Projekty realizowane w ramach Programu Operacyjnego Rozwój j Polski Wschodniej

Transkrypt

1 Projekty realizowane w ramach Programu Operacyjnego Rozwój j Polski Wschodniej dr inż. Cezary Możeński prof. nadzw.

2 Projekty PO RPW Wyposażenie Laboratorium Wysokich Ciśnień w nowoczesną infrastrukturę badawczą Budowa Centrum Badań Procesów Ekstrakcji Nadkrytycznej surowców roślinnych z zastosowaniem CO 2 2

3 Wyposażenie Laboratorium Wysokich Ciśnie nień w nowoczesną aparaturę badawczą Wartość projektu: Wartość dofinansowania z PO RPW: ,10 PLN ,05 PLN Okres realizacji:

4 Zakres Projektu: 1. Pracownia Badań Procesów Katalitycznych; 2. Pracownia Technik Wysokich Ciśnień. Cele Projektu: 1. Możliwość badania właściwości fizykochemicznych i kinetycznych katalizatorów w warunkach zbliżonych do przemysłowych; 2. Możliwość badania reakcji chemicznych oraz właściwości różnych związków chemicznych w całym zakresie parametrów procesowych temperatury i ciśnienia. 4

5 Zadania: 1. Zakup i montaż aparatury i urządzeń pozwalających na prowadzenie badań w wysokich ciśnieniach (do 1000 bar); 2. Modernizacja budynku LWC, w tym: wykonanie prac budowlanych, remont instalacji elektroenergetycznej, wyposażenie stanowisk badawczych w media. 3. Zakup nowoczesnej aparatury do analiz chemicznych. 5

6 Innowacyjność w katalizie stosowanej Najważniejsze współczesne wyzwania technologii chemicznej wymagają opracowania i wdrożenia do praktyki przemysłowej nowych generacji katalizatorów. Dotyczy to szczególnie technologii: otrzymywania chemikaliów o bardzo dużym znaczeniu gospodarczym (amoniak, metanol, węglowodory) polepszenie wydajności tych procesów, obniżenie wskaźników ekonomicznych ich wytwarzania, neutralizacji szkodliwych dla środowiska substancji, ograniczenie ich emisji, opracowanie czystych technologii niskoemisyjnych, wykorzystania surowców odnawialnych (szczególnie biomasy), jako surowców chemicznych, ich przetwarzanie do produktów wysokowartościowych, otrzymywania farmaceutyków, fine-chemicals, substancji biologicznie czynnych. Zagadnienia te leżą w obszarze stałego zainteresowania INS. 6

7 Wyposażenie Pracowni Badań Procesów Katalitycznych w nowoczesną infrastrukturę badawczą Od lat w posiadaniu INS jest szereg instalacji badawczych własnej konstrukcji do prowadzenia pomiarów kinetycznych w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury. Obecnie w ramach projektu POPW /09-00 Pracownia została gruntownie zmodernizowana i wyposażona w aparaturę do zaawansowanych badań nad specyficznymi katalizatorami, co znacząco zwiększa nasz potencjał B+R i możliwości działań wdrożeniowych. Zakupiono aparaturę: do badań fizykochemicznych; możliwość kompleksowej oceny właściwości fizykochemicznych katalizatorów, sorbentów, nośników; do pomiarów aktywności katalizatorów i badań kinetyki reakcji chemicznych; analityczną: zestawy chromatograficzne, analizator optyczny, spektrometr masowy; możliwość kompleksowych analiz składu chemicznego reakcji katalitycznych, zawartości trucizn katalizatorów; dyfraktometr rentgenowski wraz z kamerą wysokotemperaturową; możliwość badań struktury materiałów oraz jej zmian pod wpływem temperatury i czynników chemicznych. 7

8 Pracownia Badań Katalitycznych możliwość prowadzenia innowacyjnych badań w obszarze katalizy stosowanej Katalizatory dla procesów otrzymywania chemikaliów: nowe wersje katalizatorów procesów uwodornień, parowego reformingu, parowej konwersji CO, metanizacji, syntezy amoniaku i metanolu, nowe selektywne sorbenty do głębokiego oczyszczania gazów: sorbenty związków siarki i związków chloru; Katalizatory dla niskoemisyjnych technologii chemicznych: nowe katalizatory (den 2 O) rozkładu N 2 O dla procesów nisko- i wysokotemperaturowych, katalizatory procesu Clausa do ograniczenia emisji związków siarki, katalizatory niklowe rozkładu amoniaku; Katalizatory i sorbenty dla procesów konwersji biomasy do wartościowych produktów chemicznych, np. katalizatory na bazie zeolitów do konwersji bioetanolu do węglowodorów, katalizatory na bazie aktywnego tlenku glinu do odwadniania bioetanolu. 8

