Vlado Goglia

Croatian

Hrčak - Portal of scientific journals of Croatia

Znanstvenici i njihove karijere .................................................328  DRVNA INDUSTRIJA  65 (4) 328-330 (2014)Matija Jug, mag. ing. techn. lign., obranio je 12. svibnja 2014. na Šumarskom fakultetu Sveučilišta u Za-grebu doktorski rad pod  naslovom Primjena infracr-vene termografi je i ter mo -gravimetrijske metode u istraživanju činitelja zapalje-nja drvnih čestica, pred po-vjerenstvom u sastavu: prof. dr. sc. Vlado Goglia (Šumar-ski fakultet Sveučilišta u Zagrebu), prof. ing. Štefan Barcik, CSc. (Fakultet šumarstva i znanosti o drvu, Sve-učilište bioloških znanosti u Pragu, Češka) i doc. dr. sc. Igor Đukić (Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu), i time stekao akademski stupanj doktora znanosti s pod-ručja biotehničkih znanosti, znanstvenog polja drvna tehnologija. Mentorice rada bile su prof. dr. sc. Ružica Beljo Lučić (Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu) i prof. dr. sc. Ivanka Boras (Fakultet strojarstva i brodo-gradnje Sveučilišta u Zagrebu).PODACI IZ ŽIVOTOPISAMatija Jug rođen je u Virovitici 11. svibnja 1984. godine. Osnovnu školu pohađao je u Virovitici, a zatim i srednju Drvodjeljsku školu, u kojoj je 7. lipnja 2002. maturirao i stekao zvanje drvodjeljskog tehničara. Iste se godine upisao na Šumarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, a 13. srpnja 2007. obranom diplomskog rada Utjecaj modifi kacije drva obične bukve (Fagus sylvati-ca) limunskom kiselinom na biološku otpornost stekao je zvanje diplomiranog inženjera drvne tehnologije, što je izjednačeno sa zvanjem magistra inženjera drvne tehnologije. Nakon studija zaposlio se u drvnoj indu-striji TVIN d.o.o., gdje je radio kao konstruktor tehno-log, a potom se zaposlio na Šumarskom fakultetu u Zagrebu, na kojemu od 1. siječnja 2008. radi kao znan-stveni novak na Zavodu za procesne tehnike. Iste, 2008. godine, upisao se na poslijediplomski doktorski studij Drvna tehnologija.Nastavni rad započinje kao asistent za kolegij Transport u drvnoj industriji (stari program), a prela-skom na bolonjski sustav obrazovanja postaje asistent za kolegije Transportna tehnika u drvnoj industriji i Primijenjena tehnička grafi ka na preddiplomskom sve-učilišnom studiju Drvna tehnologija, za kolegij Ruko-vanje materijalom na diplomskom sveučilišnom studi-ju Drvnotehnološki procesi te za kolegij Informatika (AutoCAD) na stručnom studiju Drvna tehnologija u Virovitici. Pri tome je kao neposredni voditelj sudjelo-vao u izradi dvaju završnih radova s temom usko pove-zanom sa sustavom odsisavanja drvnih čestica u pogo-nima za preradu drva. Od 2008. kao istraživač sud jeluje u znanstvenom projektu Ministarstva znanosti, obrazo-vanja i sporta broj 068-0682094-2095 pod nazivom Matija Jug obranio doktorski radOptimiranje energijskih i ergonomskih čimbenika me-haničke obrade drva voditeljice prof. dr. sc. Ružice Beljo Lučić. Ukupno je kao autor ili suautor objavio 17 znanstvenih radova. Sudjelovao je na dvanaest među-narodnih znanstvenih skupova i jednom hrvatskome. Član je Hrvatskog udruženja za zaštitu zraka.PRIKAZ DOKTORSKOG RADADoktorski rad Matije Juga, mag. ing. techn. lign., Primjena infracrvene termografi je i termogravimetrij-ske metode u istraživanju činitelja zapaljenja drvnih čestica sastoji se od 135 stranica (I-IV + 131) teksta, u koje je uključeno 80 slika, 33 tablice i 111 navoda citi-rane literature. Doktorski rad podijeljen je na sedam osnovnih dijelova. To su:1. Uvod, 5 stranica,2. Problematika, 38 stranica,3. Cilj istraživanja, 1 stranica,4. Mjerne metode i pribor, 21 stranica,5. Rezultati istraživanja s diskusijom, 45 stranica,6. Zaključci, 4 stranice,7. Literatura, 8 stranica.Eksperimentalni