Πρωτοποριακή συσκευή του ΑΠΘ «πρασινίζει» τη βιομηχανία μεταλλουργίας και πετρελαίου

του Νίκου Αβουκάτου

Οι χημικές αναλύσεις αποτελούν σήμερα τον βασικό πυλώνα της σύγχρονης βιομηχανίας. Καθημερινά διενεργείται ένας μεγάλος αριθμός από τις οποίες προκύπτουν αποτελέσματα που καθορίζουν την ποιότητα και τελικά την τιμή των προϊόντων.

Ένας σημαντικός αριθμός αναλύσεων διεξάγεται επίσης και στη διάρκεια των χημικών διεργασιών, όπως για παράδειγμα στη γραμμή παραγωγής μιας επιχείρησης ώστε να ελέγχονται διάφορες παράμετροι για να μην υπάρξει κάποια αστοχία.

Δύο είναι τα μεγαλύτερα προβλήματα στις σύγχρονες συσκευές χημικών αναλύσεων. Πρώτον χρειάζονται επαρκή ποσότητα δείγματος για κάθε ανάλυση και δεύτερον παράγουν απόβλητα. Αναφορικά με την επαρκή ποσότητα δείγματος, αυτό αποτελεί πρόβλημα όταν πρόκειται για ουσίες με υψηλό κόστος, πχ αιθέρια έλαια, τασενεργές ενώσεις με αυξημένη εκλεκτικότητα στον διαχωρισμό χημικών ενώσεων κλπ. Αναφορικά με τα απόβλητα, υπάρχουν περιπτώσεις, όπως πχ. οι μεταλλουργίες και οι βιομηχανίες πετρελαίου, στις οποίες τα απόβλητα που παράγονται από τις αναλύσεις είναι αρκετά σε ποσότητα και πολλές φορές επικίνδυνα και τοξικά.

Η Ομάδα Πολυφασικής Δυναμικής, στο Εργαστήριο Χημικής και Περιβαλλοντικής Τεχνολογίας, του Τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης έχει αναπτύξει μια καινοτόμα συσκευή για τον χαρακτηρισμό της σταθερότητας αφρών, σαν αυτούς που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία της επίπλευσης στις μεταλλουργίες και στην ανάκτηση πετρελαίου. «Αυτή η πρωτοποριακή συσκευή η οποία έχει λάβει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον οργανισμό βιομηχανικής ιδιοκτησίας (ΟΒΙ) και έχει υποβληθεί για Ευρωπαϊκό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, μπορεί να πραγματοποιήσει μετρήσεις με ελάχιστη ποσότητα δείγματος, μειώνοντας έτσι τόσο το κόστος πρώτων υλών όσο και αυτό της διαχείρισης των αποβλήτων και τον κίνδυνο μόλυνσης του περιβάλλοντος» τονίζει στη Greenagenda.gr ο καθηγητής του τμήματος Χημείας και επικεφαλής της Ομάδας Πολυφασικής Δυναμικής Θεόδωρος Καραπάντσιος.

«Επίσης, πολύ σημαντικό πλεονέκτημα της συσκευής έναντι των καθιερωμένων οπτικών τεχνικών, είναι ότι μπορεί να λειτουργήσει σε ρεαλιστικές συνθήκες παραγωγής, δηλαδή παρουσία κραδασμών και δονήσεων, σκόνης, κακού φωτισμού κ.λπ., και επιπλέον είναι μικρή σε μέγεθος και μπορεί να λειτουργήσει με μπαταρίες οπότε είναι φορητή και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μέσα στην παραγωγική διαδικασία και εκτός ενός ελεγχόμενου εργαστηριακού περιβάλλοντος», αναφέρει στη Greenagenda.gr ο κ. Καραπάντσιος.

Για παράδειγμα, στη διάρκεια εξαγωγής (ανάκτηση) πετρελαίου από σχιστολιθικά πετρώματα χρησιμοποιείται αφρός ο οποίος πιέζει το πετρέλαιο προς εξαγωγή. Το διάλυμα που θα παραχθεί ο αφρός είναι κομβικό για τη σταθερότητά του. Η Ομάδα κάνει αναλύσεις ποιο υλικό θα είναι πιο σταθερό.

Οι υπάρχουσες χημικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της σταθερότητας τέτοιων αφρών χρειάζονται μεγάλη ποσότητα δείγματος χημικών ουσιών που πολλές φορές είναι επιβλαβείς και τοξικές.

«Η πρωτοτυπία της συσκευής έγκειται στην αρχή μέτρησης που στηρίζεται στη φασματοσκοπία ηλεκτρικής εμπέδησης (electrical impedance spectroscopy). Για τον σκοπό αυτόν το δείγμα υγρού τοποθετείται μεταξύ δύο ειδικά σχεδιασμένων ηλεκτροδίων που απέχουν μόλις λίγα χιλιοστά μεταξύ τους και ανάμεσα στα οποία δημιουργείται υγρή γέφυρα με εξωτερική καμπυλότητα ρυθμιζόμενη από την απόσταση των ηλεκτροδίων. Εντός της υγρής γέφυρας εισάγεται φυσαλίδα αέρα μεταβλητής αλλά ελεγχόμενης ποσότητας δημιουργώντας έτσι μια μικρογραφία κυψελίδας αφρού. Συνέπεια αυτού είναι η αποφυγή παρασκευής μεγάλων ποσοτήτων αφρού, από μεγάλες ποσότητες δείγματος», προσθέτει ο ίδιος.

Η «πράσινη χημεία» εφαρμόζεται στην πράξη, λέει στη Greenagenda.gr ο χημικός MSc PhD Άγγελος Ζαμάνης, στο διδακτορικό του οποίου μελετήθηκε και αναπτύχθηκε η εν λόγω συσκευή.

Όπως εξηγεί ο κ. Ζαμάνης, ένας μέσος όρος ποσότητας δείγματος για τις αναλύσεις που χρειάζεται η συγκεκριμένη συσκευή είναι μόλις μια σταγόνα, δηλαδή αρκετά μικρότερος από την ποσότητα δείγματος που χρησιμοποιούν οι συνήθεις εμπορικές συσκευές.

Η συγκεκριμένη εφεύρεση παρουσιάστηκε πρόσφατα στο διεθνές συνέδριο EU Foam2022 στην Κρακοβία όπου και απέσπασε πολύ θετικά σχόλια.

Αν σας άρεσε το άρθρο, Μοιραστείτε το!

Αφήστε μια απάντηση