáférhető, természetes, környezetbarát alapanyag. A közelmúltban az 1:1 típusú agyagásvány nanostruktúrák önálló fotokatalitikus aktivitásának vizsgálata kutatott területté vált. A potenciálisan katalizátorként használható agyagásványok aktivitása felületmódosítással jelentősen javítható. A titán-dioxid egy jól ismert, intenzíven kutatott félvezető fotokatalizátor, amely agyagásvány hordozó felületére deponálható és így agyagásvány-titán-dioxid hibrid rendszerek hozhatók létre. Dolgozatomban nanohalloysit-titán-dioxid hibrid anyag előállítását és szerkezeti vizsgálatát mutatom be. A hibridet szol-gél eljárással, a nanohalloysit felületére preparált titán prekurzor kontrollált kiégetésével állítottam elő. A preparációs folyamatot termikus analízissel (TG/DTG és DTA) követtem nyomon. A prekurzor gél és az előállított nanohibrid szerkezetét infravörös spektroszkópiával (FTIR-ATR) vizsgáltam. A felületen kialakított titán-dioxid jelenlétének igazolását és módosulatának meghatározását Raman spektroszkópiával végeztem el. 19
Doxorubicin és sorafenib rákellenes szereket tartalmazó, nyújtott hatóanyagleadású nanorészecskék Témavezető: Dr. Feczkó Tivadar Készítette: Babos György Környezetmérnök mesterszak Mérnöki Kar, Környezetmérnöki Intézet, A doxorubicin és a sorafenib citotoxikus illetve citosztatikus szerek. Többféle daganat kezelésében használják őket a kemoterápia részeként, ilyen pl. a hepatocelluláris karcinoma. A tünetek megjelenéséig nehezen észrevehető, a diagnosztizáláskor azonban már általában rossz prognózist vetít előre. Az eddig használt doxorubicin nevű antraciklinglikozid a májtumoros esetek 90%-ában elégtelen hatással rendelkezik, ellenben számos mellékhatást mutat - pl. kardiotoxicitás napjainkban önmagában már nem is használják. A sorafenib multikináz-inhibitor gátolja egyes növekedési hormonok blokkolásával a proliferációt és az angiogenezist. Az előrehaladott stádiumú hepatocellulárs karcinóma esetén a legfontosabb hatóanyag a nem specifikus hatásmechanizmus miatt szintén számos nem kívánt mellékhatással. A célzott és szabályozott hatóanyagleadás segítségével a gyógyszerek dózisa és így mellékhatásaik jelentősen mérsékelhetők. Ennek egyik eszköze a biokompatibilis és biológiailag lebontható polimer gyógyszerhordozó nanorészecskék, melyek a kívánt hatóanyagot koncentráltan a célszervbe képesek juttatni, hatóanyagleadásuk nyújtható, miközben a hatóanyagokat megvédik a vaszkuláris rendszerben keringő enzimektől, továbbá kizárja azok egészséges szövetbe való jutását, így csökkentve mellékhatásaikat. Összetett emulzió-oldószer elpárologtatás módszerével poli(tejsav-glikolsav) és poli(etilén-glikol)-poli(tejsav-glikolsav) hordozó kopolimerekből doxorubicin és sorafenib hatóanyagokat tartalmazó nanorészecskéket hoztunk létre a két gyógyszer szinergikus hatásának és nyújtott hatóanyagleadásának elérése érdekében. Az optimalizált nanokompozitok dinamikus fényszórással meghatározott mérete 160-215 nm tartományba esett. A részecskék feloldása után UV-vis spektrofotometriával meghatározott doxorubicin és sorafenib kapszulázási hatékonyság PLGA hordozó esetén 51 %-nak és 64 %-nak, míg PEG-PLGA kopolimerrel alkotott nanokompozit esetén 53 %-nak és 99 %-nak bizonyult. HT-29 ráksejtekkel végzett sejtfelvételi vizsgálatok meglepetésre a pegilált polimer hordozóval létrehozott nanorészecskék nagyobb arányú bekebelezését mutatták. A humán vérplazmában nyújtott hatóanyagleadást mutató nanorészecskék MTT citotoxicitás vizsgálatban hatékonynak bizonyultak. 20