dio rada vezan za infracrvenu termografi ju i analizu zatupljenosti oštrice proveden je na Šumarskom fakultetu, u Laboratoriju za mehaničku obradu drva Zavoda za procesne tehnike, uz primjenu mjerne opreme Fakulteta strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu. Termogravimetrijska mjerenja provedena su u laboratoriju Tekstilno-tehnološkog fa-kulteta Sveučilišta u Zagrebu.1. UvodU uvodnom dijelu rada navode se brojne opasno-sti pri mehaničkoj obradi drva, među koje se ubraja zapaljenje usitnjenih drvnih čestica i pojava požara pri radu, ali autor naglašava i to da izlaganje radnika drv-noj prašini hrastovine i bukovine tijekom duljega vre-menskog razdoblja povećava opasnost od pojave ade-nokarcinoma nosne šupljine. Nadalje, u radu je istaknuto da se pri mehaničkoj obradi drva mora voditi briga o odabiru brzine rezanja, posmičnoj brzini, vrsti alata i broju njegovih oštrica kako bi se osigurala opti-malna mehanička obrada drva, uz postizanje potrebne kvalitete obrade i zaštite radnika. Pritom se navodi da se tijekom mehaničke obrade drva pojavljuje tempera-turno opterećenje oštrice alata, obrađivane plohe i od-vojenih čestica, što može dovesti do zapaljenja drvnih čestica koje nastaju tijekom obrade te do nagorenosti obrađene površine. Valja spomenuti da se smanjuje čvrstoća termički modifi ciranog drva na cijepanje, kao i tvrdoća u smjeru vlakanaca. Pri izlaganju drva viso-kim temperaturama smanjuju se njegova mehanička svojstva, a povećava se krtost drva u smjeru vlakanaca i okomito na njih, što je uzrok povećanja udjela sitnijih lebdećih čestica pri mehaničkoj obradi termički modi-fi ciranog drva. Čestice termički modifi ciranog drva opasnije su za čovjekov respiracijski sustav nego česti-.................................................Znanstvenici i njihove karijereDRVNA INDUSTRIJA  65 (4) 328-330 (2014) 329ce nemodifi ciranog drva, i to zbog niza kemijskih reak-cija koje se događaju u drvu tijekom termičke modifi -kacije. Zato je bitno optimizirati debljinu odvojene čestice kako bi se smanjio njezin utjecaj na čovjekovo zdravlje. Današnji visokoproduktivni strojevi primje-njuju alate s postojanijom oštricom, zbog čega se sma-njuje njezino zagrijavanje. S obzirom na moguće štetne posljedice razvijanja visokih temperatura pri mehanič-koj obradi drva te na mogućnost zapaljenja usitnjenih drvih čestica, izuzetno je važno istražiti i analizirati činitelje koji utječu na zagrijavanje mjesta reza. Zbog velike opasnosti, mjerenja zagrijavanja lista pile, drv-nih čestica i obrađene površine temperatura obavljala su se beskontaktnom metodom, uz primjenu infracrve-ne (IC) termografi je. Primjena IC termografi je pokaza-la se korisnom na mnogim područjima ljudskog djelo-vanja, iako još nije našla primjenu u drvnoj industriji, osim pri određivanju toplinskih gubitaka u sušionica-ma drva. Dugi se niz godina IC termografi ja upotre-bljava u graditeljstvu, pri kontroli toplinske izolacije objekata, odnosno pri mjerenju toplinskih gubitaka na stambenim objektima ili u proizvodnim pogonima.Nadalje, u radu je analizirana temperatura zapa-ljenja drvnih čestica. Svaka vrsta drva ima neku kritič-nu temperaturu pri kojoj dolazi do zapaljenja ili samo-zapaljenja. Većina vrsta drva ima sličnu temperaturu zapaljenja, a najčešće je to temperatura od približno 200 °C. Temperatura zapaljenja tvari određuje se ter-mogravimetrijskom (TG) analizom u strogo kontroli-ranim uvjetima rada s mogućnošću podešavanja reži-ma zagrijavanja. Metoda se temelji na analizi promjene mase uzorka u ovisnosti o temperaturi.2. ProblematikaU poglavlju Problematika, podijeljenome na se-dam potpoglavlja, opisane su metode određivanja kon-centracije drvne prašine i mjerenje temperature tijekom mehaničke