Modelování chemického reaktoru pro dechromoci kožedělných odpadů

Mgr. Hana VAŠKOVÁ

Disertační práce

Modeling of Chemical Reactor for Leather Waste Dechromation

Anotace:

Lidské zdraví a šetrný přístup k životnímu prostředí jsou témata velmi aktuální. Nedílně souvisejí s nakládáním s odpady kožedělného průmyslu, resp. jejich účelným zpracováním. Náplň práce sleduje dvě hlavní linie ? matematické modelování hydrolyzačního procesu včetně optimalizace z hlediska hlavních provozních nákladů na výrobu hydrolyzátu a jeho výtěžnost a experimentální identifikaci škodlivých látek v produktech kožedělného průmyslu, související s problematikou karcinogenního šestimocného chromu využívající vedle standardní spektrofotometrické metody i Ramanovu spektroskopii jakožto metodu inovativní. Pro potřeby modelování se vychází z popisu klíčových částí technologického procesu a výrobních zařízení pro zpracování kožedělných odpadů na dále efektivně použitelný hydrolyzát kolagenní bílkoviny a z kinetiky vlastního procesu hydrolýzy. Na základě bilančních rovnic byl navržen matematicko-fyzikální model procesu hydrolýzy kolagenních odpadů, byla provedena jeho linearizace a stanovena přenosová funkce pro účely řízení. Následně provedená simulace modelu odpovídá fyzikálnímu chování systému. V rámci experimentální části je věnována pozornost identifikaci valence chromu (ve vzorcích usně) včetně upozornění na možná rizika při ošetřování koženého zboží, zejména obuvi, prostředky obsahujícími oxidační činidla. Dosažené výsledky poskytují komplexní pohled na řešenou problematiku.

Abstract:

Human health and considerate approach to the environment are very current topics nowadays. Both are inseparably related to the waste of leather industry management and their efficient processing. The content of the thesis follows two main lines - mathematical modeling of the hydrolysis process, including the optimization of the main operating costs for the production of hydrolyzate and its yield and experimental identification of the harmful substances contained in products of leather industry related to the issue of carcinogenic hexavalent chromium using standard spectrophotometric method and Raman spectroscopy as an innovative method. The modeling is based on a description of the key parts of a production system for the processing of leather wastes to effectively useful collagenous protein hydrolyzate and hydrolysis kinetics of the process itself. The mathematical-physical model of the collagen waste hydrolysis process was proposed on the basis of balance equations, its linearization was carried out and transfer function for control purposes was achieved. Performed simulation of the model corresponds to the physical behavior of the system. Experimental part is devoted to valence of chromium in leather samples identification, including warnings of possible risks in the treatment of leather goods, especially shoes, by products containing oxidizing agents. The results achieved provide a comprehensive view of the issues being resolved.

Klíčová slova

hydrolýza, chromočinění, identifikace, karcinogen, kolagenní hydrolyzát, kožedělné odpady, matematické modelování, optimalizace, Ramanova spektroskopie, šestimocný chrom.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 7. 2015

Zveřejnit od: 1. 7. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 26. 8. 2015

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta aplikované informatiky

Doktorský studijní program / obor:
Inženýrská informatika / Automatické řízení a informatika