Mikrokapszulázott kompozit gyógyszerhordozók előállítása nano porlasztva szárítással Készítette: Mirankó Mirella Vegyészmérnök mesterszak Mérnöki Kar, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, Vegyipari Műveletek Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Tóth Judit, Rippelné Dr. Pethő Dóra Kompozit gyógyszerhordozó rendszerek kifejlesztése gyógyszerhatóanyagok terápiás hatékonyságának növelésére feladat keretében olyan hordozórendszerek létrehozása volt a feladatom, amelyek néhány száz nanométer és néhány 10 mikrométer nagyságrendű mérettartományokba eső szilárd részecskékből (mikrokapszulázott kompozitokból) vagy részecskerendszerekből állnak. Az értékes hatóanyagok felhasználásának hatékonysága jelentősen növelhető olyan új termékek kifejlesztésével, amelyeknek terápiai alkalmazása során a megfelelő hatóanyag a szervezetben a megfelelő helyen (lokálisan), a megfelelő koncentrációban, és megfelelő ideig fejti ki hatását. Ezek az ún. szabályozott és célzott hatóanyag leadású készítmények. Ezen rendszerek előállításának egyik módja a porlasztva szárítási eljárás, melynek során oldatokból vagy finom szemcsés szuszpenziókból szilárd szemcsés terméket hozunk létre. Kísérleteimet a Büchi Nano porlasztva szárító (B-90) berendezésen kiviteleztem. A kiválasztott modell hatóanyag, API1 jelű, az imidazolok csoportjába tartozó vegyület volt. Hordozó polimerként hidroxipropil-metil-cellulózt, poli(vinil-alkohol)-t és poli(vinil-pirrolidon)-t használtam. Kísérleteim során vizsgáltam, hogy a szárítás műveleti és eljárási paraméterei (adagolási sebesség, szárítási hőmérséklet, szárító levegő áramlási sebessége, porlasztó fej nagysága, oldatkoncentráció, oldat viszkozitás, hordozó polimer minősége) hogyan befolyásolja a képződött termékek mikromorfológiáját és funkcionális tulajdonságát. Lézer diffrakciós módszerrel szemcseméret analízist végeztem, UV-VIS spektrofotometriát alkalmaztam a kapszulázási hatékonyság és a kioldódási viselkedés meghatározásához. Pásztázó elektronmikroszkópiával a termékek morfológiáját, termogravimetriás analízissel a nedvességtartalmát és a hőstabilitását vizsgáltam. Az eljárás műveleti paramétereinek változtatása különböző hatással volt a kapszulázási hatékonyságra és a termékek szemcseméretére. A két kémiailag eltérő kiválasztott kapszulázó polimerrel végzett szárítási kísérletekben kapott termékek azonos műveleti és eljárási paraméterek esetén eltérő kapszulázási hatékonyságot eredményeztek. A polimer oldatkoncentrációk jelentős hatással vannak a szárított termékek tulajdonságaira. 21
Kémiai és Vegyipari Szekció Kémiai és Vegyipari III. tagozat Helyszín: B208 Időpont Cím Szerzők Témavezető 9:00 Aldehidek bioutánzó reakciói Csendes Viktória Flóra Kripli Balázs, Dr. Kaizer József 9:20 Funkcionális aldehid deformiláz modellek előállítása Török Patrik Dr. Kaizer József 9:40 Szteránvázas indolszármazékok szintézise Nagy Enikő Fehér Klaudia, Skodáné dr Földes Rita 10:00 Hordozóhoz kötött Pd-katalizátorok vizsgálata gyógyszerhatóanyagok szintetikus reakcióiban Adamcsik Bernadett Urbán Béla, Skodáné dr. Földes Rita 10:20 Mágneses hordozóhoz rögzített palládium katalizátorok vizsgálata aminokarbonilezési reakciókban Fütyű Júlia Papp Máté, Skodáné dr Földes Rita 10:40 Enzimaktivitás vizsgálata természetes méz mintákban Petrovics Nikolett Tóth Gábor 22