obrade drva. Naglasak je i na svojstvima za-paljive i eksplozivne prašine. U poglavlju se najprije upozorava na opasnost zapaljive i eksplozivne smjese drvne prašine te se objašnjavaju opasnosti od drvne pra-šine u radnom okruženju za zdravlje poslužitelja radnih strojeva. Pritom su citirani i komentirani rezultati dosa-dašnjih dostupnih istraživanja. Navedeni su postupci i potrebna oprema za mjerenje koncentracije prašine u zraku. Potom se problematika usmjerava na neposredni zahvat alata i obratka pri mehaničkim obradama drva, analiziraju se tokovi mehaničke energije te posljedice njezine pretvorbe u toplinsku energiju. Dalje su u radu detaljno opisani načini mjerenja temperature primjenom infracrvene termografi je. Spominju se mogući mjerni sustavi za određivanje temperature alata i obrađene plo-he te temperature odvojenih čestica. Razmatra se i mo-gućnost mjerenja temperature primjenom infracrvene termografi je. Pozornost se pridaje mogućnostima odre-đivanja temperature zapaljenja drva te se autor pri tome osvrće na primjenu termogravimetrijske metode za određivanje te temperature. Analizirana su fi zikalna svojstava drva i tehnološki parametri obrade koji utječu na proces zatupljenja oštrice te, posljedično, na tempera-turu u prostoru neposrednog zahvata alata i obratka. Na kraju poglavlja navedene su mjere sprečavanja požara, i to preventivne ili zaštitne mjere, te optimalni parametri pri mehaničkoj obradi drva.3. Cilj istraživanjaCilj rada bio je istražiti mogućnost primjene IC termografi je za mjerenje temperature zagrijavanja oš-trice alata, temperature odvojenih drvnih čestica i tem-perature obrađivane plohe. IC termografi jom i TG me-todom utvrđene su temperature nastale tijekom piljenja kružnom pilom odnosno temperature zapaljenja drvnih čestica nastalih pri piljenju kružnom pilom uz odabra-ne parametre obrade. Ciljevi istraživanja bili su: -  TG analizom odrediti temperaturu zapaljenja drvnih čestica hrastovine i bukovine nastalih pri piljenju kružnom pilom-  usporediti temperature zapaljenja drvnih čestica hra-stovine i bukovine različitog sadržaja vode i različitih veličina-  IC kamerom izmjeriti te analizirati temperature na oš-trici alata, odvojenoj čestici i obrađivanoj površini tijekom mehaničke obrade drva piljenjem-  utvrditi utjecaj zatupljenosti alata i posmične brzine na vrijednosti temperature razvijene na alatu, odvoje-nim česticama i površini obrade.Osnovna je hipoteza planiranih istraživanja bila da jedinični otpor pri mehaničkoj obradi drva ima važan utjecaj na temperaturu alata, odvojenih čestica i obrađi-vane površine. Pretpostavka je također bila da postoji granična posmična brzina, odnosno srednja debljina strugotine pri kojoj se znatno povećava temperatura oš-trice alata i odvojene drvne čestice. Pretpostavljeno je da povećanje zatupljenosti alata utječe na razvijanje većih temperatura, a da povećani sadržaj vode u drvu ima su-protan učinak. Usto, pretpostavljeno je da temperatura zapaljenja drvnih čestica ovisi o vrsti drva, sadržaju vode u njemu i o veličini drvnih čestica.4. Mjerne metode i priborPoglavlje donosi detaljan opis metoda mjerenja, mjerne opreme te potrebnog pribora. Obrazloženi su ra-zlozi izbora hrastovine i bukovine za izradu uzoraka na kojima je provedeno istraživanje. Detaljno su opisana svojstva izabranih vrsta drva. Iznesen je plan istraživa-nja te su defi nirane pripremne aktivnosti nužne za pro-vođenje plana istraživanja. Uzorci na kojima su obavlje-na istraživanja podijeljeni su na četiri osnovne skupine: po dvije skupine za svaku vrstu drva te još po dvije sku-pine unutar toga, prema sadržaju vode u drvu. Za odre-đeni sadržaj vode u drvu uzorci su dodatno podijeljeni na još četiri podskupine kako bi se istraživanja, suklad-no