Agricultural by-product extracts as scale inhibitors of mild steel in tap water

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorVasyliev, G. S.
dc.contributor.authorVorobyova, V. I.
dc.contributor.authorGerasymenko, Yu. S.
dc.contributor.authorChygyrynets, O. E.
dc.date.accessioned2023-08-09T16:46:50Z
dc.date.available2023-08-09T16:46:50Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractBackground. In industrial heating processes, scaling is a major problem especially when natural water is used as heat carrier. The world economic losses due to scaling are estimated to constitute billions of dollars per year, the development of efficient, environmentally friendly and cheap approaches for reduction of scaling is an actual task nowadays. Utilization of agro-food wastes as a renewable source of scale inhibitors for water treatment of cooling water systems is a promising alternative to the existing approaches. Objective. Three industry by-products, namely rapeseed pomace, sugar beet pulp and fodder radish cake, have been tested as scale inhibitors of mild steel in tap water. Methods. Ethanol extracts were prepared by maceration and the electrochemical approach to study the scale formation was utilized, based on the measurement of oxygen reduction current during nucleation and formation of calcium carbonate in the presence of extracts. Scaling time, porosity and area density of the scale was determined and used to characterize the inhibition efficiency. Chemical compositions of extracts were analysed by GC-MS analysis (gas chromatography with mass selective detector by mass selective integration). Results. The rapeseed pomace extract and fodder radish cake extract at the concentration of 10 mL/L appeared to be efficient scaling inhibitors. Sugar beet pulp extract increases the crystallization time, however the amount of deposited scale appeared to be the same as in the tap water. Conclusions. The scale inhibition is caused mainly by the formation of adsorbed film on the scale nucleus that blocks the surface and prevent further crystal growth. Natural extracts are a promising source of scale inhibitors due to their low price, efficiency and environmental safety.uk
dc.description.abstractotherПроблематика. У промислових процесах нагрівання серйозною проблемою є накипоутворення, особливо у випадку використання як теплоносія води природного походження. Втрати світової економіки через утворення накипу оцінюються в мільярди доларів на рік. Тому розробка ефективних інгібіторів накипоутворення є актуальною задачею. Перспективним джерелом екологічно чистих та дешевих інгібіторів утворення накипу можуть стати відходи харчової промисловості. Мета дослідження. Випробувати як інгібітори утворення накипу на поверхні маловуглецевої сталі у водопровідній воді екстракти трьох побічних продуктів харчової промислові: шроту ріпаку, жому цукрового буряку та макухи з кормової редьки. Методика реалізації. Досліджувані речовини додавали до води у вигляді етанольних екстрактів, які готували методом мацерації. Для вивчення процесу утворення накипу використовували електрохімічний підхід, суть якого полягає у реєстрації зміни величини струму відновлення кисню в часі в процесі зародження та росту шару карбонату кальцію на поверхні сталі в присутності екстрактів. Для оцінки ефективності інгібування визначали час накипоутворення, пористість та питому масу накипу. Хімічний склад екстрактів визначали методом газової хроматографії з масоселективним детектором шляхом масоселективного інтегрування. Результати дослідження. Ефективними інгібіторами накипоутворення виявилися екстракти шроту ріпаку та екстракт макухи редьки в концентрації 10 мл/л. Екстракт жому цукрового буряку збільшує час кристалізації, але не впливає на кількість осаду накипу. Висновки. Інгібування накипоутворення викликано головним чином утворенням адсорбованої плівки на зародках накипу, яка блокує поверхню і перешкоджає подальшому росту кристалів. Відходи харчової промисловості є перспективним джерелом інгібіторів накипу через їх низьку ціну та екологічну безпеку.uk
dc.description.abstractotherПроблематика. В промышленных процессах нагрева накипеобразование является существенной проблемой, особенно в случае использования в качестве теплоносителя воды природного происхождения. Потери мировой экономики из-за образования накипи оцениваются в миллиарды долларов в год. Поэтому разработка эффективных ингибиторов накипеобразования является актуальной задачей. Перспективным источником экологически чистых и дешевых ингибиторов образования накипи могут стать отходы пищевой промышленности. Цель исследования. Испытать в качестве ингибиторов образования накипи на поверхности малоуглеродистой стали в во допроводной воде экстракты трех побочных продуктов пищевой промышленности: шрота рапса, жома сахарной свеклы и жмыха кормовой редьки. Методика реализации. Исследуемые вещества добавляли к воде в виде этанольных экстрактов, которые готовили методом мацерации. Для изучения процесса образования накипи использовали электрохимический подход, суть которого заключается в регистрации изменения величины тока восстановления кислорода во времени в процессе зарождения и роста слоя карбоната кальция на поверхности стали в присутствии экстрактов. Для оценки эффективности ингибирования определяли время напипеобразования, пористость и удельную массу накипи. Химический состав экстрактов определяли методом газовой хроматографии с массоселективным детектором путем массоселективного интегрирования. Результаты исследования. Эффективными ингибиторами накипеобразования оказались экстракты шрота рапса и жмыха редьки в концентрации 10 мл / л. Экстракт жома сахарной свеклы увеличивает время кристаллизации, однако не влияет на количество осадка накипи. Выводы. Ингибирования накипеобразования вызвано, главным образом, образованием адсорбированной пленки органических веществ на зародышах накипи, которая блокирует поверхность и препятствует дальнейшему росту кристаллов. Отходы пищевой промышленности являются перспективным источником ингибиторов накипи вследствие их низкой цены и экологической безопасности.uk
dc.format.pagerangePp. 74-82uk
dc.identifier.citationAgricultural by-product extracts as scale inhibitors of mild steel in tap water / G. S. Vasyliev, V. I. Vorobyova, Yu. S. Gerasymenko, O. E. Chygyrynets // Наукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал. – 2021. – № 3(133). – С. 74–82. – Бібліогр.: 25 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/kpisn.2021.3.251475
dc.identifier.orcid0000-0003-4056-5551uk
dc.identifier.orcid0000-0001-7479-9140uk
dc.identifier.orcid0000-0002-2997-1295uk
dc.identifier.orcid0000-0002-6191-7096uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/59098
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofНаукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 3(133)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectscale inhibitorsuk
dc.subjectmild steeluk
dc.subjectgreen inhibitoruk
dc.subjectscaling timeuk
dc.subjectscaling timeuk
dc.subjectscaling timeuk
dc.subjectмаловуглецева стальuk
dc.subjectзелений інгібіторuk
dc.subjectчас накипоутворенняuk
dc.subjectингибиторы накипеобразованияuk
dc.subjectмалоуглеродистая стальuk
dc.subjectзеленый ингибиторuk
dc.subjectвремя накипеобразованияuk
dc.subject.udc620.197.3uk
dc.titleAgricultural by-product extracts as scale inhibitors of mild steel in tap wateruk
dc.title.alternativeЕкстракти відходів харчової промисловості як інгібітори накипоутворення на поверхні маловуглецевої сталі у водопровідній водиuk
dc.title.alternativeЭкстракты отходов пищевой промышленности как ингибиторы накипеобразования на поверхности малоуглеродистой стали в водопроводной водеuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
251475-580119-1-10-20220207.pdf
Розмір:
793.59 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 3(133)