Autoreferat 1. Imię i Nazwisko: Tadeusz Gluba 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe a) mgr inż., 1973 r., Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny b) dr nt., 1982 r, Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Chemicznej, tytuł rozprawy doktorskiej Wpływ warunków prowadzenia procesu granulacji na wytrzymałość granulek 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych 1973-1982 asystent stażysta, asystent, starszy asystent, Instytut Inżynierii Chemicznej, Politechnika Łódzka, 1982 do chwili obecnej adiunkt, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka 4. Wskazane osiągnięcie naukowe a) Tytuł: Granulacja bębnowa surowców drobnoziarnistych o różnych składach ziarnowych b) Autor: Tadeusz Gluba, Wyd.: Politechnika Łódzka, Zeszyty Naukowe Nr 1116, Rozprawy Naukowe, Z. 423, Łódź 2012 c) omówienie celu naukowego pracy i osiągniętych wyników Celem pracy była analiza i określenie optymalnych warunków procesu mokrej granulacji przesypowej materiałów drobnoziarnistych o różnym uziarnieniu, dla uzyskania produktu granulacji o pożądanych właściwościach fizyko-mechanicznych takich jak wielkość aglomeratów, skład ziarnowy i gęstość nasypowa granulatu, porowatość i wytrzymałość mechaniczna otrzymanych cząstek, przy jednoczesnym ograniczeniu koniecznych nakładów energetycznych. W pracy wykorzystano opublikowane i niepublikowane wyniki badań własnych oraz przedmiotową literaturę z zakresu tematyki pracy. Zastosowanie metod przetwarzania drobnoziarnistych pyłów w postać zgranulowaną staje się coraz powszechniejsze obejmując praktycznie wszystkie dziedziny gospodarki, w których materiały drobnoziarniste stanowią surowiec, półprodukt lub produkt końcowy. Postać ta nie posiada niekorzystnych cech materiału pylistego takich jak /pylenie, zbrylanie się, tworzenie nawisów w zbiornikach magazynowych/, a jednocześnie zachowuje jego podstawowe właściwości fizyczne. Wytworzenie z danego surowca drobnoziarnistego granulatu o pożądanych właściwościach wymaga każdorazowo wyboru odpowiedniej metody aglomeracji oraz doboru optymalnych parametrów prowadzenia procesu. Jedną z często stosowanych metod wytwarzania granulatu jest granulacja aglomeracyjna polegająca na formowaniu i narastaniu cząstek w ruchomym złożu materiału drobnoziarnistego (przesypowym, fluidalnym). Granulacja przesypowa realizowana w obrotowych bębnach znalazła szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu z uwagi na stosunkowo niewielkie nakłady inwestycyjne i eksploatacyjne. Pewną wadą tej metody jest trudność uzyskania produktu o jednorodnym składzie ziarnowym, co w wielu wypadkach wymaga stosowania dodatkowych zabiegów w celu wyodrębnienia właściwych frakcji wymiarowych (klasyfikacja), a także kruszenia 1 z 16
nadziarna i zawracania łącznie z podziarnem do procesu. Powoduje to nieraz znaczne obniżenie sprawności procesu granulacji oraz wymaga stosowania dodatkowych urządzeń, a przez to większych nakładów energetycznych. Możliwość tworzenia aglomeratów jest dla większości materiałów drobnoziarnistych uzależniona od dodania odpowiedniej ilości cieczy wiążącej. W czasie ruchu przesypowego nawilżonego złoża występują wzajemne oddziaływania ziaren ciała stałego, kropel cieczy zwilżającej, a także powietrza. Siły wiążące poszczególne ziarna są dla danego układu zależne m.in. od ich wzajemnego zbliżenia, co wiąże się ze stopniem upakowania (zagęszczenia) ziaren w powstających aglomeratach, a to z kolei uzależnione jest od rozmiarów ziaren surowca i jego składu granulometrycznego. Dokładny opis matematyczny składu ziarnowego jest złożony, dlatego w praktyce stosuje się najczęściej opis uproszczony wykorzystujący różnie definiowane średnie rozmiary zbioru ziaren. Stosowanie tylko tego jednego parametru nie pozwala jednak na dokładniejszą ocenę wpływu uziarnienia surowca na przebieg procesu granulacji i właściwości cząstek produktu. Stosunkowo prosty i dokładny opis składu granulometrycznego można uzyskać przez zastosowanie teorii momentów statystycznych. Wykorzystanie momentów zwykłych i centralnych pozwala precyzyjnie opisać skład ziarnowy danego materiału, a także porównywać różne rozkłady granulometryczne.. Ocena wpływu na proces granulacji różnych, dowolnych składów ziarnowych tego samego materiału jest utrudniona z uwagi na dużą liczbę zmiennych parametrów składu. W celu ograniczenia ich liczby, jako surowce do granulacji stosowano modelowe materiały drobnoziarniste charakteryzujące się geometrycznym podobieństwem składu ziarnowego. Opracowano oryginalny program komputerowy, który umożliwiał wyliczanie założonych składów ziarnowych surowca w oparciu o rozkłady ziarnowe kilku bazowych frakcji wymiarowych danego materiału. Składy ziarnowe frakcji bazowych wyznaczano za pomocą laserowego analizatora wielkości ziaren "Analysette 22". Bazując na sześciu handlowych frakcjach wymiarowych mączki dolomitowej z Kopalni Surowców Mineralnych "Piotrowice" wyliczano składy ziarnowe surowców przeznaczonych do badań granulacji. W obliczeniach założono stałość trzech parametrów składu ziarnowego: współczynnika zmienności /d, współczynnika koncentracji K 1 i współczynnika skośności K 2, dla sześciu wartości średniego rozmiaru ziaren d w zakresie 10,6 do 34,9 m. Pozwoliło to na ocenę wpływu wielkości ziaren surowca, charakteryzowanych ich średnim rozmiarem (momentem zwykłym pierwszego rzędu) na przebieg procesu i właściwości wytworzonego granulatu. Zasadnicze badania procesu granulacji prowadzono w sposób okresowy w bębnie o średnicy 0.5m i długości 0.4m, przy stałej prędkości obrotowej aparatu równej 0.33 s -1 i stałym objętościowym stopniu wypełnienia bębna = 0.1. Granulowane złoże nawilżano podczas ruchu przesypowego za pomocą dwóch dysz pneumatycznych pracujących przy zmiennych parametrach zasilania oraz zamiennie za pomocą zraszacza hydraulicznego. Stosowano stałą wartość objętościowego natężenia przepływu cieczy równą Q w = 12 10-3 m 3 /h. Zmianę rozmiarów kropel cieczy wiążącej uzyskiwano stosując różne natężenia przepływu powietrza przez pneumatyczne dysze rozpyłowe w zakresie Q a =1.0 do 3.0 m 3 /h. Rozkłady objętościowo-rozmiarowe kropel, dla określonych wartości stopnia rozproszenia strugi q=q w /Q a i przy ustalonym ciśnieniu zasilania mierzono za pomocą laserowego analizatora DANTEC. Na podstawie badań wstępnych dobierano 2 z 16
dla każdego z materiałów zakresy wilgotności wsadu, przy których granulacja przebiegała bez zakłóceń. Przez cały czas trwania procesu granulacji mierzono i rejestrowano chwilowe wartości momentu obrotowego na wale granulatora w odstępach czasowych równych 1s., na podstawie których określano zapotrzebowanie mocy na poszczególnych etapach procesu oraz nakłady energetyczne na wytworzenie granulatu o określonych właściwościach. Na podstawie analizy reprezentatywnych próbek pobieranych z bębna w określonych odstępach czasowych procesu określano podstawowe właściwości całego złoża (skład granulometryczny, gęstość nasypową, zawartość wilgoci w poszczególnych frakcjach wymiarowych), a także właściwości fizyczne wytworzonych granul (porowatość cząstek, wytrzymałość na ściskanie i na ścieranie). Wyniki badań przeprowadzonych w ramach niniejszej pracy wykazały, że w procesie mokrej granulacji prowadzonej w obrotowym bębnie skład ziarnowy surowca istotnie wpływa na warunki procesu i w rezultacie na właściwości otrzymanego granulatu. Stwierdzono, że istnieje korelacja między ilością dostarczonej cieczy wiążącej, rozproszeniem strugi cieczy, a rozmiarami cząstek granulowanego surowca. Szybkość przetwarzania materiału proszkowego w granulat rośnie wraz ze wzrostem ilości dostarczonej cieczy wiążącej (w określonym dla danego surowca zakresie zmian). Wymagany dla prawidłowego przebiegu granulacji stopień saturacji cieczy we wsadzie rośnie ze wzrostem średniego rozmiaru cząstek surowca. Przy ustalonym stopniu saturacji wsadu czas konieczny do przetworzenia surowca w granulat mocno zależy zarówno od wielkości ziaren materiału proszkowego jak i wielkości kropel cieczy nawilżającej. Przy nawilżaniu złoża za pomocą pneumatycznych dysz rozpyłowych czas wymagany do zgranulowania wsadu wyraźnie maleje ze wzrostem rozmiarów kropel cieczy wiążącej i rośnie ze wzrostem wielkości cząstek surowca. Dla materiałów o różnej wielkości ziaren nawilżanych kroplami o różnych rozmiarach ich wzajemne relacje rozmiarowe dobrze opisuje stosunek powierzchni właściwych obu składników. Stwierdzono, że iloraz powierzchni właściwej kropel do powierzchni właściwej ziaren surowca, charakteryzujący rozwinięcie powierzchni kontaktu cieczy i ziaren materiału, dobrze ujmuje szybkość zmian zachodzących w granulowanym złożu zarówno na etapie tworzenia jak i wzrostu aglomeratów. Szybkość przyrostu średniego rozmiaru zarodków granul na etapie nawilżania, jak również średniego rozmiaru granul na etapie granulacji po nawilżaniu wyraźnie maleją ze wzrostem wartości w/w ilorazu powierzchni właściwych. Stwierdzono, że wpływ ilości dodanej cieczy wiążącej (wilgotności wsadu) i stopnia rozproszenia strumienia cieczy (wielkości kropel) na badany proces granulacji są ze sobą ściśle związane i proces nawilżania należy traktować kompleksowo. Stopień rozproszenia strumienia cieczy wiążącej ma istotny wpływ na zakres zmian wilgotności wsadu gwarantujący właściwy przebieg granulacji. Wzrost wielkości kropel cieczy wiążącej podawanej dyszami rozpyłowymi prowadzi do przesunięcia zakresu zmian wilgotności w kierunku mniejszych wartości, a jednocześnie nieco zawęża szerokość tego zakresu. Wpływ obu parametrów nawilżania na warunki granulacji drobnoziarnistego wsadu opracowano w formie mapy zakresów granulacji, na której wyodrębniono trzy obszary o odmiennym przebiegu procesu granulacji po okresie nawilżania. W obszarze granulacji, przyrost zarówno wilgotności złoża jak i rozmiarów kropel cieczy wiążącej prowadzi do wzrostu szybkości przyrostu wymiarów granul. 3 z 16
W trakcie granulacji, w przesypującym się złożu poszczególne cząstki zderzają się ze sobą oraz ze ściankami urządzenia, co prowadzi zarówno do wzrostu rozmiarów granul jak i do systematycznego zagęszczania ich struktury. Stwierdzono, że największy wpływ na szybkość zagęszczania ziaren w granulach wytworzonych z materiałów o różnych składach ziarnowych, ma wzrost ilości cieczy dodanej do złoża na etapie nawilżania, a nieco mniejszy przyrost rozmiarów ziaren. Zmniejszanie się porowatości granul w trakcie procesu wywołuje wzrost udziału cieczy w ich przestrzeniach międzyziarnowych, czyli wzrost saturacji cieczy w granulach. Szybkość przyrostu saturacji cieczy w granulach istotnie zależy od warunków nawilżania złoża: wilgotności wsadu i wielkości kropel cieczy wiążącej. Stwierdzono również, że warunki nawilżania złoża mają bardzo duży wpływ na wytrzymałość mechaniczną granul w stanie wysuszonym. Wzrost ilości dodanej cieczy wiążącej, w dobranym dla każdego składu