1. Implementacija Vodne direktive v praksi na izbranih primerihAnja Motaln, 2019, master's thesis Abstract: Vodna direktiva je strateško pomemben evropski dokument, ki ureja in ščiti evropske vodne ekosisteme. Pomemben je tudi za Republiko Slovenijo kot članico Evropske unije.
V teoretičnem delu smo dokument Vodna direktiva predstavili in analizirali z geografskega vidika preučevanja vodnih ekosistemov. Z analizo obsežnih dokumentov, ki sestavljajo Vodno direktivo, smo raziskali njeno sestavo, vsebino in nosilce. V praktičnem delu smo prikazali rezultate uspešnosti Slovenije in sosednjih držav pri implementaciji Vodne direktive. Predstavili smo ukrepe, ki jih je uvedla Slovenija za izboljšanje stanja vodnih ekosistemov. Glavni del raziskave je temeljil na analizi izbranih vodnih teles ter izvedbi monitoringa po kriterijih Vodne direktive. Analizirali smo pet vodnih teles v severovzhodni Sloveniji, in sicer potok Bistrico, reko Dravinjo, ribnik Gaj na Pragerskem, Sestrško jezero in izvir Toplega potoka v Studenicah. Rezultati opravljenih meritev so pokazali, da so vodni ekosistemi po zahtevah Vodne direktive v zelo dobrem, dobrem ali zmernem stanju glede na kakovostne razrede.
V delo smo vključili tudi pedagoški vidik, pri čemer smo predstavili primere nalog, ki jih lahko učitelji vključijo v vzgojno-izobraževalni proces v srednjih šolah. Dijaki tako spoznajo Vodno direktivo kot evropski dokument varovanja vodnih virov s poudarkom na geografskem terenskem delu
Keywords: Vodna direktiva, vodni ekosistem, ekološko stanje, kemijsko stanje, kakovostni razred
Published in DKUM: 26.04.2023; Views: 564; Downloads: 36
 Full text (2,07 MB) |
2. Programski jezik Python v kemijskem inženirstvu in kemiji : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeUrša Keše, 2022, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo predstavlja uporabo programskega jezika Python za reševanje problemov v kemiji in kemijski tehnologiji, kar vključuje osnove programskega jezika, zbirko prosto dostopnih knjižnic ter primere nalog in rešitve z uporabo pythonske kode. Osnove programskega jezika so primerljive osnovam, ki so že del univerzitetnega študijskega programa, kjer sta študentom predstavljena programska jezika Fortran in Matlab. Največja prednost Pythona je zbirka modulov, ki so dostopni preko knjižnic ChemPy, NumPy, Matplotlib, Chemlib, Openpyxl in Xlsx Writer, ki smo jih opisali v drugem poglavju. Poleg zbirke knjižnic smo v poglavju predstavili osnove programiranja, osnovne podatkovne tipe programskega jezika Python ter kompleksnejše tipe, kot so funkcije, logične vrednosti in pogojni stavki. Na koncu poglavja smo predstavili uporabo knjižnic za grafično predstavitev podatkov in analizo rezultatov. Glavni del diplomskega dela so primeri nalog, ki so rešene z uporabo Python knjižnic, kjer smo predstavili kodo za določanje lastnosti produktov in reaktantov, stehiometrije, izračun toplote kemijskih reakcij in določanja topnosti. Na koncu smo dodali še nalogo primerjave rešitve naloge v fortranski kodi in pythonski kodi.
Ugotovili smo, da je uporaba Pythona za reševanje problemov v kemiji in kemijskem inženirstvu priročna, preprosta in obsežna. Uporaba jezika je primerljiva fortranskemu, z uporabo knjižnic je pythonski jezik uporaben za širši nabor problemov kot fortranski jezik.
Keywords: Python v kemiji, ChemPy, Chemlib, Python knjižnice, programiranje, kemija, kemijsko inženirstvo, univerzitetni študij
Published in DKUM: 12.07.2022; Views: 817; Downloads: 90
Full text (2,91 MB) |
3. Kemijsko recikliranje tekstilnega kompozitnega materiala s prevladujočim deležem poliamida 6 : magistrsko deloPatricija Bizjak, 2021, master's thesis Abstract: Problema velike količine odpadnih polimernih materialov s katerim se srečuje današnja družba, se bo potrebno lotiti celostno in pri tem nekoliko pogledati izven okvirjev. To magistrsko delo smo zato namenili raziskovanju učinkovitosti metod kemijskega recikliranja tekstilnega kompozitnega materiala s prevladujočim deležem poliamida 6. Osredotočili smo se na alkalno in nevtralno hidrolizo ter metodo segrevanja v mravljični kislini, pri temperaturi vrelišča. Preučevali smo vpliv reakcijskih pogojev na produkt nevtralne hidrolize ter iskali učinkovite načine izolacije končnih produktov. Glede na lastnosti reakcijskih zmesi, smo se pri izolaciji produktov odločali med odparevanjem pod znižanim tlakom, raztapljanjem v destilirani vodi ter med kombinacijo raztapljanja v mravljični kislini in obarjanja. Kljub temu, da nismo dosegli popolne depolimerizacije, izolirani razgradni produkti vseeno obetajo. Alkalna hidroliza se je izkazala za najmanj primerno metodo. Boljše rezultate smo dobili z nevtralno hidrolizo. Pri slednji smo ugotovili, da s povišanjem masnega razmerja med reaktanti, iz 1:10 na 1:50, dosežemo višjo stopnjo depolimerizacije poliamida 6. Pomembna je tudi izbira ustreznega reakcijskega časa. Pri masnem razmerju 1:10 in temperaturi 250 °C, je to 30 oziroma 60 minut. Kot najučinkovitejša metoda depolimerizacije in izolacije produktov se je izkazalo segrevanje/raztapljanje v mravljični kislini.
