Kutatás


Az Intézet munkatársainak kutatás-fejlesztési és innovációs tevékenysége, részben önálló témák gondozásában teljesül ki, részben pedig a Szegedi Tudományegyetem kiemelt kutatási területeihez kapcsolódó és más hazai-, illetve nemzetközi intézetekkel folytatott együttműködés keretében valósul meg. Kutatási tevékenységünkben rendszeresen bekapcsolódnak hallgatóink, TDK munkák, illetve szakdolgozataik, diplomadolgozataik elkészítése során.

 

Munkatársaink kutatási témái, szakdolgozati és TDK témák

 

 

Prof. Dr. Keszthelyi-Szabó Gábor

 

Transzport folyamatok modellezése kombinált - MW-konvektív - energiaközléses térben

  • Vibro-aerofluid agglomerálás - szemcseméretnövelés növelés - kombinált (MW-konvektív) energiaközléses eljárással (hatékony szárítás, instantizálás)
  • A mikrohullámú tér homogenitásának biztosítása, monomódusú üregrezonátor kifejlesztésével (hybrid energiaközlés, egyidejű hő- impulzus- és anyagrtranszport folyamatok modellezése)
  • Kísérlettervezés, adatfeldolgozási algoritmus kidolgozása,
  • Folytonos üzemű mikrohullámú kísérleti berendezés fejlesztése és alkalmazása a bioenergetikában
  • Bioetenanol gyártás intenzifikálása mikrohullámú energiaközléssel

 

 

Prof. Dr. Hodúr Cecilia

Impulzus- és anyagtranszport vizsgálata membránszeparációs eljárásoknál

  • Membránszeparáció hatásfokának növelése enzimes előkezeléssel
  • Fluxuscsökkenés minimalizálása nyíróerő növelésével
  • Vibrációs membránszűrés a hulladékfeldolgozásban
  • Kombinált műveletek alkalmazása a hulladék-, a víz- és szennyvízkezelésben
  • Üzemanyag-etanol gyártás harmadik generációs szénhidrát forrásokból
  • Mikrohullámú kezeléssel intenzifikált műveletek vizsgálata

 

 

 


 

Prof. Dr. Rajkó Róbert

  • A pár-korrelációs módszer (PCM) elméleti megalapozása és továbbfejlesztése, valamint összehasonlító vizsgálata néhány élelmiszertudományos probléma tükrében
  • Környezetvédelmi adatok feldolgozására szolgáló új, változó-kiválasztásra és módszer-megkülönböztetésre alkalmas eljárás megalkotása és fejlesztése
  • Mezőgazdasági termények mikrohullámú kezelésének vizsgálata, kemometriai módszerek felhasználásával megvalósuló, újszerű eljárások fejlesztéséhez
  • Mezőgazdasági eredetű termékek hőfizikai paramétereinek meghatározása újszerű mérési és kiértékelő módszerekkel konduktív, konvektív és mikrohullámú hőkezelések során
  • Multilineáris (többutas) kalibrációs eljárások alkalmazása és fejlesztése élelmiszer- és környezettudományi mérések kiértékeléséhez

Fotó: Schmidt Andrea, http://www.delmagyar.hu/szeged_hirek/merni_is_tudni_kell/2214187

A kutatás főbb területei:

  • kemometria, biometria, technometria
  • kísérlettervezés
  • lineáris, multilineáris és nemlineáris robusztus regresszió, kalibráció, változószelektálás, QSAR analízis
  • hipotézisvizsgálatok
  • fuzzy elmélet és alkalmazása a mérési eredmények feldolgozásában
  • automatikus elemzés
  • mikrohullámú technika az élelmiszeriparban
  • aprításelmélet

Hovorkáné Dr. Horváth Zsuzsanna

 

  • Kísérletek tervezése és eredmények matematikai értékelése
  • Műszeres színmérés alkalmazása élelmiszerek minőségellenőrzésénél
  • Fúszerpaprika őrlemények gyártásának, minőségelelmzésének problémái

 


 

Dr. László Zsuzsanna

 