9 Laboratorium Wysokich Ciśnień 9

10 Laboratorium Wysokich Ciśnień 10

11 Laboratorium Wysokich Ciśnień 11

12 Laboratorium Wysokich Ciśnień 12

13 Wyposażenie Pracowni Badań Procesów w warunkach nadkrytycznych Od początku lat 90. XX w. INS prowadził badania procesów ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych i opanował tę technikę w skali przemysłowej. Zakupiona i wytworzona w ramach Projektu aparatura pozwala na: prowadzenie badań ekstrakcji różnych surowców pod ciśnieniem do 1000 bar; kompleksową ocenę parametrów i kosztów procesu; kompleksową analizę fizykochemiczną otrzymanych substancji czynnych dla przemysłu farmaceutycznego, kosmetycznego i spożywczego. 13

14 Instalacja do badań procesów utleniania / reakcji w wodzie nadkrytycznej 14

15 Instalacja do badań rozpuszczalności i równowag fazowych 15

16 Instalacja do badań mikronizacji LWC 16

17 Instalacja do badań katalitycznych reakcji chemicznych 17

18 Instalacja do badań procesów ekstrakcji 2 40 l, 1000 bar 18

19 Laboratorium Analityczne 19

20 Aparatura do analiz chemicznych LWC 20

21 W wyniku realizacji Projektu INS posiada kompletną bazę do badań wysokociśnieniowych procesów chemicznych w pełnym zakresie parametrów niezbędnych w aplikacjach przemysłowych, w obszarach, które są specjalnością Instytutu. 21

22 Budowa Centrum Badań Procesów Ekstrakcji Nadkrytycznej surowców roślinnych z zastosowaniem CO 2 Wartość projektu: Wartość dofinansowania z PO RPW: ,85 PLN ,38 PLN Okres realizacji:

23 Cele Projektu: Stworzenie kompletnie wyposażonego Centrum Badań Procesów Ekstrakcji Nadkrytycznej surowców roślinnych z zastosowaniem CO 2, poprzez budowę doświadczalnoprodukcyjnej instalacji do wytwarzania ekstraktów roślinnych, o ciśnieniu roboczym do 530 bar; Stworzenie możliwości prowadzenia badań przemysłowych i przedkonkurencyjnych w zakresie ekstrakcji nadkrytycznej surowców roślinnych; Opracowanie technologii bezodpadowego wykorzystania surowców roślinnych i zwierzęcych z zastosowaniem technologii ekstrakcji nadkrytycznej przy użyciu ditlenku węgla. 23

24 Zadania: 1. Modernizacja Hali H-80; 2. Budowa obiektu H-80A; 3. Zakup aparatów, maszyn i urządzeń do budowy instalacji doświadczalno-produkcyjnej; 4. Doposażenie Laboratorium Analitycznego w aparaturę badawczą; 5. Budowa hali magazynowej z częścią chłodzoną. 24

25 Dlaczego CO 2? stosunkowo niskie parametry krytyczne (t c = 31,1 C; p c = 7,38 MPa; mała lepkość i wysoka dyfuzyjność; prowadzenie procesu w niskiej temperaturze (ok. 50 C); lotny, co umożliwia całkowite wydzielenie rozpuszczalnika z ekstraktu i frakcjonowanie wyekstrahowanych substancji w trakcie ich wydzielania; proces przebiega bez dostępu powietrza, co chroni substancje przed utlenianiem. 25

26 Dlaczego CO 2? duża selektywność procesu, co jest wynikiem bardzo dobrej penetracji rozpuszczalnika w głąb struktury surowca; nie rozpuszcza substancji zjonizowanych i soli (w tym np. niektórych pestycydów); możliwość recyrkulacji rozpuszczalnika, co obniża koszty; tani, nietoksyczny i niekorozyjny; ma własności biobójcze, otrzymane ekstrakty są sterylnie czyste ; brak odpadów, tzw. technologia zielonej chemii. 26

27 Przemiany fazowe zachodzące w komorze wypełnionej CO 2 w funkcji temperatury i ciśnienia

28 Parametry instalacji badawczo-produkcyjnej do ekstrakcji surowców roślinnych 28

29 Schemat procesu ekstrakcji nadkrytycznej 29

30 CBEN w budowie 30

31 CBEN w budowie 31

32 CBEN 32

33 CBEN 33

34 CBEN 34

35 CBEN w budowie 35

36 CBEN 36

37 Ekstrakcja nadkrytyczna granulat chmielowy papryka sproszkowana nasiona dzikiej róży nasiona czarnej porzeczki nasiona truskawki nasiona maliny ekstrakt chmielowy ekstrakt papryki olejek z nasion dzikiej róży olejki z nasion owoców jagodowych 37

38 Dziękuj kuję za uwagę 38