Aldehidek bioutánzó reakcói Készítette: Csendes Viktória Flóra Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Kémia Intézet, Szerves Kémia Intézeti Tanszék Témavezetők: Dr. Kaizer József, Dr. Kripli Balázs Az apadó természeti erőforrások, melyekből az üzemanyagipar gazdálkodik, számos alternatív megoldás kidolgozásához vezetett: például egyes baktériumokban, rovarokban valamint algákban fellelhető enzimek alkalmazása, melyek zsírsavakat és aldehideket szénhidrogénekké szintetizálnak. Ezen organizmusok leggyakrabban nem-hem típusú, mono- vagy divastartalmú kofaktorokat tartalmaznak, melyek jellemzően oxigénezési reakciókban vesznek részt. Vastartalmú metalloenzimek esetében dilemma, hogy az adott oxidációs folyamat milyen intermedieren keresztül valósul meg. Az aldehidek karbonsavvá történő oxidációja és/vagy deformileződése, nukleofil sajátságú peroxo-vas vagy az elektrofil sajátságú, nagy oxidáció fokú oxo-vas intermediereken keresztül értelmezhető. A feltételezett enzimfolyamatok mechanizmusának kiderítésére bioutánzó rendszereket dolgoztunk ki, melyek segítségével az enzim aktív centruma jól modellezhető. A modelljeinkhez jól definiált peroxo-divas(iii) és oxo-vas(iv) komplexeket választottunk, melyeken keresztül vizsgáltuk a hidrocinnamaldehid, mint szubsztrátum oxidációs reakcióját. Katalitikus és sztöchiometrikus oxidációs reakciók kidolgozásával, továbbá a részletes reakciókinetikai méréseken keresztül javaslatot tettünk a vizsgált reakciók lehetséges mechanizmusára, és ezen ismeretek birtokában az enzim hatásmechanizmusára. Kutatásaink egyrészt alapkutatás jellegűek, másrészt ipari felhasználással is kecsegtetnek. 23
Funkcionális aldehid deformiláz modellek előállítása Készítette: Török Patrik Kémia alapszak Mérnöki kar, Kémia Intézet, Szerves Kémia Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Kaizer József Annak ellenére, hogy kémiai szempontból a hosszú szénatomszámú alkánok a legkevésbé reaktív szerves molekulák közé tartoznak, az élővilágban több helyen is fellelhetők. A növények esetében például egyfajta impregnáló, ún. vax-sajátságú anyagként védik őket a kiszáradástól, a rovarok esetében pedig a szárnyakat az elázástól. A dekarboniláz enzimek a nemhém-típusú divastartalmú enzimek csoportjába tartoznak. Feladatuk a zsíraldehidek alkánokká történő deformilezése. A fentiekhez kapcsolódóan az alkánok bioszintézisében is résztvevő, a cianobaktériumok által használt aldehid-deformilező-oxigenáz (cado) enzim működését kívánjuk modellezni vizsgálataink során. A kísérleteinkhez nemhém-típusú in situ divas(iii)-tartalmú peroxo komplexeket állítottunk elő és felhasználásukkal ún. bioutánzó reakciókat dolgoztunk ki. Modellvegyületként a fenil-acetaldehidet választottuk. Részletes reakciókinetikai mérések segítségével javaslatot tettünk a katalitikus rendszereink mechanizmusára. 24
Hordozóhoz kötött Pd-katalizátorok vizsgálata gyógyszerhatóanyagok szintetikus reakcióiban Készítette: Adamcsik Bernadett Vegyész mesterszak Mérnöki Kar, Kémia Intézet, Szerves Kémia Intézeti Tanszék Témavezetők: Skodáné Dr. Földes Rita, Urbán Béla Korábbi kutatási tevékenységem során heterogén palládium-katalizátorokat vizsgáltam, melyeket piridínium tartalmú ionfolyadékok segítségével alakítottam ki, majd aminokarbonilezési reakciókban teszteltem. A katalizátorok számos kedvező fizikai tulajdonságuk mellett származékképzési reakciókban is hatékonynak bizonyultak. Így a továbbiakban biológiailag aktív vegyületek előállítási reakcióiban kívántam alkalmazni