planu, obavila pri četiri razine posmičnih brzina. Iz toga proizlazi da su istraživanja pojava pri neposrednom zahvatu oštrice i obratka obavljena na 672 uzorka. Tije-kom rezanja svakoga pojedinog uzorka termovizijskom je kamerom snimljen veći broj termograma. U konačni-ci, uz potporu odgovarajućeg softvera analizirano je više tisuća termograma. Usporedno sa snimanjima tempera-ture neposrednog prostora zahvata oštrice alata i obratka periodički su mjereni geometrijski parametri vrha oštri-ce koji su omogućili uvid u dinamiku zatupljenja. Usto je termogravimefrijskom metodom određivana i zapalji-vost drvnih čestica.5. Rezultati istraživanja s diskusijomRezultati mjerenja izneseni su u skladu s postavlje-nim ciljevima te provedenim planom istraživanja te su stoga grupirani u tri skupine: rezultati mjerenja tempera-ture, rezultati terrnogravimetrijske metode i rezultati mje-renja zatupljenosti oštrice. Na kraju poglavlja analizirani Znanstvenici i njihove karijere .................................................330  DRVNA INDUSTRIJA  65 (4) 328-330 (2014)su odnosi temperature na bočnoj obrađenoj plohi u ovi-snosti o stanju glavnoga reznog brida. Kroz cijeli rad pro-vlači se kritički osvrt na dostupne radove sličnih istraži-vanja, uspoređuju se rezultati te izvode pravilni zaključci. U potpoglavlju Rezultati mjerenja temperature infracrve-nom termografi jom pokazalo se da smanjenje posmične brzine utječe na povećanje temperature na svim mjernim mjestima. S obzirom na to da su veće posmične brzine u skladu s ciljem postizanja većeg učinka, istraživanja su pokazala da povećanje posmične brzine nema ograniče-nja u smislu razvijanja temperature na mjestu reza. No istraživanja upućuju na moguće posljedice malih posmič-nih brzina, što može biti problem pri ručnom pomaku obratka. S druge strane, autor je upozorio na praktične mogućnosti smanjenja temperature promjenama u kon-strukciji stroja kružne pile. U potpoglavlju Re zultati ter-mogravimetrijske analize drva pokazano je da je tempe-ratura zapaljenja za sve uzorke gotovo jednaka, a da su temperature konačne degradacije za uzorke hrastovine nešto veće. Temperatura konačne degradacije za uzorke bukovine bila je nešto niža nego za uzorke hrastovine. U posljednjem potpoglavlju – Rezultati mjerenja zatuplje-nosti oštrice, ustanovljeno je da se oštrica lista pile više zatupi pri piljenju drva s manjim sadržajem vode, kao i pri piljenju bukovine nego pri piljenju hrastovine. Nave-dena potpoglavlja prate predviđeni slijed eksperimental-nog dijela istraživanja, pa su i rezultati analizirani istim slijedom, uz statističku obradu dobivenih podataka.6. ZaključciPoglavlje Zaključci posljednje je poglavlje dok-torskog rada u kojemu se navode dostignuća rada izve-dena iz rezultata istraživanja i rasprave o njihovu zna-čenju. Iz zaključaka proizlaze novostečena znanja koja su dobra osnova za daljnji znanstvenoistraživački rad na području mehaničke obrade drva, a odnose se na zagrijavanje alata, drvnih čestica i obrađene površine. Prema ciljevima postavljenima u ovom istraživanju, dobivene su važne spoznaje o problematici zagrijava-nja alata i usitnjenih drvnih čestica tijekom piljenja na kružnoj pili, kao i o zatupljivanju alata u različitim uvjetima obrade. Na osnovi rezultata i spomenutih či-njenica doneseni su sljedeći zaključci.- Rezultati upućuju na to da je pri piljenju drva po-željno odabirati veće posmične brzine uzimajući pritom u obzir sva ograničenja koja se pojavljuju u sustavu stroj – alat – obradak. Valja imati na umu i činjenicu da takav izbor posmičnih brzina vodi raz-mjernom povećanju učinka stroja.