ziarnowego surowca zakresie, prowadzi do powstania granul o większej wytrzymałości na ściskanie. W odniesieniu do składu ziarnowego surowców stwierdzono, że przy ustalonej wartości saturacji cieczy w złożu, wytrzymałość granul obniża się ze wzrostem średniego rozmiaru ziaren surowca. Przy ustalonej saturacji cieczy, dla różnych składów ziarnowych surowca i różnej wielkości kropel cieczy wiążącej, właściwości wytrzymałościowe otrzymanych granul można uzależnić od stopnia rozwinięcia powierzchni kontaktu obu mediów. W oparciu o uzyskane wyniki badań stwierdzono, że poprzez odpowiedni dobór warunków nawilżania surowca o określonym składzie ziarnowym, można w znaczny sposób ograniczyć nakłady energetyczne konieczne do wytworzenia granulatu o pożądanych właściwościach (odpowiedniej wielkości cząstek, ich porowatości i wytrzymałości mechanicznej). 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo - badawczych. Od początku zatrudnienia w Politechnice Łódzkiej uczestniczyłem w wielu pracach badawczych w ramach zespołu zajmującego się głównie problemami aglomeracji materiałów proszkowych i pylistych. Ważniejszą pracą z innej tematyki, w której brałem udział (1973r) była praca zespołowa pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Henryka Błasińskiego nt. Analiza określająca możliwość zastosowania obniżonego ciśnienia pary w Z.W.S. Anilana w Łodzi, której zleceniodawcą były Zakłady Włókien Sztucznych ANILANA w Łodzi. Opracowanie obejmowało obliczenia cieplno-bilansowe baterii wyparnych i suszarek zasilanych parą o ciśnieniu 12 atn. Dla tych urządzeń wykonano analogiczne obliczenia przy zasilaniu parą o ciśnieniu 7atn. i dokonano analizy możliwości zastosowania obniżonego ciśnienia. W pierwszym okresie zatrudnienia brałem również udział w wielu pracach projektowych wykonywanych dla zleceniodawców zewnętrznych, polegających głównie na projektowaniu i opracowywaniu dokumentacji technicznej urządzeń i elementów aparatury chemicznej. W roku 1976 rozpoczęła się wieloletnia współpraca zespołu granulacji Instytutu Inżynierii Chemicznej Politechniki Łódzkiej (w tym moja) z Instytutem Nawozów Sztucznych w Puławach, który był koordynatorem programów centralnych CPBP i CPBR. Głównym celem tych programów było opracowanie i wdrożenie rodzimych technologii granulacji różnego rodzaju proszków i pyłów w polskim przemyśle, oraz 4 z 16
opracowanie typoszeregu granulatorów przeznaczonych zarówno dla niewielkich przedsiębiorstw, jak i dużych zakładów przemysłowych. W pierwszym okresie prace obejmowały badania podstawowe granulacji proszków i laboratoryjne badania procesu granulacji. Etap II (1979 r) zawierał badania modelowe procesu granulacji bębnowej pyłu węglowego i nawozu sztucznego - superfosfatu pylistego, oraz wykonanie założeń konstrukcyjnych dla prototypu granulatora bębnowego. Celem było opracowanie bezpyłowego ciągu technologicznego do granulacji bębnowej. W trakcie tych prac powstały nowe rozwiązania konstrukcyjne urządzeń: bębna obrotowego, urządzenia do jednoczesnego dozowania materiałów sypkich i cieczy, oraz urządzenia dozująco-nawilżajacego, które zostały zgłoszone do Urzędu Patentowego. Patenty na trzy w/w urządzenia zostały przyznane w 1983r [1-3]. Kolejnym etapem było opracowanie konstrukcji przemysłowych granulatorów bębnowych o działaniu ciągłym i wydajności ok. 300 kg/h. W oparciu o wyniki badań laboratoryjnych zaprojektowano instalację do granulacji polfamiksów o wydajności 300 kg/h, która zgodnie z porozumieniem między Politechniką Łódzką a Kutnowskimi Zakładami Farmaceutycznymi Polfa miała zostać zlokalizowana w KZF Polfa jako niezależna aparatura, początkowo niewłączona do ciągu produkcyjnego. Wykonano pełną dokumentację techniczną prototypowej instalacji do ciągłej granulacji bębnowej, na podstawie której została ona wykonana w wybranym zakładzie przemysłowym. Ze względu na jednostronne zerwanie umowy wstępnej przez Kutnowskie Zakłady Farmaceutyczne Polfa, montaż i uruchomienie prototypu odbyło się w Instytucie Inżynierii Chemicznej Politechniki Łódzkiej. Na tej prototypowej instalacji przeprowadzono badania modelowe procesu ciągłej granulacji bębnowej różnych surowców w celu uzyskania danych do projektowania i opracowania założeń konstrukcyjnych dla przemysłowych instalacji do granulacji bębnowej o różnych wydajnościach. W oparciu o uzyskane wyniki opracowano projekt instalacji do granulacji bębnowej w układzie ciągłym; który zaprezentowano na I Ogólnopolskim Sympozjum "Granulacja - stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury- Puławy 1982 [4]. Nawiązano współpracę ze Skawińskimi Zakładami Koncentratów Spożywczych w dziedzinie granulacji kawy zbożowej Inka oraz z Inowrocławskimi Zakładami Chemicznymi w zakresie granulacji zeolitu z lepiszczem. Opracowano nową technologię granulacji kawy zbożowej Inka, pozwalającą uzyskać produkt wysokiej jakości, spełniający wymogi stawiane granulowanym produktom spożywczym. Uzyskane wyniki badań granulacji kawy zbożowej zostały opublikowane w czasopiśmie Inż. i Ap. Chem. [5]. Niezależnie od w/w prac prowadziłem własne badania modelowe procesu mokrej granulacji bębnowej, które stanowiły podstawę do opracowania pracy doktorskiej pt. Wpływ warunków prowadzenia procesu granulacji na wytrzymałość granulek, obronionej w styczniu 1982r. Wyniki badań zrealizowanych w ramach pracy doktorskiej zostały opublikowane w czasopiśmie Inżynieria Chemiczna i Procesowa w 1984r [6, 7]. W latach 1981-1983 odbyłem kilkumiesięczny staż w zakładach przemysłowych. W okresie od 03.02 do 03.03.1981r odbyłem staż w Zakładach Przemysłu Filcowego w Łodzi, w trakcie którego zapoznałem się z procesami technologicznymi stosowanymi podczas produkcji różnego rodzaju włóknin (kwasoodpornych, filtracyjnych, podkładowych itp.) oraz sporządziłem bilans energetyczny suszarek ramowych. 5 z 16