őket. Vizsgáltam olyan gyógyszer molekulák előállítási lehetőségeit, amelyeket eddig csak bonyolult, többlépéses szintézis utakon keresztül tudtak megvalósítani. Közvetlen aminokarbonilezéssel lehetőségem nyílt ezen szintéziseket egyszerűbben kivitelezni, a reakciósor lépésszámát lecsökkenteni. A katalizátorok alkalmazási körülményeit néhány speciálisan kiválasztott gyógyszermolekula előállítására optimalizáltam: - megvizsgáltam egyes oldószerek és bázisok hatását a reakcióra, - összehasonlítottam a különböző nyomáson és hőmérsékleten végrehajtott kísérletek konverzió értékeit, - teszteltem a katalizátorok újrafelhasználhatóságát az egyes reakciók esetén. Az aminokarbonilezési reakció során keletkező termékeket gázkromatográfiás és GC-MS módszerekkel vizsgáltam. 25
Szteránvázas indolszármazékok szintézise Készítette: Nagy Enikő Vegyész mesterszak Mérnöki Kar, Kémia Intézet, Szerves Kémia Intézeti Tanszék Témavezetők: Skodáné Dr. Földes Rita, Fehér Klaudia A szteroidok a természetben is előforduló kiemelkedő jelentőségű vegyületek, az élő szervezetek megfelelő működésében elengedhetetlen szerepet töltenek be. Félszintetikus és szintetikus származékaik a gyógyszerkutatás alapvető elemei, többek között gyulladásos és autoimmun betegségek kezelésére, valamint kemoterápiás szerként is alkalmazhatóak. Vizsgálatok bizonyították, hogy azon szteroidok is farmakológiai aktivitást mutatnak, melyek a D gyűrűhöz kapcsolt nitrogén tartalmú heterociklust tartalmaznak. Kutatásom célja az említett szerkezettel rendelkező vegyületek előállítása, ketocsoportot tartalmazó szteroidok és indolszármazékok reakciójában. A keletkező szteránvázas indolszármazékok a korábbiak alapján tehát potenciálisan biológiailag aktív vegyületek. Az említett reakció a Friedel-Crafts alkilezések csoportjába tartozik, így savas karakterű katalizátort igényel, melynek megválasztása során környezetvédelmi szempontokat is figyelembe vettem: Brönsted savas ionfolyadékok alkalmazása mellett döntöttem. Ezen vegyületek nem csak katalizátorként, hanem egyben oldószerként is szolgálhatnak az elegyben, így kiküszöbölhető a drága és veszélyes fémtartalmú katalizátorok használata, továbbá gyakorlatilag kizárható a párolgásból eredő környezetszennyezés. További előnyt jelent, hogy nem elegyednek apoláris oldószerekkel, így a termékek egyszerű extrakcióval elkülöníthetőek, míg a katalizátor többször is felhasználható. Kutatásom során több ionfolyadékot vizsgálok abból a szempontból, hogy alkalmasak-e a kívánt termék előállítására, valamint a katalizátor újrafelhasználhatóságának megvalósítására is törekszem. A reakciókat gázkromatográfiás, illetve vékonyréteg-kromatográfiás vizsgálattal követem, a termékek azonosítására GC- MS, valamint NMR spektroszkópiás módszereket alkalmazok. Az optimális körülmények beállítását, illetve a lehető legjobb hozam elérését követően célkitűzésem különböző szteránvázas indolszármazékok előállítása. 26
Mágneses hordozóhoz rögzített palládium katalizátorok vizsgálata aminokarbonilezési reakciókban Készítette: Fütyű Júlia Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Szerves Kémia Intézeti Tanszék Témavezető: Papp Máté, Skodáné Dr. Földes Rita Az elmúlt években számos cikk foglalkozott a Pd katalizált aminokarbonilezési reakciókkal, melyek jól alkalmazhatók különféle amidok és α-ketoamidok előállítására. Mindkét vegyülettípus funkciós csoportja megtalálható kedvező biológiai aktivitással rendelkező származékokban, így