Koło Naukowe Surowce Alternatywne “RE-CYCLE and SCALE-UP”

U nas można poczuć się jak w prawdziwym zakładzie przemysłowym, bez opuszczania Wydziału!

SUROWCE ALTERNATYWNE….czy to możliwe i bezpieczne w zastosowaniach technologicznych i dla środowiska?

DUŻA SKALA? TAK! Nasze laboratorium pozwala sprawdzić proces w skali mikrotechnicznej 🙂

MAMY TU WSZYSTKO POD KONTROLĄ!  Instalacja umożliwia sterowanie procesem a my sprawdzamy jakość wytworzonych produktów

ROŚLINY TO LUBIĄ! Nasze nawozy testujemy, prowadząc badania wazonowe i testy fitotoksyczności, analizy frakcjonowania składników  oraz analizy wybranych enzymów glebowych.

CZY JAKOŚĆ NAWOZU JEST ODPOWIEDNIA?  CZY TO SIĘ OPŁACA? PRZEKONAJMY SIĘ!

1. Poszukiwanie i ocena możliwości wykorzystania surowców alternatywnych do produkcji nawozów, opiekun: Katarzyna Gorazda, Halyna Kominko, Barbara Tarko

W dobie zagrożenia dostaw głównych surowców do produkcji nawozów (szczególnie fosforowych i potasowych), spowodowanych wyczerpywaniem złóż, jak i sytuacją geopolityczną na świecie, poszukiwanie alternatywnych surowców jest zadaniem kluczowym dla bezpieczeństwa i zapewnienia ciągłości produkcji w przemyśle nawozowym. Zespół badawczy zajmuje się oceną możliwości zastosowania surowców alternatywnych (takich, jak osady ściekowe, popioły z ich spalenia, popioły z pomiotu kurzego, kompost, poferment, surowce odpadowe z przemysłu etc.) do produkcji nawozów mineralnych i organiczno-mineralnych. Charakteryzujemy surowce ( analizy składu pierwiastkowego, analizy fizykochemiczne), oceniamy ich potencjał nawozowy (rozpuszczalność, przyswajalność, profil uwalniania składników) i szacujemy potencjał surowcowy.

2. Wytwarzanie nowych formulacji nawozowych na bazie surowców alternatywnych, opiekun Halyna Kominko, Katarzyna Gorazda, Barbara Tarko

Temat badawczy obejmuje wytwarzanie nawozów wieloskładnikowych mineralnych i organiczno-mineralnych, dedykowanych pod konkretne uprawy ( tailored fertilisers), w formie granulowanej lub zawiesinowej. Zwiększamy funkcjonalność nawozów wzbogacając je w mikroorganizmy, mikroelementy, aminokwasy czy stosując otoczkowanie. Poszukujemy odpowiedniej, efektywnej i ekonomicznie opłacalnej technologii ich wytwarzania. Wykonywana jest pełna analiza uzyskanych produktów, w celu określenia, czy dany produkt jest zgodny z normami jakościowymi dla nawozów, zarówno pod względem składu chemicznego, jak i właściwości fizykochemicznych u nawozowych. Wykonujemy testy uwalniania składników pokarmowych w czasie, jak również analizę specjacyjną składników nawozowych. Modyfikujemy i walidujemy dotychczasowe normatywne metody analityczne, aby miały zastosowanie do tak skomplikowanych matryc jak nawozy na bazie odpadów lub tworzymy własne metodyki analityczne.

3. Badania wzrostu roślin nawożonych nawozami na bazie surowców alternatywnych, opiekun Halyna Kominko, Barbara Tarko

Istotnym aspektem przy wprowadzaniu nawozów na rynek jest wykonanie testów wazonowych, pozwalających określić skuteczność stosowanych nawozów i ewentualny negatywny wpływ w przypadku zanieczyszczeń obecnych w nawozach. Prace prowadzone w Zespole obejmują m.in. wykonywanie testów fitotoksyczności, pozwalających ocenić wpływ stosowanych nawozów na zdolność kiełkowania roślin jak również ustalić dawkę nawozu. Badania sadzonek uprawianych w warunkach szklarniowych  polegają na ocenie tworzenia systemów korzeniowych roślin, porównaniu wzrostu roślin zasilanych nawozami z surowców alternatywnych i konwencjonalnych. Analizie podlega także akumulacja metali ciężkich w materiale roślinnym. Oceniamy aktywność wybranych enzymów glebowych.

4. Możliwość zastosowania nawozów z surowców alternatywnych do upraw hydroponicznych, opiekun Barbara Tarko

Uprawy hydroponiczne wydają się być przyszłością naszej planety, jak również przepustką dla człowieka do eksploracji Kosmosu. Redukcja powierzchni przeznaczonej pod uprawy, w połączeniu z wytwarzaniem nawozów w myśl gospodarki o obiegu zamkniętym, ma szansę zrewolucjonizować produkcję żywności. Temat badawczy obejmuje zakładanie hodowli hydroponicznych i ocenę możliwości zastosowania zawiesinowych nawozów z surowców alternatywnych do ich nawożenia.