  • Szerves mikroszennyezők (növényvédőszer-maradványok, gyógyszermaradványok, ásványi olaj eredetű szennyezések) eltávolíthatóságának vizsgálata membránszeparációs eljárásokkal (mikroszűrés, ultraszűrés, nanoszűrés, reverz ozmózis).
  • A membráneltömődés csökkentése a membránszeparációval összekapcsolt kémiai módszerekkel, elsősorban nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokkal (ózon, hidrogén-peroxid, UV-fény, Fenton reakció alkalmazása)
  • A membrán felületének és a szűrendő anyagok kölcsönhatásának vizsgálata a folyadék és a membrán kontaktszögének mérése alapján, felületi szabadenergia meghatározása

 


 

Dr. Kertész Szabolcs

 

 

Membránszeparációs eljárások alkalmazása a víz- és szennyvíztisztításban

 

  • Vibráció hatásának vizsgálata a membrán eltömődés csökkentésében
  • Szennyvizek előkezelésének hatása a további szűrhetőségre
  • Paraméterek optimalizálása,
  • költségbecslési számolások

 

 

 


Beszédes Sándor

 

  • Mikrohullámú iszapkondicionálási módszer vizsgálata és fejlesztése
  • Szennyvíziszapok anaerob fermentációját megelőző termikus kezelések hatékonyságának vizsgálata
  • Cellulóztartalmú hulladékok és melléktermékek hidrolízisének intenzifikálása termikus és termo-kémiai előkezelésekkel












 



 


 


 


 





 

 


Péter Szabó István

  • Kísérleti napkollektorok tervezése,
  • napkollektorok üzemi jelenségeinek tanulmányozása,
  • mérőberendezés fejlesztése különböző típusú kollektorok vizsgálatára és hatásfok-függvényeinek felvételére,
  • pneumatikus hajtású járművek fejlesztése.

Pneumatikus hajtású járművek fejlesztése

  • 2009 óta zajló fejlesztések, négyfős hallgatói csapatokkal,
  • magyarországi, romániai, cseh, lengyel és német egyetemek részvételével,

 

 

Kutatócsoportok a Folyamatmérnöki Intézetben

 

Alkalmazkodva a felfedező- és alkalmazott kutatási trendekhez, az Intézetünk létrehozta a Hulladékhasznosítás és Megújuló Energiák Kutatócsoportját (HUMEK).

Ezen keretek között számos pályázat eredményeként olyan infrastruktúrát, laboratóriumi hátteret alakítottunk ki, amely alkalmas a hulladékhasznosítás és a megújuló energiák témakörök széles területén végzett kutatás-fejlesztési, innovációs feladatok magas színvonalú megoldására.

A HUMEK egyik fontos kutatási területe az élelmiszeripari hulladékokból történő bioaktív vegyületek kinyerését célzó eljárások fejlesztése, valamint a mezőgazdasági és élelmiszeripari hulladékok bioenergetikai hasznosítási lehetőségeinek vizsgálata. Kutatásaink során hazai- és nemzetközi együttműködés keretében számos kutató intézettel vagyunk kapcsolatban és végzünk eredményes fejlesztéseket.

Nemzetközi együttműködés keretében az MTT Agrifood Research Finland intézettel közösen új módszert fejlesztettünk ki az antioxidáns vegyületek kinyerésére növényi eredetű melléktermékekből mikrohullámmal intenzifikált extrakciós (MAE) eljárással.

Kutatócsoportunk a Veszprémi Egyetem Biomérnöki, Membrántechnológiai és Energetikai Kutatóintézetével együttműködve vizsgálta a hagyományos és a MAE módszerrel történő pektin-extrakció alkalmazhatóságát bogyósgyümölcsök préselési maradványai esetében. A mikrohullámú kutatásaink kiterjednek az élelmiszeriparban és a bio-hajtóanyag előállításban alkalmazható enzimes folyamatok intenzitásának növelésére.

Kutatásaink egyik legfontosabb, a gyakorlatban jól hasznosítható eredménye, az élelmiszeripari szennyvíziszapok biológiai lebonthatóságának fokozására és a biogáz produktum növelésére alkalmas mikrohullámú kondicionálási módszer kidolgozása. A mikrohullámmal kapcsolatos kutatások a karon, dr. Keszthelyi-Szabó Gábor egyetemi tanár tudományos tevékenységéhez kötődik. Legújabb eredményeink alapján a folytonos kezelést lehetővé tevő mikrohullámú kezelő és mérőrendszer fejlesztését végezzük.