a reakció hatékonyságának növelése gyakorlati szempontból is fontos. A Szerves Kémia Intézeti Tanszéken folyamatosan végeznek új vegyületek előállítására irányuló kísérleteket, melyek elvégezhetők homogén és heterogén katalitikus úton is. A heterogén katalizátorok könnyebben visszanyerhetők és újrahasznosíthatók, az utóbbi időben pedig a szelektivitásuk is jelentős javulást mutat. Munkám során olyan katalizátorokat készítettem és vizsgáltam, amelyeknél az előzőektől eltérően a szilárd hordozó mágneses nanorészecske volt, erre rögzítettem az ionfolyadékot és a megfelelő palládium vegyületet. Ezen új hordozók nagy előnye a korábbiakkal szemben, hogy a nanorészecskék mágnesességének köszönhetően a katalizátor erős mágnes segítségével könnyen elválasztható a termékelegytől. Az elkészített katalizátorokat jódbenzol és morfolin reakciójában, DMF oldószerben, CO atmoszféra alatt, bázis jelenlétében vizsgáltam. Jó hozammal és nagy szelektivitással nyertem kettős karbonilezett terméket. A katalizátor 10 körön keresztül felhasználhatónak mutatkozott az aktivitás csökkenése nélkül. A katalizátorok palládium-tartalmát ICP-AES módszerrel határozták meg. A termékek szerkezetét GC-MS méréssel igazoltuk, a hozamok megállapítása gázkromatográfiás módszerrel történt. 27
Enzimaktivitás vizsgálata természetes méz mintákban Készítette: Petrovics Nikolett Biomérnök alapszak Mérnöki kar, Biomérnöki, Membrántechnológiai és Energetikai Kutató Intézet Témavezető: Dr. Tóth Gábor A méz szervezetre gyakorolt jótékony hatása már régóta ismert. A méhek virágok nektárnedveit, és más élő növényekben található édes nedveket felveszik, testük anyagaival gyarapítják, megváltoztatják, lépekben tárolják és érlelik. A méz az érlelés során a méhek által termelt enzimekkel is gazdagodik. A méz összetett alkotókból épül fel, amely alkotók együttesen határozzák meg és befolyásolják a minőséget. A munkám során a mézben található invertáz illetve diasztáz enzim aktivitásának meghatározása volt a cél. Ez a feladat azért lehet fontos mézminősítés szempontjából, mert ezek az enzimek igen érzékenyek a melegítésre és a nem megfelelő valamint hosszú ideig való tárolásra. Másrészt ezek az enzimek csak a méhek garatmirigy-váladékából kerülhetnek a mézbe, így ha a vizsgált mézminta nem mutat enzim aktvitást, valószínűleg mesterséges módon állították elő. Az invertáz enzim aktivitását optikai forgatóképesség vizsgálatának mérésével követtem nyomon. A diasztáz enzim reakciójának előre haladását pedig Schade-White- Hadorn módszerével vizsgáltam. Az enzimek mennyisége csak közvetett úton, az enzim specifikus hatásával mérhető. Az enzimaktivitást reakciósebesség dimenziójú, az általa egységnyi idő alatt elbontott szubsztrát mennyiségével jellemezhetjük. A mérések során ezekre az enzimekre jellemző viszonyszámokat határoztam meg. A kapott eredmények alapján lehetőségem volt összehasonlítani az akácmézben és vegyes virágmézben található enzimek hatékonyságát, s hőfokfüggését. Az eredmények kiértékelése után elmondható, hogy a vizsgált mézminták megfelelnek a magyar szabványnak, és a kapott értékek jól korrelálnak az irodalmi értékekkel. 28