W okresie 3.08-31.08.1981 odbyłem staż przemysłowy w Zakładach Przemysłu Barwników Organika Boruta w Zgierzu, podczas którego brałem udział w uruchamianiu suszarni granulacyjnej-dyszowej firmy Anhydro, po przeróbkach układu zasilania dysz rozpyłowych. W okresie od 3.01. do 9.04. 1983r. przebywałem na stażu w Rzeszowskich Zakładach Farmaceutycznych Polfa, w czasie którego opracowałem projekt i dokumentację techniczną prototypowego granulatora łopatkowego, przeznaczonego do badań pilotowych mokrej granulacji środków farmaceutycznych. W latach 1984-1986 uczestniczyłem w realizacji prac badawczych mających na celu ocenę możliwości granulacji szlamów poszlifierskich pochodzących z Huty Baildon, zleconych przez Przedsiębiorstwo Wdrażania i Upowszechniania Postępu Technicznego i Organizacyjnego POSTEOR we Wrocławiu. W oparciu o badania granulacji w skali laboratoryjnej oraz w skali półtechnicznej opracowano projekt prototypowej instalacji do ciągłej granulacji bębnowej szlamów poszlifierskich. Uzyskane wyniki badań zaprezentowano na III Ogólnopolskim Sympozjum "Granulacja - stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury- Puławy 1988 [8]. W następnych latach współpracy z INS PUŁAWY realizowane były zadania związane z programem CPBR 3.14. Cel 831 zakładał zaprojektowanie i wdrożenie doświadczalnoprodukcyjnej instalacji do granulowania pyłów odpadowych z wytapialni Odlewni Żeliwa Koluszki. Przeprowadzono badania granulacji w/w pyłów w granulatorach o działaniu okresowym, jak również w układzie ciągłym, przy zmiennych warunkach procesowych. Wyniki tych badań zaprezentowano na II Ogólnopolskim Sympozjum "Granulacja - stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury- Puławy 1985 [9], oraz opublikowano w czasopiśmie Przegląd Odlewniczy [10]. Posłużyły one również do opracowania w Instytucie Inżynierii Chemicznej PŁ projektu procesowego instalacji doświadczalno-produkcyjnej do granulowania pyłów z wytapialni, na podstawie którego Biuro Projektów Przemysłu Szklarskiego i Ceramicznego Vitrocerprojekt w Warszawie opracowało dokumentację techniczną. Efektem prac prowadzonych w PŁ było również zgłoszenie patentowe, a następnie uzyskany patent na wynalazek Urządzenie do wytwarzania granulatu z materiałów pylistych [11]. W czerwcu 1987 podpisana została wstępna umowa wdrożeniowa pomiędzy Inst. Inż. Chem. PŁ, Instytutem Nawozów Sztucznych w Puławach, BPPSiC Vitrocerprojekt w Warszawie a Odlewnią Żeliwa Koluszki, a sierpniu 1987 w Warszawie odebrano komisyjnie projekt techniczny Instalacja doświadczalno produkcyjna do granulowania pyłów odpadowych z Wytapialni Odlewni Żeliwa Koluszki -prototypowa. Równolegle do procesu wytwarzania elementów instalacji realizowany był cel 832 programu CPBR 3.14. Opracowanie procesów granulowania odpadów pylistych z odlewni żeliwa (pyły z formierni i oczyszczalni). Opracowano prognozy badawczorozwojowe w aspekcie możliwości przetwarzania odpadów pylistych z formierni i oczyszczalni w formę zgranulowaną, przy zastosowaniu różnych cieczy wiążących i przy różnych udziałach poszczególnych pyłów we wsadzie. Wykonano założenia do projektu procesowego instalacji do granulowania pyłów z formierni i oczyszczalni przy wykorzystaniu dokumentacji na instalację do granulacji ciągłej pyłów z wytapialni. Wyniki prac zrealizowanych w tym okresie zostały zaprezentowane na III Ogólnopolskim Sympozjum "Granulacja - stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury- Puławy 1988 [12]. 6 z 16
W kolejnym okresie moje zainteresowania naukowe koncentrowały się na ocenie wpływu składu ziarnowego (rozmiarów ziaren) surowca, oraz warunków nawilżania złoża na przebieg procesu granulacji przesypowej oraz jakość produktu. Zagadnienia te wchodziły również w zakres projektu badawczego finansowanego przez MEN w 1991r. Wyniki tych prac zostały zaprezentowano na konferencjach krajowych [13, 14]. W latach 1990-1992 uczestniczyłem w badaniach wykonywanych dla Zakładów Chemii Gospodarczej Pollena w Jaworze, dotyczących opracowania technologii produkcji granulowanego proszku do prania Exe automat. W ramach tej współpracy zaprojektowano i wykonano oryginalny układ podający stopiony i rozpylony za pomocą dysz pneumatycznych detergent do złoża składników proszkowych przesypujących się w obrotowym bębnie granulującym. Opracowana technologia zapewniała otrzymanie prawie w 100% produktu o wymaganych właściwościach bezpośrednio po procesie granulacji, bez konieczności stosowania kosztownego suszenia. Opracowany sposób wytwarzania środka piorącego został zgłoszony do Urzędu Patentowego i w 1994r uzyskał patent RP [15]. Wyniki badań granulacji proszku do prania Exe automat zostały zaprezentowane na konferencji krajowej [16]], oraz opublikowane w czasopiśmie [17]. W latach 1991-1994 byłem głównym wykonawcą projektu badawczego finansowanego przez KBN pt. Kinetyka ruchu wsadu w granulatorach przesypowych. W ramach projektu wykonano szerokie badania i analizę ruchu modelowych wsadów ziarnistych o różnych właściwościach fizycznych, przy różnych parametrach pracy