- Smanjeni sadržaj vode u drvu utječe na jače zagrija-vanje oštrice alata, pa stoga veći sadržaj vode u drvu uvelike smanjuje mogućnost zapaljenja. Nadalje, važno je navesti i činjenicu da piljenje drva iznad točke zasićenosti vlakanaca rezultira nižim vrijed-nostima jedinične energije rezanja. Stoga su i sile, kao i zagrijavanje oštrice, mnogo manje.- Preporuka je da se prije izbora parametara mehanič-ke obrade za pojedinu vrstu drva uzimaju u obzir i osnovna fi zikalna svojstva drva koje se obrađuje.- Istraživanja su nedvojbeno pokazala da infracrvena termografi ja može imati važnu ulogu u nadzoru mjesta na kojima se unutar tehnoloških procesa po-javljuju visoke temperature.- Termogravimetrijskom analizom nije moguće sasvim točno odrediti početnu temperaturu razgradnje sva-koga drvnog sastojka pa se navode približne početne i konačne temperature, odnosno temperaturni rasponi razgradnje. Pretpostavka je da bi se detaljniji podaci dobili analizom plinova odnosno hlapljivih kompo-nenata koje se oslobađaju tijekom pirolize drva. - Temperatura zapaljenja gotovo je jednaka za obje skupine uzoraka s jednakim sadržajem vode. Razu-mljivo, potrebno je više vremena za isparavanje vode i početak pirolize u uzorcima sa sadržajem vode većim od 30 %. U posljednjem dijelu istraživanja analiziran je proces zatupljivanja oštrica lista kružne pile.- Pri piljenju uzoraka bukovine s manjim sadržajem vode oštrica alata brže se zatupljuje nego pri piljenju uzoraka hrastovine. Isto je uočeno pri piljenju uzora-ka bukovine sa sadržajem vode većim od 30 %.- Povećanje sadržaja vode u drvu pri jednakim rad-nim uvjetima pridonosi smanjenju radne temperatu-re oštrice, zbog čega se usporava proces njezina za-tupljivanja. Osim toga, povećan sadržaj vode pridonosi smanjenju temperature drvnih čestica i propiljka. Stoga je logična preporuka da se što više tehnoloških operacija izvede dok drvo ima visok sa-držaj vode. - Istraživanje je pokazalo da se oštrica alata brže i više zatupljuje pri manjim nego pri većim posmič-nim brzinama piljenja.- Povećanje radijusa oštrice pridonosi većim vrijed-nostima jediničnih energijskih normativa, a time i povećanju temperature vrha oštrice, porastu tempe-rature odvojenih drvnih čestica, kao i višim tempe-raturama u propiljku. Stoga je važno list kružne pile nakon određenog broja efektivnih sati rada zamije-niti novopripremljenim, tj. iznova naoštrenim li-stom. OCJENA DOKTORSKOG RADADoktorski rad Matije Juga, mag. ing. techn. lign., pod naslovom Primjena infracrvene termografi je i ter-mogravimetrijske metode u istraživanju činitelja zapa-ljenja drvnih čestica obrađuje dosad neistražene meto-de i njihovu primjenu kako u drvnoj industriji, tako i u znanstvenoistraživačkom radu u polju drvne tehnolo-gije. Istraživanje je specifi čno po tome što je napravlje-na sinteza mjerenja temperature tijekom mehaničke obrade drva piljenjem, temperature zapaljenja drvnih čestica i zatupljenosti alata kao posljedice njegova za-grijavanja. Tijekom istraživanja velika je pozornost pridana sintezi rezultata pojedinih faza eksperimenta, pri čemu su rezultati jasno i nedvosmisleno objašnjeni.Ovim su radom stečene nove, znanstveno uteme-ljene spoznaje i postavljeni dobri temelji za buduća istraživanja na području zagrijavanja alata, drvnih česti-ca i zatupljenosti oštrice. Vrijedni rezultati istraživanja podrazumijevaju autorov angažman na tom zanimlji-vom i slabo istraženom interdisciplinarnom pod ručju. Provedena istraživanja kojih su rezultati izneseni u radu dala su odgovore na neka zanimljiva, otprije nerazjaš-njena pitanja, zbog čega je rad vrijedan doprinos drvno-tehnološkoj znanosti na području mehaničke obrade drva.prof. dr. sc. Vlado Goglia

Znanstvenici i njihove karijere - Matija Jug obranio doktorski rad

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Hrčak - Portal of scientific journals of Croatia