Odběrové zařízení pro reprezentativní vzorek odpadní biomasy: „Hydrobiosampler“

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27230%2F25%3A10258765" target="_blank" >RIV/61989100:27230/25:10258765 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/61989100:27240/25:10258765 RIV/61989100:27350/25:10258765 RIV/61989100:27730/25:10258765

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Odběrové zařízení pro reprezentativní vzorek odpadní biomasy: „Hydrobiosampler“

Popis výsledku v původním jazyce

Podstatou výsledku je návrh a vývoj nového typu odběrného zařízení pro vzorkování neporušených půdních vzorků a přípravu rekonstituovaných vzorků s přídavkem celulózy. Celulóza je získávána separaci z odpadního papíru a následně se využívá pro úpravu půdních vlastností, zejména pro zvýšení vodní kapacity půd (WHC).Funkční vzorek (Odběrové zařízení pro reprezentativní vzorek odpadní biomasy: „Hydrobiosampler“ - odběr reprezentativních vzorků půd s přídavkem odpadní biomasy) vznikl jako nástroj pro terénní monitoring fyzikálních změn půdy způsobených aplikací odpadní celulózy. Vzorky půd s přídavkem celulózy je nutné odebrat in-situ po několikaměsíčním působení. Po delším působení dochází k postupné integraci celulózy do půdní matrice, ke změnám v mikrostruktuře a tvorbě nových půdních agregátů. Odběr musí být proveden tak, aby byla zachována „nová integrita půdních částic“, tedy původní uspořádání, pórovitost a vlhkostní poměry vzniklé po zapravení celulózy. Pro potřeby dlouhodobého monitoringu fyzikálních vlastností půdy bylo navrženo speciální odběrové zařízení – funkční vzorek, který umožňuje přesný a šetrný odběr půdních vzorků bez narušení jejich přirozeného uspořádání. Válečky lze zároveň využít k přípravě rekonstituovaných půd, kdy je půda cíleně upravována přídavkem celulózy nebo jiných modifikačních složek. Tímto způsobem lze v laboratorních podmínkách simulovat přirozené prostředí a sledovat změny půdních vlastností v rámci kontrolovaných experimentů.Tento váleček kombinuje tradiční materiály, jako je nerezová ocel, s moderními výrobními technologiemi, především 3D tiskem, pro výrobu uzávěrů a držáků víček. Výsledkem je inovativní, modulární nástroj, který umožňuje přesné, opakovatelné a efektivní odběry vzorků jak z přirozených půdních profilů, tak z rekonstituovaných substrátů, což je klíčové pro experimenty zaměřené na změny půdních vlastností, jako je zadržování vody a stabilita struktury.Novinkou v tomto řešení je kombinace tradičního designu válečků s 3D tištěnými komponenty, které zjednodušují manipulaci, zvyšují flexibilitu a umožňují přizpůsobení velikosti a geometrie válečku podle konkrétních potřeb výzkumu. Tato technologie také přináší možnost snadné replikace komponent, což zajišťuje vysokou variabilitu a nízké náklady na výrobu, čímž se zlepšuje dostupnost a použitelnost nástroje pro širokou škálu aplikací v oblasti pedologie, environmentálního inženýrství a udržitelného zemědělství.Tento předmět je určen k přímému užívání Vysokou školou báňskou – Technickou univerzitou Ostrava (CEET/CENET) pro další činnosti, zejména pro výzkum a vývoj a implementaci v rámci její vědecké či provozní činnosti.

Název v anglickém jazyce

Sampling device for representative samples of waste biomass: "Hydrobiosampler"

Popis výsledku anglicky

The core outcome is the design and development of a new sampling device for collecting undisturbed soil samples and preparing reconstituted samples with added cellulose. The cellulose is separated from waste paper and used to modify soil properties, particularly to increase soil water holding capacity (WHC).A functional prototype, the &quot;Hydrobiosampler&quot; (a sampling device for representative samples of waste biomass), was developed as a tool for field monitoring of physical changes in soil resulting from the application of waste cellulose. Soil samples with added cellulose must be collected in situ after several months of exposure. Over time, the cellulose is gradually integrated into the soil matrix, leading to changes in microstructure and the formation of new soil aggregates. Sampling must be conducted in a manner that preserves the &quot;new integrity of soil particles,&quot; meaning the original arrangement, porosity, and moisture conditions established after cellulose incorporation. For long-term monitoring of soil physical properties, a special sampling device has been designed – a functional prototype that enables accurate and gentle collection of soil samples without disturbing their natural structure. The rollers can also be used to prepare reconstituted soils, where the soil is specifically modified by adding cellulose or other modifying components. In this way, it is possible to simulate the natural environment under laboratory conditions and monitor changes in soil properties during controlled experiments.This roller combines traditional materials such as stainless steel with modern manufacturing technologies, primarily 3D printing, for the production of caps and cap holders. The result is an innovative, modular tool that enables accurate, repeatable, and efficient sampling from both natural soil profiles and reconstituted substrates, which is essential for experiments focused on changes in soil properties such as water retention and structural stability.A novel aspect of this solution is the combination of traditional roller design with 3D-printed components that simplify handling, increase flexibility, and allow the size and geometry of the roller to be customised to specific research needs. This technology also offers the possibility of easy component replication, ensuring high variability and low production costs, thereby improving the availability and usability of the tool for a wide range of applications in pedology, environmental engineering, and sustainable agriculture.This item is intended for direct use by VŠB – Technical University of Ostrava (CEET/CENET) for further activities, particularly for research, development, and implementation within its scientific or operational activities.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20700 - Environmental engineering