A HUMEK másik fontos kutatási területe a membrános eljárások vizsgálata. A nyomás-különbségen alapuló membrán-szeparációs eljárások (mikroszűrés-MF; ultraszűrés-UF; nanoszűrés-NF és fordított ozmózis-RO) alkalmazása napjainkban laboratóriumi és ipari körülmények között is egyre szélesebb körben terjed. Kutatásaink során vizsgáljuk a különböző membrános eljárások környezetvédelmi alkalmazását a víz- és szennyvíztisztításban. Kutatásaink másik fókuszpontja a különböző ipari (pl. élelmiszeripari) szennyvizek UF, NF és RO eljárásokkal történő tisztíthatóságának vizsgálata.

A termo-plasztikus anyagok hőkárosodásból eredő minőségi romlása elkerülhető NF és RO eljárások alkalmazásával. Élelmiszeripari hulladékokból (pl. préslepények) kinyert anyagok és melléktermékek (pl. savó) értékes, hőérzékeny komponenseit a folyékony halmazállapotból NF és RO eljárásokkal sűrítjük. Ez irányú fejlesztéseinket hazai élelmiszer-feldolgozó vállalatokkal együttműködve végezzük.

 

A kutatócsoport jelentősebb publikációi:

  • Szabolcs Kertész, Ádám Veszprémi, Zsuzsanna László, József Csanádi, Gábor Keszthelyi-Szabó, Cecilia Hodúr: Investigation of module vibration in ultrafiltration, DESALINATION AND WATER TREATMENT &: pp. 1-7. (2014)
  • Bélafi-Bakó, Katalin; Cserjési, Petra; Beszédes, Sándor; Csanádi, Zsófia; Hodúr, Cecilia.: Berry Pectins Microwave-Assisted Extraction and Rheological Properties. Food And Bioprocess Technology,5 ,1100-1105., 2012
  • Sándor Beszédes, Zsuzsanna László, Zsuzsanna H. Horváth, Gábor Szabó, Cecilia Hodúr: Comparison of the effects of microwave irradiation with different intensities on the biodegradability of sludge from the dairy- and meat-industry. Bioresource Technology, 102, 814-820, 2011
  • Sz Kertész; Zs László; E. Forgács; G Szabó; C. Hodúr: Dairy wastewater purification by vibratory shear enhanced process. DESALINATION AND WATER TREATMENT 35: pp. 195-201. (2011)
  • Kertész Szabolcs, Landaburu-Aguirre Junkal, García Veronica, Pongrácz Éva, Hodúr Cecilia, Keiski Ritta; A statistical experimental design for the separation of zinc from aqueous solutions containing sodium chloride and n-butanol by Micellar-enhanced ultrafiltration; Desalination and Water Treatment 9 (2009) 221-228.

 

 

A Membrán- és Környezettechnikai Kutatócsoportunk (MEKÖKUT) egyik fontos kutatási területe a nagyhatékonyságú oxidációs eljárások és a membrántechnika alkalmazásának kombinált vizsgálata.

Bár a vízkezelési feladatok megoldásában a membránszűrés nagyon jó hatásfokkal használható, széleskörű elterjedésének gátat szab néhány ma még megoldatlan probléma, mint a membránok eltömődése, amely a vízfluxus csökkenéséhez, a működtetési költségek növekedéséhez, végső soron a membrán gyors elhasználódásához, élettartamának csökkenéséhez vezet. A másik probléma a szűrés során visszamaradó, magas szennyezőanyag-tartalmú koncentrátum sorsa, további hasznosításának lehetősége.

