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 anyagtranszport folyamatok modellezése)
  • Kísérlettervezés, adatfeldolgozási algoritmus fejlesztése, különböző termikus előkezelési eljárások műveleti-, berendezés, eljárás- és folyamat-paramétereinek optimálására
  • Folytonos üzemű mikrohullámú kísérleti berendezés fejlesztése és alkalmazása a bioenergetikában
  • Bioetenanol gyártás intenzifikálása mikrohullámú energiaközléssel
  • Mikrohullámú előkezelés eljárás-technológiájának fejlesztése a biogáz intenzifikálására, különböző ipari szennyvizek esetén

 

Prof. Dr. Hodúr Cecilia

Impulzus- és anyagtranszport vizsgálata membránszeparációs eljárásoknál

  • Membránszeparáció hatásfokának növelése enzimes előkezeléssel
  • Vibrációs membránszűrés a hulladékfeldolgozásban
  • Kombinált műveletek alkalmazása a hulladék-, a víz- és szennyvízkezelésben
  • Üzemanyag-etanol gyártás harmadik generációs szénhidrát forrásokból

 

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

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
  • Fűszerpaprika őrlemények gyártásának, minőség-elemzésének 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

  • Membránszeparációs eljárások hatékonyságának javítása
  • Membrán eltömődés csökkentése
  • Membrán modul vibráció hatásának vizsgálata
  • Szennyvizek előkezelésének hatásai a további szűrhetőségre
  • Műveleti paraméterek optimalizálása

 

Dr. Beszédes Sándor

  • Mikrohullámú iszapkondicionálási módszer hatékonyság-vizsgálata és fejlesztése
  • Szennyvíziszapok anaerob fermentációját megelőző termikus kezelések hatékonyságának vizsgálata
  • Cellulóztartalmú hulladékok és melléktermékek hidrolízisének intenzifikálása termikus és termo-kémiai előkezelésekkel
  • Szennyvizek, iszapok és egyéb hulladékok/melléktermékek dielektromos jellemzőinek és biológiai lebonthatóságának összefüggés-vizsgálata

 

Dr. Veréb Gábor

Nagyhatékonyságú oxidációs eljárások és membránszeparáció alkalmazása a vízkezelésben

  • Szerves szennyezők eltávolítása/ártalmatlanítása különböző nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokkal (heterogén fotokatalízissel, ózonkezeléssel, Fenton- és foto-Fenton reakciókkal, illetve UV-fotolízissel).
  • Vizek szennyezőanyagianka eltávolítása koagulációs/flokkulációs módszerekkel.
  • Szerves szennyezők eltávolíthatóságának vizsgálata membránszeparációs eljárásokkal (mikroszűrés, ultraszűrés).
  • A membráneltömődés csökkentése nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokkal.
  • A membrán felületének és a szűrendő anyagok kölcsönhatásának vizsgálata.
  • Fotokatalizátor részecskékkel illetve nanokompozitokkal módosított membránfelületek kialakítása, vizsgálata és alkalmazása a vízkezelésben
  • Nagyhatékonyságú oxidációs eljárások alkalmazása során keletkező köztitermékek toxikológiai vizsgálata

  

Pappné Sziládi Katalin

  • Műszeres színmérés alkalmazása élelmiszerek minőségellenőrzésénél
  • Fűszerpaprika őrlemények gyártásának, minőség-elemzésének problémái
  • Reológia az élelmiszeriparban, különböző élelmiszerek reológiai vizsgálata
  • Szennyvizek, iszapok és egyéb hulladékok/melléktermékek dielektromos jellemzőinek és biológiai lebonthatóságának összefüggés-vizsgálata
  • Pulzáló változócsillagok vizsgálata, idősorok, fénygörbék analízise
  • Csillagászati spektroszkópia

 

 

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:

 

  • S. Beszédes, L. Ludányi, G. Szabó, C. Hodúr: Microwave enhanced biodegradability of meat processing wastewater sludge. Environmental Engineering and Management Journal, 16(1), 149-155, 2017
  • Szabolcs Kertész, Ádám Veszprémi, Zsuzsanna László, József Csanádi, Gábor Keszthelyi-Szabó, Cecilia Hodúr: Investigation of module vibration in ultrafiltration, Desalination and Water Treatment 55(10) (2015) 2836-2842.
  • N. Pap, S. Beszédes, E. Pongracz, L. Myllykoski, G. Miklósné, E. gyimes, C. Hodúr, R.L Keiski: Microwave assisted extraction of anthocyanins from black currant marc. Food and Bioprocess Technology, 6(10), 2666-2674, 2013
  • 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
  • Szabolcs Kertész, Péter Bor, Cecilia Hodúr, József Csanádi, Gábor Veréb, Ildikó Kovács, Gábor Keszthelyi-Szabó, Zsuzsanna László: Effects of shear rate on membrane filtration, Desalination and Water Treatment 69 (2017) 43-49.
  • Ildikó Kovács, Szabolcs Kertész, Gábor Veréb, Ibolya Zita Papp, Ákos Kukovecz, Cecilia Hodúr, Zsuzsanna László: Membrane fouling control by means if TiO2 coating during model dairy wastewater filtration, Desalination and Water Treatment 73 (2017) 415-421.
  • 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
  • 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. Gábor Veréb, Mihály Zakar, Ildikó Kovács, Katalin Pappné Sziládi, Szabolcs Kertész, Cecilia Hodúr, Zsuzsanna László; Effects of pre-ozonation on case of microfiltration of oil contaminated waters using polyethersulfone membrane at various filtration conditions, Desalination and Water Treatment 73 (2017) 409-414.
  2. 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)
  3. 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)
  4. 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)
  5. 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)