Obszary badawcze

W ramach obszaru badawczego realizowane są zagadnienia z zakresu:

• Transportu układów emulsyjnych przez struktury mikrokapilarne - tematyka związana jest z przemieszczaniem się nośników substancji bioaktywnych w ciele ludzkim, dynamiką przepływu krwi i płynów ustrojowych. Prace eksperymentalne oraz teoretyczne w tym zakresie dotyczą śledzenia dynamiki transportu mikro i nanodyspersji w sieciach kapilarnych odwzorowujących strukturę takich organów jak skóra, układ krwionośny, płuca, nerki, wątroba itp.Badania odnoszą się również do wykorzystania mikrostruktur do zastosowań farmaceutycznych, konstruowane są mikrokapilary z wykorzystaniem druku 3D w tym generatory kropel, mikromieszalniki itp.
• Dynamiki przepływów cieczy ropopochodnych przez ośrodki porowate - zagadnienia związane są z filtracją cieczy wielofazowej przez materiały włókniste i ziarniste, intensyfikacją wydobycia złóż płynnych oraz remediacją gleb. Badania doświadczalne i modelowanie matematyczne dotyczą transportu nisko i wysokostężeonych emulsji przez media porowate. Prace eksperymentalne dotyczą między innymi śledzenia zmian przepuszczalności zaolejonych złóż w trakcie procesu wymywania, redukcji przepuszczalności złoża w trakcie przepływu układów emulsyjnych przez struktury porowate oraz ewolucji wielofazowych olejowych wycieków w strukturach gleby.

Zrealizowane przykładowe tematy prac dyplomowych w ramach obszaru badawczego:

• Analiza wpływu procesu emulgowania na stabilność układów emulsyjnych do zastosowań kosmetycznych i biomedycznych - 2022/2023
• Wpływ procesu otrzymywania na charakterystykę układów mikro i nanoemulsji wytwarzanych metodami ultradźwiękowymi - 2022/2023
• Badania procesu dyfuzji nanocząsteczek przez membrany imitujące struktury skórne – 2021/2022

Wybrane publikacje:

• Błaszczyk, M.M.; Sęk, J.;Przybysz, Ł. The Combined Diffusionand Adsorption Concept for Prediction of Nanoparticles Transportthrough Dermal Layers Based on Experiments in Membranes. International Journal of Molecular Sciences 2022, 23, 6419. https://doi.org/10.3390/ijms23126419
• Błaszczyk, M.M.; Sęk, J.; Przybysz, Ł. The Phenomenon of Drug Emulsion Carriers Compaction during Their Movement in Microstructures. Pharmaceutics 2022,14, 585. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14030585
• Błaszczyk, M.M.; Sęk, J.; Przybysz, Ł. Modeling and experimental data of the flow of highly concentrated emulsions in porous media. Engineering Science and Technology, an International Journal, 2020, 23(6), pp. 1444–1454. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2020.07.003

Projekty badawcze w ramach obszaru badawczego:

Grant NCN Sonata nr 2019/35/D/ST8/01033 pt. Bezinwazyjne wprowadzanie emulsyjnych nośników substancji bioaktywnych do struktur skórnych - kierownik projektu dr inż. Mariola Błaszczyk

Badania dotyczą hydrodynamiki i mocy mieszania ciekłych układów jedno- i dwufazowych o niewielkiej lepkości. Pomiary prędkości cieczy realizowane są w szklanym płaskodennym zbiorniku o średnicy 292 mm z użyciem systemu Particle Image Velocimetry (PIV). W rezultacie otrzymuje się mapę średnich prędkości cieczy w obszarze noża świetlnego. Na podstawie pomiarów PIV można także określić rozkład szybkości dyssypacji energii i naprężeń ścinających. Moc mieszania jest określana przez pomiar momentu obrotowego na wale mieszadła. Pomiary mogą być prowadzone w zbiornikach o średnicach 292 mm, 400 mm i 545 mm. Posiadana aparatura umożliwia badania nowych konstrukcji mieszadeł (np. z łopatkami o przekroju aerodynamicznym) wytwarzanych techniką druku trójwymiarowego.