granulatorów bębnowych, a także badania ruchu wsadu drobnoziarnistego podczas procesu mokrej granulacji. Uzyskane wyniki zostały przedstawione na konferencjach krajowych i zagranicznych [18-23] oraz opublikowane w czasopismach [24-26]. W latach 1994-1997 byłem głównym wykonawcą w projekcie badawczym KBN pt. Model aglomeracyjnej granulacji w złożu przesypowym. Wyniki badań zrealizowanych w ramach projektu zaprezentowano na konferencjach oraz opublikowano w materiałach konferencyjnych [27, 28]. W latach 1997-2000 byłem kierownikiem projektu badawczego finansowanego przez KBN pt. Granulacja przesypowa materiałów drobnoziarnistych o różnym składzie ziarnowym. W ramach projektu zostały przeprowadzone badania warunków mokrej granulacji bębnowej modelowych surowców o różnych składach ziarnowych, przy zmiennych warunkach prowadzenia procesu. Dokonano oceny wpływu składu ziarnowego surowca i warunków nawilżania złoża na kinetykę procesu granulacji oraz właściwości otrzymanego produktu. Wyniki badań zrealizowanych w ramach projektu zostały zaprezentowane na konferencjach krajowych i zagranicznych [29-37] oraz opublikowane w czasopismach i materiałach konferencyjnych [38-44]. W latach 1998-2001 byłem wykonawcą w projekcie badawczym finansowanym przez KBN Kinetyka dezintegracji komórek drożdży w młynie perełkowym, a w latach 2000 i 2001 uczestniczyłem w realizacji projektu POLONIUM Analiza procesów obróbki zawiesin przeprowadzanych w młynach perełkowych. W latach 2002 2005 kierowałem projektem badawczym finansowanym przez KBN pt. Aglomeracja materiałów pylistych w aparatach przesypowych-w aspekcie zjawisk na granicy faz. W ramach tego projektu przeprowadzono badania warunków granulacji pyłów w aparatach przesypowych (bębnowych i talerzowych) uwzględniające oddziaływania międzyfazowe w nawilżonym złożu materiału drobnoziarnistego w aspekcie stopnia rozbicia cieczy zwilżającej. Dokonano oceny wpływu warunków nawilżania złoża (ilości dodanej cieczy wiążącej oraz stopnia rozbicia strugi) na przebieg 7 z 16
procesu granulacji przesypowej oraz właściwości zarówno całego granulowanego złoża jak i pojedynczych aglomeratów. Przeprowadzono również badania migracji cieczy w granulowanym złożu podając impulsowo znacznik w różnych momentach etapu nawilżania. Na podstawie zmian zawartości znacznika w poszczególnych frakcjach dokonano oceny warunków wzrostu aglomeratów. W oparciu o zmiany składu granulometrycznego i gęstości nasypowej powstającego granulatu opracowano model wzrostu aglomeratów w procesie mokrej granulacji przesypowej podczas dodawania cieczy wiążącej. Weryfikację zaproponowanego modelu przeprowadzono w oparciu o badania granulacji bębnowej dla szerokiego zakresu zmian parametrów aparaturowo procesowych. Zaproponowano również modele dynamiki złoża w granulatorach przesypowych. Wyniki zrealizowanych prac zostały zaprezentowane na konferencjach krajowych i zagranicznych [45-54], a także opublikowane w materiałach konferencyjnych oraz w czasopismach [55-60]. W latach 2002-2005 byłem wykonawcą projektu badawczego KBN Zastosowanie teorii momentów statystycznych do opisu procesu rozdrabniania w młynach kulowych z uwzględnieniem efektu skali. W roku 2006 byłem współtwórcą projektu doświadczalnego granulatora talerzowego o wymiennych talerzach granulacyjnych i płynnej regulacji prędkości obrotowej, dla Zakładów Chemicznych Luboń Sp. z o.o. w Luboniu. Na podstawie w/w projektu urządzenie wykonano na Wydz. Inż. Proc. I Ochr. Środ. PŁ W latach 2007-2010 byłem wykonawcą projektu badawczego Szybkość rozdrabniania wybranych frakcji rozmiarowych nadawy z uwzględnieniem zmiennej liczby punktów kontaktu oraz właściwości wytrzymałościowych złoża - finansowanego przez MNiSW. W latach 2008-2011 byłem kierownikiem projektu badawczego własnego finansowanego przez MNiSW pt. Mechanizmy wzrostu aglomeratów w procesie granulacji przesypowej Celem projektu była ocena wpływu warunków prowadzenia procesu granulacji surowców drobnoziarnistych w urządzeniach o przesypowym charakterze ruchu wsadu na mechanizmy powstawania i wzrostu aglomeratów. Przeprowadzono analizę zjawisk zachodzących w momencie kontaktu kropli cieczy z powierzchnią materiału ziarnistego i dalszego jej rozpływu w złożu wykorzystując obrazy zarejestrowane za pomocą kamery cyfrowej z szybkością 50 klatek/s. Dokonano oceny wpływu właściwości układu ziarnistego oraz wysokości podawania kropel na czas wnikania kropel oraz masy powstałych zarodków. Wykonano również badania penetracji cieczy wiążącej w ruchomym złożu materiału drobnoziarnistego w okresie nawilżania wsadu w procesie okresowej granulacji talerzowej. Określano wpływ wielkości kropel, wysokości podawania i liczby dostarczonych kropel na mechanizmy zarodkowania w procesie granulacji talerzowej. Uzyskane wyniki badań zaprezentowano na Kongresie CHISA 2010 [61] oraz opublikowano w czasopiśmie [62]. W celu prześledzenia mechanizmów tworzenia i wzrostu zarodków w okresie dostarczania cieczy wiążącej do złoża oraz na etapie granulacji po nawilżaniu wykorzystywano dodatek znacznika barwiącego. Przemieszczanie się materiału między frakcjami rozmiarowymi granulowanego wsadu określano na podstawie zawartości barwnika w poszczególnych frakcjach rozmiarowych, dostarczonego wraz z cieczą w okresie nawilżania. Analizy prowadzono za pomocą spektrofotometru UV-VIS Jasco V- 8 z 16
