Separace aerosolových částic na polymerních membránách
Loading...
Date
Authors
Morcinek, Tomáš
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
ORCID
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá separací aerosolových částic na membránách z polypropylenových dutých vláken. Jako zdroj částic byla použita stolní 3D tiskárna, využívající k tisku polymerní filamenty. Byla sledována filtrační účinnost a tlaková ztráta na membráně z dutých polypropylenových vláken a vysoce účinném filtru pevných částic (HEPA filtru) při filtraci částic ze 3D tisku s použitím filamentů z akrylonitrilbutadienstyrenu, akrylonitrilstyrenakrylátu, kyseliny polymléčné a polyethylentereftalát-glykolu při téměř shodném průtoku vzduchu. Výsledky, kterých obě filtrační média dosáhla, jsou následně srovnány a diskutovány. Z výsledků vyplývá, že membrána z dutých vláken dosahuje lepších filtračních účinností při vyšších koncentracích částic, zatímco při méně emitujících materiálech byla účinnost HEPA filtru vyšší nebo shodná. Celková filtrační účinnost vypočtena ze všech experimentů se všemi filamenty byla u membrány z dutých vláken vyšší za současné vyšší tlakové ztráty.
This diploma thesis deals with the separation of aerosol particles on membranes from polypropylene hollow fibers. As a source of particles, a desktop 3D printer using polymer filaments was used. Filtration efficiency and a pressure drop on a hollow polypropylene fiber membrane and a high efficiency particulate filter (HEPA filter) were monitored during filtration of particles from 3D print using filaments of acrylonitrile butadiene styrene, acrylonitrile styrene acrylate, polylactic acid and polyethylene terephthalate glycol at nearly the same air flow. The results achieved by both filer media are then compared and discussed. The results show that the hollow fiber membrane achieves better filtration efficiency at higher particle concentrations, while using the less emitting materials, the efficiency of the HEPA filter was higher or the same. The total filtration efficiency calculated from all experiments with all filaments was higher for the hollow fiber membrane with higher pressure drop at the same time.
This diploma thesis deals with the separation of aerosol particles on membranes from polypropylene hollow fibers. As a source of particles, a desktop 3D printer using polymer filaments was used. Filtration efficiency and a pressure drop on a hollow polypropylene fiber membrane and a high efficiency particulate filter (HEPA filter) were monitored during filtration of particles from 3D print using filaments of acrylonitrile butadiene styrene, acrylonitrile styrene acrylate, polylactic acid and polyethylene terephthalate glycol at nearly the same air flow. The results achieved by both filer media are then compared and discussed. The results show that the hollow fiber membrane achieves better filtration efficiency at higher particle concentrations, while using the less emitting materials, the efficiency of the HEPA filter was higher or the same. The total filtration efficiency calculated from all experiments with all filaments was higher for the hollow fiber membrane with higher pressure drop at the same time.
Description
Citation
MORCINEK, T. Separace aerosolových částic na polymerních membránách [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Date of acceptance
2021-09-06
Defence
Student při prezentaci své práce na téma Separace aerosolových částic na polymerních membránách nejdříve komisi představil cíle své práce a detailně popsal použité experimentální zařízení. Následně vysvětlil zzpůsob vyhodnocení dat. V rámci výsledků poté představil výsledky experimentů s membránou z dutých vláken a hepa filtrem. tyto výsledky následně shrnul v rámci záveřu prezentace.
Po závěrečném shrnutí student odpověděl na otázky oponenta:
1) Během 3D tisku a tedy i během emitace aerosolových částic uvádíte a srovnáváte vždy koncentraci celkového počtu částic před a za daným filtrem. Maté také informace o distribuci velikosti částic během tisku u jednotlivých typů materiálů? Pokud ano, shodovali se tyto distribuce s výsledky obdrženými v literatuře Stephens a kol. (33 v seznamu literatury)?
2) Účinnost filtrů z dutých vláken vyšla na základě experimentů vyšší, ovšem také s vyššími tlakovými ztrátami. Jak sám píšete, bylo také třeba využít silnějšího ventilátoru k zajištění stejného objemového průtoku skrz filtr ve srovnání s HEPA filtrem. Máte představu, alespoň orientačně, o kolik byl provoz filtru z dutých PP vláken náročnější na spotřebu elektrické energie a zda zvýšení účinnosti filtrace je z ekonomického hlediska rentabilní oproti komerčně využívaným HEPA filtrům?
Komise následně položila tyto otázky:
1) Jak vypadá použitý filament?
2) Jaký je mechanismus vzniku aerosolí?
3) Jakou technikou se měřila koncentrace částic?
4) Jaký je tvar částic?
Na dané otázky student výborně reagoval.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena