Vidareutveckling och test av koncentrator för studier av nanopartiklars hälsopåverkan
2025 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Further Development and Testing of a Concentrator for Studies on the Health Impacts of Nanoparticles (English)
Abstract [sv]
Som en del av ett EU-finansierat projekt, nPETS (GA 954377), bedrivs vid Stockholms universitet forskning på hur nanopartiklar från transportsektorn påverkar lungceller. Men eftersom koncentrationen av dessa nanopartiklar normalt är för låg och för att kunna studera effekterna krävs en ökad partikelkoncentration, vilket görs via en koncentrator baserad på ett tillväxtrör, med tre temperaturzoner, och en virtuell impaktor. En sådan koncentrator har tidigare utvecklats av studenter vid KTH, men denna var vid projektets start inte verifierad och krävde vidare utveckling. Denna rapport sammanfattar tidigare gjorda val, beskriver arbetsprocessen för att identifiera problem och de åtgärder som gjorts för att uppnå en fungerande koncentrator med koncentrationsfaktor på minst fem (5x), samtidigt som den ställda kravspecifikationen efterföljdes. Rapporten beskriver hur man kan säkerställa en fungerande kylning för tillväxtröret och beskriver efterföljande tester som skedde på respektive delsystem och koncentratorn som helhet. Vid testningen av delsystemen användes en nebulisator för att generera partiklar och en Optical Particle Counter (OPC) för att räkna dessa, medan helsystemstestet använde aerosoler från omgivande luft. Testerna av delsystemen visade impaktorns effektiva verkningsområde som 0.25-4 µm och tillväxtrörets maximala förstoringsökning, med temperaturerna 5 °C, 45 °C och 15 °C, vid intervallet > 0.35 till > 0.4 µm. Vid den slutliga verifieringen av hela systemet kunde den totala koncentrationsfaktorn uppmätas till 1.98 ± 0.115, vilket innebär att den efterfrågade koncentrationsfaktorn på 5x inte uppnås med rådande inställningar. Under projektet bestämdes inte heller den färdiga koncentratorns verkliga verkningsområde, och man vet därför inte vilken effekt koncentratorn har på de eftersökta nanopartiklarna.
Abstract [en]
As part of an EU-financed project, nPETS (GA 954377), research is carried out at Stockholm University on how nanoparticles from the transport sector affect lung cells. Because the concentration of those nanoparticles is usually too low to study, a higher concentration is needed. The higher concentration is attained through a concentrator, based on a growth tube with three different temperature zones, and a virtual impactor. Such a concentrator was developed by students at KTH but was unverified at the start of this project and required further development. This report summarizes previous choices and describes the work processes employed to identify and resolve issues, aiming to achieve a functional concentrator with a concentration factor of at least five (5x), while adhering to the requirements specification. The report describes how you could ensure a working cooling system for the growth tube, and describes the following tests for each subsystem, and the final end-to-end test. When testing the subsystems, a nebulizer was used to generate particles and an Optical Particle Counter (OPC) to count said particle, while the final test used the surrounding aerosols when conducted. The tests on the subsystems showed an effective range of the virtual impactor, between 0.25-0.4 µm, and the maximal magnification increase for the growth tube, with the temperatures 5 °C, 45 °C, and 15 °C, for the interval >0.35 to >0.4 µm. At the final verification of the whole system the concentration factor was measured to be 1.98 ± 0.115, which mean that it did not fulfil the requested concentration factor of 5x with the current settings. During the project, the working range of the final concentrator was not determined, and therefor, one does not know what effect the concentrator has on the sought nanoparticles.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 29
Series
TRITA-ITM-EX ; 2025:97
Keywords [en]
Particle concentration, particle emissions, particle growth, virtual impactor
Keywords [sv]
Partikelemissioner, partikelkoncentrator, partikeltillväxt, virtuell impaktor
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-369141OAI: oai:DiVA.org:kth-369141DiVA, id: diva2:1992901
External cooperation
SU
Subject / course
Machine Design
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Mechanical Engineering
Presentation
2025-05-23, 00:00
Supervisors
Examiners
2025-08-282025-08-282025-08-28Bibliographically approved