630 z kulą całkującą. Na podstawie uzyskanych wartości absorbancji określano mechanizmy powstawania i wzrostu granul oraz opracowano model formowania aglomeratów podczas nawilżania złoża w procesie granulacji talerzowej [ 63]. W ramach projektu przeprowadzono również badania wpływu różnych sposobów nawilżania złoża oraz wilgotności i intensywności nawilżania na procesy zarodkowania i wzrostu granul, kinetykę procesu granulacji przesypowej (bębnowej i talerzowej), a także na zmiany porowatości granul i gęstości nasypowej wsadu. Opracowano model opisujący kinetykę granulacji przesypowej, uwzględniający mechanizmy tworzenia i wzrostu aglomeratów, w oparciu o badania granulacji bębnowej prowadzonej przy zmiennych parametrach procesowych. Wyniki tych prac zaprezentowano na konferencjach krajowych oraz opublikowano w czasopismach [64-72]. 6. Działalność dydaktyczno wychowawcza i organizacyjna W ramach pracy dydaktycznej prowadziłem różne formy zajęć (wykłady, ćwiczenia, projektowanie, laboratoria) z takich przedmiotów jak: Rysunek Techniczny, Podstawy Konstrukcji Maszyn, Grafika Inżynierska, Maszynoznawstwo, Mechanika i Wytrzymałość Materiałów, Eksploatacja Urządzeń, Operacje z udziałem ciała stałego, Projektowanie ACAD. Byłem również promotorem wielu prac dyplomowych magisterskich i inżynierskich, a także opiekunem Koła Naukowego Studentów Instytutu Inżynierii Chemicznej Politechniki Łódzkiej. Byłem wielokrotnie opiekunem studenckich praktyk krajowych i zagranicznych (NRD 1974, Bułgaria 1985, NRD 1985 1988). Od 1982r pełniłem funkcję pełnomocnika Dziekana d/s domów studenckich, oraz opiekuna studentów obcokrajowców, a w latach 2002 2007r byłem pełnomocnikiem Dziekana ds. pomocy materialnej dla studentów. W latach 1988-1991 oraz 1999-2002 byłem przedstawicielem nauczycieli akademickich w Radzie Naukowej Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska PŁ. W 1984r uzyskałem uprawnienia Rzeczoznawcy w zakresie Aparatury Chemicznej przyznane przez SITPChem NOT. 7. Nagrody i odznaczenia Za osiągnięcia w pracy dydaktyczno-wychowawczej i naukowo badawczej byłem wielokrotnie nagradzany przez Rektora Politechniki Łódzkiej, Dziekana Wydziału Inż. Proc. i Ochr. Środ., Dyrektora Inst. Inż. Chemicznej PŁ. W 2002r zostałem odznaczony Srebrnym Krzyżem Zasługi przyznanym przez Prezydenta RP, w 2004r otrzymałem odznakę Zasłużony dla Politechniki Łódzkiej nadaną przez SENAT PŁ, a w 2011 zostałem odznaczony Medalem Komisji Edukacji Narodowej przyznanym przez Ministerstwo Edukacji Narodowej. 9 z 16
8. Podsumowanie dorobku naukowo-badawczego Jestem autorem, bądź współautorem 3 rozdziałów w monografii, 136 publikacji w czasopismach krajowych, zagranicznych i materiałach konferencyjnych, (w tym 18 w czasopismach z listy filadelfijskiej) oraz 120 prezentacji na konferencjach naukowych, 6 patentów i 1 wzoru użytkowego. 9. Literatura do autoreferatu 1. Antkowiak W., Gluba T., Malec Z., Strobin W., Bęben obrotowy, zwłaszcza suszarek i mieszarek, P-219032, 1979-10-18, Pat. PRL nr 119812, 1983-05-23 2. Kochański B., Strobin W., Gluba T., Urządzenie do jednoczesnego dozowania materiałów sypkich i cieczy, P-218899,1979-10-10, Pat. PRL nr 118452, 1983-08-23 3. Antkowiak W., Gluba T., Urządzenie dozująco-nawilżające, P-218981,1979-10-13, Pat. PRL nr 118804, 1983-08-30 4. Antkowiak W., Gluba T., Strobin W., Kochański B., Instalacja do granulacji bębnowej w procesie ciągłym, Materiały I Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja - Stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury Puławy 82 (Puławy, 14-15.10), s.17-1/17-7 (1982) 5. Antkowiak W., Gluba T., Heim A., Granulacja proszków rozpuszczalnych w cieczy zwilżającej, Inż. i Ap. Chem., 22, 6, s.10-14 (1983) 6. Heim A., Gluba T. Przyrost zagęszczenia ziaren w granulkach w procesie mokrej granulacji bębnowej, Inż. Chem. Proc., 5, 2, s.251-262 (1984) 7. Heim A., Gluba T., Wytrzymałość na ściskanie kulistych aglomeratów otrzymanych w procesie mokrej granulacji bębnowej, Inż. Chem. Proc., 5, 3, s.433-448 (1984) 8. Kochański B., Heim A., Strobin W., Gluba T., Warunki granulowania szlamów szlifierskich, Materiały III Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja - Stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury Puławy 88 (Puławy, 5-6.10), s.21-25 (1988) 9. Gluba T., Kochański B., Strobin W., Granulacja pyłów odpadowych z Odlewni Żeliwa 'Koluszki', Materiały II Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja - Stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury Puławy 85 (Puławy, 3-4.10), s.9-1/9-9 (1985) 10 z 16
10. Asłanowicz M., Gluba T., Kochański B., Strobin W., Aglomeracja pyłów odpadowych powstających w odlewni, Przegląd Odlewniczy, 2, s.79-82 (1986) 11. Antkowiak W., Gluba T., Kochański B., Strobin W., Urządzenie do wytwarzania granulatu z materiałów pylistych, P-260522, 1986-07-07, Pat. RP nr 145108, 1991-03-14 12. Strobin W., Heim A., Gluba T., Kochański B., Granulacja pyłów odpadowych z formierni i oczyszczalni Odlewni Żeliwa 'Koluszki', Materiały III Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja - Stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury Puławy 88 (Puławy, 5-6.10), s. 26-34 (1988) 13. Gluba T., Heim A., Kochański B., Granulacja polfamiksów, Materiały IV Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja-Stan techniki i perspektywy rozwoju procesów i aparatury Pułąwy 91 (Puławy, 3-4.10), s.8/1-8/7 (1991) 14. Gluba T., Kochański B., Granulacja proszków o różnym składzie granulometrycznym, XIV Ogólnopolska