grafika

Zrealizowane przykładowe tematy prac dyplomowych w ramach obszaru badawczego:

• Gzowska, Badanie mocy mieszania i hydrodynamiki nowego typu mieszadła do mieszania biozawiesin, Praca magisterska, Politechnika Łódzka, Łódź 2019.
• K. Bujak, Analiza hydrodynamiki cieczy w pobliżu łopatek mieszadła, Praca magisterska, Politechnika Łódzka, Łódź 2021.
• M. Skalski, Badanie zależności mocy mieszania od odległości mieszadła od dna zbiornika, Praca inżynierska, Politechnika Łódzka, Łódź 2021.

Wybrane publikacje:

• J. Stelmach, R. Musoski, Cz. Kuncewicz, T. Jirout, F. Rieger, Efficiency of PBT Impellers with Different Blade Cross-Sections, Energies, 2022,15, 585
• J. Stelmach, R. Musoski, Cz. Kuncewicz, M. Głogowski, Turbulent energy dissipation rate and turbulence scales in the blade region of a self-aspirating disk impeller, Journal of Applied Fluid Mechanics, Vol. 12, No. 3, pp. 715-728, 2019.
• J. Stelmach, R. Musoski, Cz. Kuncewicz, T. Jirout and F. Rieger, Efficiency of PBT Impellers with Different Blade Cross-Sections, Energies 2022, 15, 585.

W ramach obszaru badawczego realizowane są zagadnienia z zakresu:

• Opracowanie technologii granulacji nawozów wapiennych, wapienno-gipsowych oraz wapienno-dolomitowych realizowanej w trybie okresowym lub ciągłym w granulatorach typu bębnowego, talerzowego, mieszalnikowego lub technologii dwuetapowej. Nawozy te wytwarza się na bazie mączki wapiennej, sulfogipsu lub odpadowego błota defekosaturacyjnego (A. Obraniak)
• Granulacja odpadowego pyłu perlitowego, pozwalająca ponownie wykorzystać odpad  przetwarzając go w sypkie złoże perlitowych granul łatwych do transportu składowania i magazynowania (A. Obraniak)
• Przesiewanie i granulacja odpadowych strużyn garbarskich w celu ich ponownego wykorzystania w przemyśle obuwniczym (R. Modrzewski)
• Opracowanie technologii granulacji kompozytów budowlanych akumulujących ciepło. W technologii stosowano odpadowy pył aluminiowy, parafinę, typowe materiały budowlane takie jak cement i gips oraz ciekłe spoiwa, które szczelnie zamykały kompozyt nie pozwalając na migrację parafiny na zewnątrz (R. Modrzewski)
• Granulacja pyłów odpadowych powstających w wyniku obróbki strumieniowej w celu kapsulacji szkodliwych substancji i ponownego wykorzystania kompozytów w przemyśle budowlanym. Granulacja popiołów ze spalania węgla kamiennego. (A. Obraniak)

Zrealizowane przykładowe tematy prac dyplomowych w ramach obszaru badawczego:

• Analiza możliwości frakcjonowania odpadów garbarskich w procesie przesiewania.
• Wpływ właściwości materiałów ziarnistych na procesy ich przesiewania

Wybrane publikacje:

• Ławińska K., Szufa S., Modrzewski R., Obraniak A., Wężyk T., Rostocki A., Olejnik T., "Obtaining granules from waste tannery shavings and mineral additives by wet pulp granulation", Molecules, Vol. 25, 5419, s.1-13, 2020
• Robert Siuda, Jerzy Kwiatek, Szymon Szufa, Andrzej Obraniak, Piotr Piersa, Łukasz Adrian, Remigiusz Modrzewski, Katarzyna Ławińska, Krzysztof Siczek, Tomasz Olejnik "Industrial verification and research development of lime-gypsum fertilizer granulation method", Minerals, Vol. 11, 119, s. 2-22, 2021.
• Katarzyna Ławińska, Szymon Szufa , Andrzej Obraniak, Tomasz Olejnik, Robert Siuda, Jerzy Kwiatek, Dominika Ogrodowczyk, Disc Granulation Process of Carbonation Lime Mud as a Method of Post‐Production Waste Management, Energies 2020, 13, 3419; doi:10.3390/en13133419;

Projekty badawcze w ramach obszaru badawczego:

• >Project “Energy Activated External Thermal Insulation Composite System - integration of thermal storage and photovoltaics for energy-efficient buildings (En-ActivETICS)” – M-ERA.NET Call 2018 project, (M-ERA.NET2/2/2019), 2019-22, wykonawca
• Projekt BIOSTRATEG Przetwarzanie biomasy odpadowej w skojarzonych procesach biologiczno-chemicznych (nr umowy BIOSTRATEG2/296369/5/NCBR/2016), 2016 - 2020, wykonawca

Podejmowane badania w tym obszarze obejmują zagadnienia związane z właściwościami lepkosprężystymi biomateriałów stosowanych w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym. W szczególności prowadzone badania obejmują:

• ocenę możliwości zastosowaniem wyciągów z nasion roślin śluzowatych do granulacji materiałów sypkich, właściwościami reologicznymi miodów polskich w celu oceny ich przydatności do mikrokapsułkowania, oceną stanu mechanicznego struktury żeli skrobiowych o różnym pochodzeniu botanicznym oraz ich mieszanin z nieskrobiowymi hydrokoloidami polisacharydowymi, mikrostrukturą smarów plastycznych do oceny ich stabilności mechanicznej, oceną przydatności wiskosuplementów na bazie kwasu hialuronowego w procesie leczenia zwyrodnieniowej choroby stawu kolanowego w zależności od stopnia zaawansowania tej choroby.
• charakterystykę układów koloidalnych ze szczególnym uwzględnieniem zawiesin biopolimerowych ulegających przemianie fazowej zol-żel pod wpływem wzrostu temperatury (warunków formowania nielimitowanej struktury przestrzennej, wrażliwości na ścinanie z zastosowaniem technik reologicznych z jednoczesną analizą rozpraszania światła pod małymi kątami Rheo-SALS, właściwości mechanicznych wytworzonych rusztowań do zastosowań biomedycznych)

Zrealizowane przykładowe tematy prac dyplomowych w ramach obszaru badawczego:

• Ocena właściwości reologicznych żeli otrzymanych na bazie kwasu hialuronowego
• Badanie właściwości reologicznych wodnych wyciągów z nasion babki lancetowatej Plantago lanceolata
• Wpływ sterylizacji na masę cząsteczkową i kinetykę przemiany fazowej polisacharydów stosowanych w przemyśle farmaceutycznym
• Analiza wpływu aplikacji iniekcyjnej na właściwości strukturalne matryc biopolimerowych – temat do realizacji

Wybrane publikacje:

• Owczarz, P., Orczykowska, M., Rył, A., Ziółkowski, P. (2019). The effects of sucrose on the sol-gel phase transition and viscoelastic properties of potato starch solutions. Food chemistry, 271, 94-101
• Orczykowska, M., Olejnik, T. P., Rosicka‐Kaczmarek, J., Miśkiewicz, K., Kowalska, G. (2021). Use of phenomenological rheology methods to analyze the viscoelastic properties of bee honeys. Journal of Food Process Engineering, 44(3), e13637
• Rył, A., Owczarz, P. (2021). Thermoinduced aggegation of chitosan systems in perikinetic and orthokinetic regimes. Carbohydrate Polymers, 255, 117377