Potrzebowali źródła ciekłego azotu do pokazów i badań naukowych, więc postanowili, że sami skonstruują takie urządzenie. Po 10 miesiącach pracy studenci Politechniki Warszawskiej mogli już z dumą zaprezentować swoje dzieło – Nitrogenosa
Pomysł Koła Naukowego Inżynierii Chemicznej i Procesowej już wzbudza zainteresowanie przemysłu, a ostatnio zdobył wyróżnienie w konkursie StRuNa 2016 dla kół i innych organizacji studenckich. O wynalazku poinformowano na stronie PW.
Pomysłodawcą i koordynatorem przedsięwzięcia był Michał Wojtalik. „To instalacja tania w produkcji – mówi Wojtalik. – Pozwala uzyskać z powietrza atmosferycznego ok. 300 ml skroplonego azotu na godzinę”.
Studenci wykonali obliczenia projektowe poszczególnych elementów instalacji i zweryfikowali je poprzez symulacje komputerowe. Na podstawie tak sporządzonej dokumentacji zbudowali Nitrogenosa. Pracując nad urządzeniem studenci mieli okazję zastosować w praktyce wiedzę zdobytą w czasie studiów. „Jest trochę inaczej niż w teorii, wszystko jest dużo bardziej skomplikowane – zaznacza Michał Wojtalik. – Na przykład przyjmuje się, że łatwo jest ochłodzić gaz, a okazuje się, że to nie jest takie proste, bo mamy tu aż 3 stopnie chłodzenia”. Nitrogenos działa na zasadzie klasycznego cyklu termodynamicznego.
Jak zaznacza kierownik projektu, cała trudność polegała na tym, że trzeba było zadbać o mnóstwo drobnych, z pozoru prostych, rzeczy. „To często niuanse, które potem mogą się przydać w pracy – opowiada Wojtalik. – Teraz wiemy, jakie elementy potrzebne do takiej instalacji są dostępne na rynku, ile kosztują, wiemy, jak zrealizować konkretny proces, znamy realne rozwiązania techniczne i konstrukcyjne”.
Studenci w ramach pracy nad projektem musieli zmierzyć się z wieloma problemami. Jednym z nich była np. konieczność wciśnięcia rury o średnicy 6 mm do rury o średnicy 12 mm. Może nie wygląda to na skomplikowane zadanie, ale każda z rur miała 40 m długości. A to już wyzwanie. Innym z problemów było to, jak skutecznie oddzielić azot od tlenu. Członkowie KNIChiP zdecydowali się tzw. proces membranowy. „Udało się uzyskać 1,5–2 proc. czystości azotu, dla naszego urządzenia to wystarcza” – podsumowuje Michał Wojtalik.
Podczas pracy nad uzyskiwaniem ciekłego azotu należy być bardzo ostrożnym. To, że w powietrzu atmosferycznym mamy ok. 79 proc. azotu i 21 proc. tlenu, nie oznacza, że po skropleniu będzie tak samo. „Równowaga się przesuwa i mamy wtedy nawet 50 proc. tlenu, czyli zbliżamy się już do ciekłego tlenu, który jest tak niebezpieczny, że czasem wystarczy kontakt z zaolejoną podłogą i natychmiast się zapali – wyjaśnia Michał Wojtalik. – To dla nas problematyczne. Musimy zgromadzić w instalacji dość dużo gazu”. Student dodaje, że zbicie tlenu do właściwych stężeń zajmuje prawie godzinę.
Jak dotąd kierownik projektu prezentował Nitrogenosa firmie, która zajmuje się produkcją lodów. „Trudno przekonać kogoś, że jak zrobiliśmy taką małą instalację, to możemy zrobić też coś takiego, ale w standardzie spożywczym – mówi. – Ktoś musiałby nam zaufać”.
Środki na budowę Nitrogenosa – w sumie ok. 25 tys. zł – pochodziły ze środków PW. Biorąc pod uwagę skalę przedsięwzięcia, to naprawdę niewiele. Pieniędzy nie starczyło m.in. na zautomatyzowanie procesu chłodzenia. A to oznacza, że ktoś cały czas musi obsługiwać instalację. Gdyby środki były większe, studenci mogliby też wykonać skuteczniejszą izolację elementów urządzenia i poprawić wydajność Nitrogenosa tak, by uzyskiwać dzięki niemu nawet ok. litra azotu na godzinę.
Jak wyliczył Michał Wojtalik, studencki zespół z Politechniki Warszawskiej byłby w stanie za maksimum 500 tys. zł zbudować urządzenie produkujące nawet 10 l ciekłego litrów na godzinę. To – jak napisano w komunikacie PW – dwa razy mniej niż standardowy koszt tego typu instalacji na rynku. „Cena jest tak mała głównie dlatego, że najważniejsza część technologii już jest przez nas opanowana, a główne problemy zostały zidentyfikowane i istnieją skuteczne metody ich rozwiązania” – podsumowuje Michał Wojtalik.
Źródło: PAP – Nauka w Polsce