Konferencja Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Kraków- Muszyna, 1992 15. Gluba T., Antkowiak W., Obraniak A., Strobin W., Sposób wytwarzania środka piorącego, P-290486, 1991-05-29, Pat. RP nr 165161 B1, 1994-05-31 16. Gluba T., Obraniak A., Sposób wytwarzania granulowanego środka piorącego, Materiały V Ogólnopolskiego Sympozjum Granulacja, s.5.1-5.8 (1995) 17. Gluba T., Obraniak A., Produkcja przy użyciu dysz pneumatycznych granulowanego środka piorącego, Inż. i Ap. Chem., 35, 3, s.15-18 (1996) 18. Heim A., Gluba T., Kochański B., Obraniak A., Załuga T., Investigation of kinematics of granular material motion in a drum granulator,11th Congress CHISA, Praga, 1993 19. Heim A., Gluba T., Kochański B., Obraniak A., Załuga T., Oddziaływanie dynamiczne w złożu granulatora bębnowego, Konferencja Naukowa "Inżynieria chemiczna. Współczesne kierunki badawcze w aspektach praktycznych", Kraków, 1994 20. Heim A., Gluba T., Kochański B., Obraniak A., Załuga T., Warunki pracy bębna obrotowego z wypełnieniem ziarnistym, XIV Ogólnopolska Konferencja Naukowo- Dydaktyczna Teorii Maszyn i Mechanizmów, Gdańsk/Gdynia, 1994 21. Heim A., Gluba T., Kochański B., Obraniak A., Załuga T., Badania dynamiki wsadu ziarnistego w obrotowym bębnie, XV Ogólnopolska Konferencja Naukowa Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Gdańsk, 1995 11 z 16
22. Heim A., Gluba T., Obraniak A., Zapotrzebowanie mocy do napędu granulatora bębnowego, V Ogólnopolskie Sympozjum Granulacji-Stan Techniki i Perspektywy Rozwoju Procesów i Aparatury, Puławy, 1995 23. Heim A., Gluba T., Obraniak A., A model of granular bed movement in the drum granulator, 12th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'96, Praha, 1996 24. Heim A., Gluba T., Kochański B., Obraniak A., Załuga T., Kształt przekroju poprzecznego warstwy ziarnistej w bębnie obrotowym, Inż. Chem. Proc.,16, 1, s.95-116 (1995) 25. Heim A., Gluba T., Obraniak A., Prędkość ziaren wsadu w warstwie przyściennej bębna obrotowego, Inż. Chem. Proc., 18, 1, s.133-141(1997 26. Heim A., Gluba T., Obraniak A., Ruch złoża ziarnistego w poziomym granulatorze bębnowym, Zesz. Nauk. PŁódź Inż. Chem., 779, z. 21, s.77 (1997) 27. Heim A., Gluba T., Kochański B., Granulacja drobnoziarnistych odpadów przemysłu metalurgicznego, Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii, 29, s.135-143 (1995) 28. Heim A., Gluba T., Kochański B., Obraniak A., Załuga T., Nawilżanie proszków w aspekcie granulacji, Materiały XV Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej Inżynierii Chemicznej i Procesowej, t.1, s.218-221 (1995) 29. Gluba T., Conditions of Bed Wetting during Granulation of Raw Materials with different Particle Size Distibutions, materiały 13 th International Congress CHISA 1998 30. Gluba T., Kochański B., Kochański A., Analysis of the Structure of Granular Raw Materials with Different Size Composition, materiały 13 th International Congress CHISA 1998 31. Gluba T., Badania warunków granulacji surowców mineralnych o różnych składach ziarnowych, materiały XVI Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Kraków 1998 32. Gluba T., Obraniak A., Drum Granulation of Mineral Raw Materials with different Particle Size Distributions, XXI International Mineral Processing Congress, ROMA 2000 33. Heim A., Gluba T., Obraniak A., Badania momentu obrotowego podczas granulacji bębnowej, XXXVI Seminarium Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii, 1999, 49-62 12 z 16
34. Gluba T., Drum Granulation Conditions for Raw Material with Different Particle Size Distributions, The 3 rd Israeli Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids, 2000 35. Heim A., Gluba T., Obraniak A., The Effect of Process and Equipment Parameters on the Properties of Product Obtained During Drum Granulation, The 3 rd Israeli Conference for Conveying and Handling of Particulate Solids, 2000 36. Gluba T., Grabowski R., The effect of particle size composition and wetting on the rate of granule thickening during dolomite granulation, 14th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2000 Praha (27-31.08), 2000 37. Gluba T., The effect of particle size distributions of a raw material on the strength properties of a product obtained during drum granulation, 14th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2000 Praha (27-31.08), 2000 38. Gluba T., Heim A., Wzrost aglomeratów w procesie mokrej granulacji bębnowej surowca mineralnego o różnym składzie ziarnowym, Inż. Chem. Proc., 21, 2, s.329-344 (2000) 39. Heim A., Gluba T., Obraniak A., The effect of process and equipment parameters on the drum granulation kinetics, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 34, s.67-76 (2000) 40. Gluba T., Kochański B., Interparticle distances in the cross section of granules with different grain size distributions, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 34, s.57-66 (2000) 41. Gluba T., The effect of wetting liquid droplet size on the growth of agglomerates during wet drum granulation, Proceedings of 7th International Symposium on Agglomeration (Albi, 29-31.05), s.877-885 (2001) 42. Gluba T.: Chapter 8.6, Drum granulation conditions for raw material with different particle size disributions, p.717-726. W: Vol. 10 Handbook of conveying & handling of particualate solids. Red. A. Levy & H. Kalman. Elsevier Science B.A., Amsterdam, pp. 860, 2001 43. Gluba T., Heim A., Obraniak A., Investigation of the drum granulation conditions for mineral raw material of different grain size compositions, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 35, s.103-112 (2001) 13 z 16