Projekt

<a href="/cs/project/TN02000025" target="_blank" >TN02000025: Národní centrum pro energetiku II</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

056/11-11-2025_F

Číselná identifikace

056/11-11-2025_F

Technické parametry

Odběrné půdní válečky byly navrženy jako funkční vzorek pro odběr neporušených půdních vzorků i přípravu rekonstituované půdy po přídavku celulózy. Vytvořeny byly dvě sady válečků o objemu 100 cm³. Válečky typu A (vysoké a úzké) určené pro odběr a rekonstrukci půdních vzorků mají výšku 84 mm, vnitřní průměr 39 mm, tloušťku stěny 1,75 mm a zkosení 15°. Celková výška sestavy (váleček, víčka, držák) je přibližně 120 mm a šířka 70 mm. Jsou vyrobeny z korozivzdorné oceli třídy 1.4571 (nerezová ocel legovaná titanem), která zaručuje vysokou odolnost proti korozi i při dlouhodobém kontaktu s vlhkým substrátem. K uzavření válečků byla použita víčka vytištěná metodou 3D tisku z termoplastu ABS, poskytující potřebnou pevnost a přesnost. Víčka jsou fixována polypropylenovými (PP) sponami, které umožňují opakované a spolehlivé uzavření. Tato kombinace materiálů vytváří lehkou, odolnou a snadno manipulovatelnou sestavu vhodnou pro terénní i laboratorní použití Válečky typu B (široké a nízké) mají výšku 40 mm, vnitřní průměr 57 mm, tloušťku stěny 2 mm a zkosení 15°. Celková výška sestavy činí asi 75 mm a šířka 89 mm. Také tyto válečky jsou vyrobeny z korozivzdorné oceli třídy 1.4571 a uzavírají se víčky z ABS vytištěnými 3D tiskem, zajištěnými polypropylenovými sponami. Výsledná sestava je pevná, lehká a snadno použitelná v terénu i laboratoři. Hutnicí zařízení sloužící k zhutnění půdy při přípravě rekonstituovaných vzorků je vyhotoveno ve dvou variantách odpovídajících průměru válečků: pro typ B o průměru 55 mm a pro typ A o průměru 36 mm. Vyrobeno je metodou 3D tisku z materiálu PETG (polyethylentereftalát-glykol), který se vyznačuje vysokou houževnatostí, rozměrovou stabilitou a odolností vůči vlhkosti i běžným chemikáliím. Tento předmět je určen k přímému užívání Vysokou školou báňskou – Technickou univerzitou Ostrava (CEET/CENET) pro další činnosti, zejména pro výzkum a vývoj a implementaci v rámci její vědecké či provozní činnosti.

Ekonomické parametry

Inovativní návrh půdních odběrných válečků přináší významný ekonomický potenciál, a to na základě zjednodušení výroby a rozšíření aplikací ve výzkumu a zemědělství. Zvýšení objemu výroby: Využití 3D tisku pro výrobu komponent válečků umožňuje rychlou a efektivní produkci s nízkými náklady, což zvyšuje flexibilitu a přizpůsobení nástrojů specifickým požadavkům trhu. Snížení výrobních nákladů: 3D tisk a použití materiálů jako nerezová ocel a ABS plast vedou k nižším nákladům, což činí nástroje cenově dostupnější a rozšiřuje trh pro odběrné válečky. Dlouhodobý růst: S rostoucí poptávkou po ekologických a udržitelných technologiích se očekává stabilní růst poptávky po těchto nástrojích, podporovaný novými výzkumnými a technologickými trendy.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

61989100

Název vlastníka

Centrum ENET, VŠB - TU Ostrava

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

P - Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—