Kutatócsoportunk vizsgálja, hogy a nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokon (pl. ózon, hidrogén-peroxid, UV-fény, Fenton-reakció, illetve ezek kombinációi) alapuló előkezelések hogyan befolyásolják a membránszűrések során a membránok eltömődését, illetve azok fluxus és visszatartási értékeinek változását. Ezen eljárásokat eredményesen alkalmaztuk pl. tejipari illetve húsipari szennyvizek szűrése esetében. Bizonyítottuk azt is, hogy az előkezelések eredményeképpen nő a visszamaradó koncentrátum biológiai bonthatósága, amely lehetővé teszi biológiai tisztítóban való hatékony semlegesítését is.

Kutatásaink egyik iránya a nagy szervesanyag-, elsősorban szénhidrogéntartalmú vizek szűrésének, szűrhetőségének vizsgálata, amelynek eredményei hasznosíthatók lehetnek a mélységi vizek, termálvizek felhasználás előtti előkezelése során is.

Kutatócsoportunk vizsgálja továbbá a membránok eltömődésének csökkentési lehetőségeit is. Fizikai eljárásokat alkalmazunk, ultrahangos kezeléseket és/vagy membrán modul vibrációt, hogy vizsgáljuk, hogy további hozzáadott kémiai anyagok nélkül is hatékony eredményeket tudunk-e elérni. Vibráció nélküli és vibráció melletti membránszűréseket végzünk azonos pórusméretű és anyagú membránokkal azonos paraméterek mellett a fluxusok és membrán visszatartások meghatározása és összehasonlítása céljából. Membránok jellemzése érdekében kontakt szög méréseket és elektronmikroszkópos felületi és keresztmetszeti képek jellemzését végezzük, mind a kezeletlen alapmembránokra, mind az eltömődött membránokra vonatkozóan, annak érdekében, hogy a membránok felületi tulajdonságait vizsgáljuk. Eredményeinket a membrán eltömődés előrejelzésében és modellezésében alkalmazzuk.

A különböző, fentebb említett eljárások membrán-szeparációs eljárásokkal történő kombinálása, akár előkezelésről, akár utókezelésről van szó, napjainkban ígéretes kutatási téma. A hatékonyság növelése érdekében (mint amilyen a magasabb fluxus, membrán visszatartás, illetve alacsonyabb ellenállási értékek kialakulása) kutatócsoportunk számos eljárást és módszert dolgozott ki. Eredményeinket rangos hazai- és nemzetközi tudományos folyóiratokban közöltük és publikáljuk folyamatosan.

A kutatócsoport jelentősebb publikációi:

  1. Zsolt László Kiss; Lajos Kocsis; Gábor Keszthelyi-Szabó; Cecilia Hodúr; Zsuzsanna László: Treatment of oily wastewater by combining ozonation and microfiltration, DESALINATION AND WATER TREATMENT pp. 1-8. (2014)
  2. Kiss Zsolt László; Szép Angéla; Kertész Szabolcs; Hodúr Cecilia; László Zsuzsanna: Treatment of waste thermal waters by ozonation and nanofiltraton, WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 0273-1223) 67: (6) pp. 1272-1279. (2013)
  3. Zs László; Sz Kertész; S Beszédes; Zs H Hovorka; G Szabó; C Hodúr: Effect of preozonation of the filterability of model dairy waste water in nanofiltration. DESALINATION 240: pp. 170-177. (2009)
  4. S Beszédes; Sz. Kertész; Zs László; C Hodúr: Biogas production of ozone and/or microwave pretreated canned maize production sludge. OZONE-SCIENCE & ENGINEERING 31: pp. 257-261. (2009)
  5. Zsuzsanna László; Szabolcs Kertész ; Edit Mlinkovics; Cecilia Hodúr: Dairy waste water treatment by combining ozonation and nanofiltration. SEPARATION SCIENCE AND TECHNOLOGY (7) pp. 1627-1637. (2007)

A kutatócsoportok munkájából származó szabadalmi bejelentések:

P0800157 alapszámú magyar szabadalmi bejelentés: Biogáz termelés és biogáz lebonthatóság (aerob és anaerob ) növelése bogyós gyümölcsök préslepényének mikrohullámú kezelésével

 

P0800488/5 Bejegyzés alatt álló magyar szabadalmi bejelentés: Eljárás antioxidáns hatású színezékeket tartalmazó pektin kinyerésére hagyományos és mikrohullámmal intenzifikált