44. Gluba T., The effect of particle size distribution of a raw material on the strength of agglomerates obtained during drum granulation, Powder Handling a. Process., 13, 4, s.369-372 (2001) 45. Heim A., Gluba T., Obraniak A., The effect of the wetting droplets size on the value of torque during the drum granulation; Proceedings of the 4th International Conference for conveying and handling of particulate solids (Budapest 27-30.05); vol.1; s.3.26-3.31; 2003 46. Gluba T., The effect of interfacial surface development on the properties of wet drum granulation product, 4th European Congress of Chemical Engineering, Granada (21-25.09), 2003 47. Gluba T., Wpływ rozdrobnienia surowca i wielkości kropel cieczy zwilżającej na właściwości produktu mokrej granulacji bębnowej, XVIII Konferencja Naukowa Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Gliwice-Szczyrk (15-18.06), 2004 48. Gluba T., Obraniak A., Błaszczyk M., Kinetyka procesu mokrej granulacji bębnowej na przykładzie granulacji mączki kwarcowej, XVIII Konferencja Naukowa Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Gliwice-Szczyrk (15-18.06), 2004 49. Gluba T., Obraniak A., Gawot-Młynarczyk E., The effect of granulation conditions on bulk density of a product, XLI Seminarium Fizykochemiczne problemy mineralurgii, Szklarska Poręba (1-3.09), 2004 50. Gluba T., Obraniak A., Gawot-Młynarczyk E., Błaszczyk M., Analiza warunków pracy pneumatycznych dysz rozpyłowych, XVIII Konferencja Naukowa Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Gliwice-Szczyrk (15-18.06), 2004 51. Gluba T., Kochański B., Water penetration into the bed of fine-grained materials, XLII Seminarium Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii, Wisła (5-7.09), 2005 52. Heim A., Obraniak A., Gluba T., Changes of feed bulk density during drum granulation of bentonite, XLII Seminarium Fizykochemiczne Problemy Mineralurgi, Wisła (5-7.09), 2005 53. Gluba T., The effect of wetting conditions on the nucleation and agglomerates during drum granulation, 7th World Congress of Chemical Engineering, Glasgow (10-14.07), 2005 54. Gluba T., The effect of wetting conditions on wet drum granulation kinetics, 5th World Congress on Particle Technology, Orlando (23-27.04), 2006 14 z 16
55. Gluba T., The effect of wetting conditions on the strength of granules; Physicochemical Problems of Mineral Processing; ; 36, s.233-242; 2002 56. Gluba T., Zagęszczanie aglomeratów w procesie mokrej granulacji bębnowej; Inż. i Ap. Chem.; 42 (34), 3s., s.45-46; 2003 57. Gluba T., Wpływ rozdrobnienia surowca i wielkości kropel cieczy zwilżającej na właściwości produktu mokrej granulacji bębnowej, Inż. i Ap. Chem., 43(35), 3s., s.43-44 (2004) 58. Gluba T., Obraniak A., Gawot-Młynarczyk E,: The effect of granulation conditions on bulk density of a product, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 38, s.177-186 (2004) 59. Heim A., Gluba T., Obraniak A., The effect of the wetting droplets size on power consumption during drum granulation, Granular Matter, 6, s.137-143 (2004) 60. Gluba T., The energy of bed processing during drum granulation, Chemical Engineering & Processing, 44, s.237-243 (2005) 61. Gluba T., Obraniak A., Penetration of binding liquid in fine-grained material during disk granulation, 19th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA 2010, Praha (28.08-1.09), 2010 62. Gluba T., Obraniak A., Nucleation and granule formation during disc granulation process, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 48, 1, s.113-120 (2012) 63. Obraniak A., Gluba., A model of agglomerate formation during bed wetting in the process of disc granulation, Chem. Proc. Eng., 33(1), s.153-165 (2012) 64. Gluba T., Obraniak A., Kinetyka aglomeracji materiału drobnoziarnistego w granulatorze talerzowym, Inż. i Ap. Chem., 48(40), 4, s.46-47 (2009) 65. Gluba T., Obraniak A., Ocena właściwości produktu mokrej granulacji talerzowej, Inż. i Ap. Chem., 48(40), 4, s.50-51 (2009) 66. Obraniak A., Gluba T., Olejnik T.P., Badanie wpływu sposobu dozowania cieczy nawilżającej na zmiany gęstości nasypowej granulatu, Inż. i Ap. Chem., 48(40), 4, s.89-90 (2009) 67. Gluba T., Obraniak A., Ocena odporności na ścieranie granulowanego nawozu wieloskładnikowego Lubofoska, Inż. i Ap. Chem., 48(40), 4, s.48-49 (2009) 15 z 16
68. Obraniak A., Gluba T., Wpływ parametrów strugi nawilżającej na kinetykę procesu bębnowej granulacji nawozu wieloskładnikowego, Inż. i Ap. Chem., 49(41), 1, s.79-80 (2010) 69. Obraniak A., Gluba T., The effect of equipment and process parameters on energy consumption in the range of nucleation and granule growth, 19th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA 2010, Praha (28.08-1.09), 2010 70. Obraniak A., Gluba T., A model of granule porosity changes during drum granulation, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 46, s.219-228 (2011) 71. Gluba T., Obraniak A., Nucleation and granule formation during disc granulation process, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 48, 1, s.113-120 (2012) 72. Obraniak A., Gluba T., A model of energy consumption in the range of nucleation and granule growth in drum granulation of bentonite, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 48, 1, s.121-128 (2012) Łódź, 30 maja 2012 16 z 16