Műszaki Tudományi Szekció Műszaki Tudományi tagozat Helyszín: B212 Időpont Cím Szerzők Témavezető 9:00 Magnetoreológiai tengelykapcsoló tervezése, építése és nyomatékátvitelének vizsgálata Kapuváry Bence Dr. Szalai István, Horváth Barnabás 9:20 Ipari 3D szkenneléshez alkalmazott felületbevonó anyagok vizsgálata és fejlesztése Horváth Evelin Dr. Kovács Kristóf 9:40 Bitumenek minőségjavítási lehetőségeinek vizsgálata Tálosi Gréta Dr. Holló András, Dr. Hancsók Jenő 10:00 Biodízel előállítása osztott terű kolonnában Szabó Zsófi Dr. Varga Tamás 10:20 Foszfortartalmú műtrágyák 210Po tartalmának vizsgálata, az alkalmazásukból eredő sugárterhelés becslése Várady-B. Orsolya Dr. Tóth- Bodrogi Edit 29
Magnetoreológiai tengelykapcsoló tervezése, építése és nyomatékátvitelének vizsgálata Készítette: Kapuváry Bence Gépészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Fizika és Mechatronika Intézet Témavezetők: Dr. Szalai István, Dr. Horváth Barnabás A magnetoreológiai (MR) folyadékok olyan diszperziók, amelyek viszkozitása külső mágneses terek hatására nagyságrendi növekedést mutat. Ezt az effektust az utóbbi években a tudomány és a technika számos területén, többek között a magnetoreológiai tengelykapcsolók konstrukciója során is alkalmazzák. Korábbi kutatások eredményeként a Fizika és Mechatronika Intézetben egy magnetoreológiai folyadékokkal működő tengelykapcsolót fejlesztettek ki. Kutatásaim során vasrészecskéket tartalmazó MR folyadékok alkalmazásával a fordulatszám függvényében vizsgáltam a meglévő tengelykapcsoló nyomatékátviteli tulajdonságait. A méréseket több MR diszperzióval, különböző vaspor koncentrációnál is elvégeztem. A rendszer működtetésére, a mérési eredmények gyűjtésére LabVIEW környezetben mérőadatgyűjtő szoftvert fejlesztettem. A mérési eredmények feldolgozása és értelmezése során kiderült, hogy a meglévő rendszer több paraméterében sem felel meg az elvárásainknak. A tengelykapcsoló által átvitt forgatónyomaték is alacsonynak bizonyult. A kísérleteink során szerzett tapasztalatok alapján egy új tengelykapcsolót terveztünk és építettünk, mely alkalmas MR folyadékok, valamint MR folyadékokkal történő nyomatékátvitel vizsgálatára. Dolgozatomban részletesen bemutatom a tervezés főbb lépéseit, az elvégzett számításokat, valamint az elektromágnes optimális kialakításának meghatározásához készített szimulációkat. A tervezés során a főbb szempontok között szerepelt az elkészítendő alkatrészek anyagának minősége. A tekercsház esetén kiemelt fontosságúak a kiválasztott ötvözet mágneses tulajdonságai. Az optimális anyagminőségek meghatározásához mágneses szuszceptibilitás méréseket végeztünk. A konstrukció teszteléséhez nyomatékátviteli görbéket vettünk fel próbatekercs alkalmazásával. 30
Ipari 3D szkenneléshez alkalmazott felületbevonó anyagok vizsgálata és fejlesztése Témavezető: Dr. Kovács Kristóf Készítette: Horváth Evelin Anyagmérnök mesterszak Mérnöki Kar, Anyagmérnöki Intézet Napjainkban egyre szélesebb körben alkalmazzák a 3D szkennelést, mellyel különböző termékek - akár egészen kisméretű (finommechanikai) alkatrészek - nagyfelbontású, nagypontosságú bemérését, digitalizálását lehet elvégezni. Ennek a technikának korlátozó tényezője a mérendő minta felületének tükröződése és egyelőre nem elkerülhető a felület tükröződésmentesítése. A kereskedelmi forgalomban már kaphatóak különböző tükröződésgátló anyagok, azonban azok szemcsemérete és átlagos rétegvastagsága nem meghatározott. A finommechanikai alkatrészek esetében fontos szempont lehet e tulajdonságok ismerete. A munkám során az eddig használatos tükröződésgátló anyagok vizsgálatát végeztem el (szemcseméret, morfológia és rétegvastagság vizsgálata). A szakmai tevékenységem egyik fő törekvése a jelenleg alkalmazott tükröződésgátló anyagok mellett további lehetőségek felkutatása és tesztelése. Ezeknek az új anyagoknak szintén elvégeztem az alapos vizsgálatát (szemcseméret, morfológia és rétegvastagság vizsgálata). Ezen anyagok előzetes elvárások alapján könnyebben eltávolíthatók a mintadarab felületéről, mint a széles körben alkalmazott TiO2. Továbbá megvizsgáltam a különböző oldószerek használatának lehetőségét a jelenleg alkalmazott ipari alkoholhoz képest. 31