5. Prowadzenie procesów technologicznych w zwiększonej skali, opiekun Katarzyna Gorazda, Halyna Kominko, Barbara Tarko

Myśląc o możliwości przemysłowego zastosowania procesów odzysku pierwiastków z surowców alternatywnych, badania prowadzone w warunkach laboratoryjnych należy zweryfikować, zwiększając skalę (TRL 5-6). Umożliwia to instalacja Pracowni Badań Wielkolaboratoryjnej, wyposażona w 3 reaktory o pojemności 50 litrów z płaszczem wodnym i układem mieszania  oraz układ filtrujący,  z możliwością sterowania procesem, poborem próbek i pomiarem parametrów procesu. W instalacji można przeprowadzać ekstrakcję, neutralizację, wytrącanie oraz rozdzielać fazy. Skalę procesów produkcji nawozów granulowanych podnosimy wykorzystując  granulator talerzowy (średnica 1m) z dozowaniem surowców stałych i płynnych oraz systemem separacji granul na sitach wibracyjnych. Z jej pomocą prowadzone są badania przeniesienia skali procesów. Przetestowana w tym układzie technologia może wejść w fazę przedwdrożeniową.

Nasze wybrane publikacje i patenty:

• patentów, 15 nagród na targach wynalazczości
• „Sposób wytwarzania nawozów fosforowych typu superfosfat potrójny”, nr zgłoszenia: P.449301, zgłoszenie w roku 2024, Karolina Sawska, Katarzyna Gorazda
• „Sposób wytwarzania nawozów fosforowych typu superfosfat potrójny”, nr zgłoszenia: P.449303, zgłoszenie w roku 2024, Karolina Sawska, Katarzyna Gorazda
• „Sposób wytwarzania nawozów fosforowych typu superfosfat potrójny”, nr zgłoszenia: P.449304, zgłoszenie w roku 2024, Karolina Sawska, Katarzyna Gorazda

1. Gorazda, H.Kominko, A. K.Nowak, A.Wiśniak, Suspension fertilizers based on alternative raw materials - the key to sustainability and closed nutrient cycles, , Archives of Environmental Protection 49(3):38-49, 2023
2. Chojnacka K., Mikula A., Skrzypczak D., Izydorczyk G., Gorazda K., Kulczycka J., Kominko H., Moustakas K., Witek‑Krowiak A., Practical aspects of biowastes conversion to fertilizers, Biomass Conversion and Biorefinery Article in press, 1-19, 2022
3. Kominko, H, Gorazda K., Wzorek Z., Effect of sewage sludge-based fertilizers on biomass growth and heavy metal accumulation in plants , Journal of Environmental Management, 305, 1-9, 2022
4. Witek-Krowiak, A. Gorazda, K. Szopa, D. Moustakas, K. Chojnacka, K., Phosphorus recovery from wastewater and bio-based waste: an overview, Bioengineered, 2022, 13(5), pp. 13474–13506
5. Mikula K., Skrzypczak D., Izydorczyk G., Baśladyńska S., Szustakiewicz K., Gorazda K., Moustakas K., Chojnacka K., Witek-Krowiak A., From hazardous waste to fertilizer: Recovery of high-value metals from smelter slags , Chemosphere, 297,1-8, 2022

Nagrody, wyróżnienia i stypendia:

• 1 miejsce na WSKN – Katarzyna Łoś, 2024
• 6 miejsce WSKN Karolina Sawska, 2024
• Stypendium Ministra dla Wybitnych Młodych Naukowców, 2024
• Wyróżnienie na 47. Konferencji „Chemistry for Agriculture” za najlepszą prezentację doktorancką, 2023 r.- mgr inż. Karolina Sawska

Projekty i staże naukowe:

• SlagFert+ „Opracowanie technologii odzysku żużli z hutnictwa rud miedzi i wykorzystanie ich w produkcji nawozów wzbogaconych mikroelementami, zgodnie z założeniami gospodarki o obiegu zamkniętym”, CuBr, NCBiR i KGHM,
• PolFerAsh – polskie nawozy z alternatywnych surowców fosforowych, Centrum Transferu Technologii PK program MNISW „Inkubator Innowacyjności+“,

Współpraca naukowa (Jednostki naukowe i przemysłowe z którymi koło współpracuje)

• Katedra Zaawansowanych Technologii Materiałowych, Politechnika Wrocławska
• Komunalne oczyszczalnie ścieków w Tarnowie, Gdyni, Kielcach, Warszawie, Szczecinie, Krakowie, Żywcu
• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Nowych Syntez Chemicznych w Puławach
• Chemfari
• Biowatt
• BactoTech

Udział w konferencjach, targach wynalazków

Chemistry for Agriculture, 2023, 2024 Karpacz

Konferencja Przemysł Chemiczny, 2023, Warszawa

Multidyscyplinarna Konferencja Doktorantów Uniwersytetu Szczecińskiego 2.0; MKDUS 2.0; 16-21.06.2024

10th International Conference on Sustainable Solid Waste Management 2023, 2024 Greece