Bitumenek minőségjavítási lehetőségeinek vizsgálata Készítette: Tálosi Gréta Vegyészmérnök mesterszak Mérnöki Kar, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Holló András, Dr. Hancsók Jenő Konzulens: Gergó Péter A közúti közlekedésben alkalmazott útépítési alapanyagok teljesítményével szemben támasztott követelmények fokozódnak. Ezért nagyobb forgalmi terhelhetőségű aszfaltok kifejlesztése a cél. Így az új, hosszabb élettartamú, nagyobb teljesítményű kötőanyagok (pl. speciális, polimerrel módosított bitumenek) fejlesztése intenzíven kutatott terület. Egy másik szempont, hogy a fenntartható fejlődés érdekében a nem fosszilis eredetű alternatív alapanyagok használata lehet az egyik hosszú távú megoldás a kőolaj eredetű bitumenek részleges helyettesítésére. Ilyen alternatív alapanyag lehet különböző biomassza forrásból származó, pl. termikus technológiákkal előállított pirolízis folyadék vagy bioolaj. A feldolgozott biomassza alapjául szolgált már számos növényi és állati eredetű termék is. Az utóbbi időben több kutató is úgy találta, hogy a különböző eredetű pirolízis folyadékok, bioolajok megfelelőek lehetnek bitumen elegyek helyettesítésére, ill. módosítására. Minőségjavítás után kedvező lehet a felhasználásuk, mivel javíthatják a bitumenes kötőanyagok deformációval szembeni ellenállását. Emellett a bitumenek egyes tulajdonságainak módosítására különböző paraffinokat (waxok) is alkalmaznak. Pl. Fischer-Tropsch szintézis során a molekulaszerkezetében nagy hidrogéntartalmú benzinek és gázolajok mellett jó minőségű paraffin is keletkezik. Ez alacsony hőmérsékleten növelheti a bitumen deformációval szembeni ellenállóképességét és magas hőmérsékleten viszkozitás csökkentőként viselkedik. A bioolaj alkalmazását eddig elsősorban útépítési bitumenekben tanulmányozták. Szakirodalmi közlemények még nem vizsgálták a paraffin és bioolaj együttes alkalmazását. Így kísérletimunkám során fenyőfa pirolíziséből származó nagy forráspontú, nehéz bioolaj-maradék és FT paraffin alkalmazását tanulmányoztam modifikált bitumen rendszerben. Célul tűztem ki, hogy megvizsgáljam ezen biomassza eredetű maradék és FT maradék hatását egy útépítési kötőanyag (modifikált bitumen) reológiai tulajdonságaira. A különböző folyási jellemzőket dinamikus nyíróreométerrel (DSR) vizsgáltam a Pannon Egyetem MOL Ásványolaj- és Széntechnológiai Intézeti Tanszékén. 32
Biodízel előállítása osztott terű kolonnában Készítette: Szabó Zsófi Vegyészmérnök alapszak Mérnöki Kar, Vegyészmérnöki és Folyamatmérnöki Intézet, Folyamatmérnöki Intézeti Tanszék Témavezető: Dr. Varga Tamás Napjainkban fontos a környezetszennyezés és a nem megújuló energiaforrások felhasználásának csökkentése. Számos alternatív energiaforrást ismerünk, de ezek közül az egyik legígéretesebb a biodízel. A biodízel egy megújuló, alternatív üzemanyag, amely zsírsav metil-észtereket (FAME) tartalmaz és előállítható növényi olajokból, állati zsiradékokból és használt sütőolajokból. Egy technológia tervezése esetén a legfőbb szempontok között van, hogy lehetőleg legyen kompakt és feleljen meg a rendszerek üzemeltetése során követendő energiahatékonyságra való törekvésnek. Az osztott terű kolonnák esetén több műveletet hajtunk végre egy berendezésen belül, ezzel tudjuk csökkenteni a berendezések számát és az energiaigényeket, vagyis a beruházási és üzemeltetési költségéket egyaránt. Hátrányuk, hogy leképzésük folyamatszimulációs szoftverek segítségével nehézségekbe ütközik, illetve a rendszer integráltságából adódóan kevésbé rugalmas és ezáltal nem képes a nagyobb ingadozásokat tolerálni. Szakmai munkám célja egy reaktív desztilláló kolonna stacioner folyamat szimulátorának elkészítése az Aspen HYSYS folyamatszimulációs szoftver segítségével. A szimulációban elkészítettem egy hagyományos és egy osztott terű reaktív desztillációs kolonna (RDWC) modelljét. A dolgozat tartalmazza a hagyományos kolonna szimulátor megalkotásának menetét és az egyes paraméterek változtatásának hatásait, illetve az osztott terű modell adott munkaponton végzett érzékenységvizsgálatát. 33
Foszfortartalmú műtrágyák 210 Po tartalmának vizsgálata, az alkalmazásukból eredő sugárterhelés becslése 34 Készítette: Várady-Botyánszky Orsolya Lenke Környezetmérnök mesterszak Mérnöki Kar, Radiokémia és Radioökológiai Intézet Témavezető: Dr. Tóth- Bodrogi Edit A radioaktív sugárzás és ezzel együtt a radioaktív izotópok életünk részei, a mesterséges és természetes eredetű sugárzások körülvesznek bennünket. Átlagosan a világban a háttérsugárzás 2,6 msv évenkénti dózist jelent, ez Magyarországon nagyjából 3 msv értékű.[1] A műtrágyák vonatkozásában, a foszforműtrágyák esetében a nyersfoszfátok radioaktivitása meghatározó. Az urán (U 4+ ) és a Ca 2+ ionátmérője nagyjából megegyezik, így például tengeri üledékekben be tud épülni az ott nagy mennyiségben előforduló apatit kristályszerkezetbe. Ez azért lényeges, mert az apatitokból előállított foszforműtrágyák megnövekedett aktivitáskoncentrációval rendelkeznek. A nyersfoszfátok feldolgozása jellemzően kénsavas feltárással történik, mely eljárás körülményinek köszönhetően az uránizotópok mennyisége feldúsul a műtrágyákban. Az uránhoz hasonló viselkedésű kémiai elem a 226 Ra és a 232 Th, ezért ezen izotópok is nagy mennyiségben fordulhatnak elő az ilyen szerkezetű műtrágyákban.[3] A 210 Po izotóp a 238 U bomlási sorának tagja, amely alfa-bomló izotóp és relatíve hosszú élettartammal rendelkezik (felezési ideje 138 nap). Eloszlását tekintve változó koncentrációban oszlik meg a környezeti elemekben: a légkörből, vízből, talajból eltérő expozíciós utakon bekerülhet a táplálékláncba. Mivel a növényekben, élelmiszerekben, valamint aeroszolokhoz tapadva a légkörben is egyaránt megtalálható, így az emberi szervezetbe is bejuthat bizonyos mennyiségben. Különböző organizmusok (gombák, tengeri élőlények) képesek felhalmozni a szervezetükben, és így akkumulálni tudják azt. Bizonyos esetekben a 210 Po-tól származhat, akár 75%-a a fogyasztásból származó belső dózisterhelés. Összességében kb. 7%-ra becsülhető az effektív dózishoz való hozzájárulása. [2] Dolgozatomban nyolc különböző foszfortartalmú műtrágyát vizsgáltam (NPK és szuperfoszfát), és arra kerestem a választ, hogy 210 Po tartamuk hogyan illetve milyen mértékben járul hozzá az emberek sugárterheléséhez. A műtrágyák 210 Po aktivitáskoncentrációját, savas feltárást követően, spontán depozíciós mintaelőkészítése módszert alkalmazva, félvezető PIPS detektoros alfa- spektrometriai eljárással határoztam