Keywords: poliamid 6, kompozit, kemijsko recikliranje, nevtralna hidroliza, alkalna hidroliza, depolimerizacija v mravljični kislini
Published in DKUM: 07.12.2021; Views: 842; Downloads: 87
Full text (2,84 MB) |
4. Termokemijsko shranjevanje energije : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeRok Kramberger, 2021, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je predstavljeno teoretično ozadje shranjevanja energije in materiali, ki jih lahko uporabimo za shranjevanje energije. Vkjučena je primerjava osnovnih mehanizmov shranjevanja energije, s podanimi prednostmi in slabostmi vsakega mehanizma. Namen diplomskega dela je bil raziskati in opraviti pregled obstoječih in potencialnih materialov, s pomočjo katerih je možno termokemijsko shranjevanje energije.
Osrednji del diplomskega dela vključuje podroben pregled materialov za termokemijsko shranjevanje energije. Materiali so razdeljeni na različne načine shranjevanja energije, kot so: shranjevanje s kemijsko reakcijo plin-plin, tekočina-plin, trdno-plin in kemijsko sorpcijsko shranjevanje energije. V nadaljevanju so predstavljeni najnovejši koncepti termokemijskega shanjevanja energije. Ti koncepti so: Izboljšani CaO peleti s dodatkom TiO2, sistem za shranjevanje energije na osnovi reakcije MnCl2 in NH3, reakcija na osnovi redoks para BaO2 in BaO, ter možnost uporabe SrCl2 za termokemijsko shranjevanje energije. Glavne prednosti termokemijskega shranjevanje energije v primerjavi z drugimi mehanizmi so: višja energijska gostota, najvišja efektivnost, možnost shranjevanja na daljši rok, pri ambientnih temperaturah in ta oblika shranjevanja energije omogoča transport le-te na večje razdalje. Stroški, ki jih prinaša razvoj, so visoki, postopek razvijanja je zahteven.
V diplomskem delu je prikazana primerjava različnih materialov za termokemijsko shranjevanje energije. Kot praktični primer je podana ocena okvirnih stroškov uporabe za potrebe gospodinjstev v manjšem mestu. Možnost širše uporabe termokemijskega shranjevanja energije se kaže kot način za preprečevanje poškodb elektronskih naprav, ki jih povzroča toplota.
Keywords: termokemijsko shranjevanje energije, shranjevanje toplote, kemijska reakcija, faze procesa, materiali s kemijsko reakcijo.
Published in DKUM: 08.09.2021; Views: 1121; Downloads: 97
Full text (1,45 MB) |
5. Dinamično optimiranje problemov kemijskega inženirstva z uporabo programskega okolja APMonitor : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeNika Krajnc, 2021, undergraduate thesis Abstract: Dinamično optimiranje je veja uporabne matematike, ki omogoča optimiranje matematičnih modelov, zapisanih z diferencialnimi in algebrskimi enačbami (DAE). Je orodje, ki omogoča sprejemanje odločitev na osnovi napovedi časovnega obnašanja sistemov. V diplomskem delu predstavljamo programsko okolje APMonitor oziroma njegov Pythonov modul GEKKO, ki je med drugim namenjeno reševanju prav takih optimizacijskih problemov. V delu poleg generičnih, ilustrativnih primerov dinamičnega optimiranja, ki so namenjeni predstavitvi ustreznih reformulacij in sintakse programa, predstavljamo tudi dva primera iz kemijskega inženirstva.
Prvi izmed obeh je dinamična optimizacija temperaturnega profila v šaržnem reaktorju, drugi pa dinamična optimizacija prehoda med dvema stacionarnima stanjema v pretočnem mešalnem reaktorju. V obeh primerih smo izvedli občutljivostno analizo in opazovali vpliv omejevanja vrednosti manipulirnih in regulirnih veličin na spreminjanje optimalnih dinamičnih profilov. V prvem primeru smo se omejili na spreminjanje mej na koncentracijah reaktanta in produkta. V drugem primeru pa smo spreminjali vrednosti uteži v namenski funkciji.
Rezultati dela nakazujejo, da je programsko okolje primerno orodje za izvajanje optimiranja dinamičnih sistemov. Temeljna prednost okolja je avtomatizirana pretvorbe DAE v sistem algebrskih enačb, ki jih nato rešujemo z integriranimi reševalniki za optimiranje nelinearnih problemov (npr. IPOPT). Od uporabnika tako zahteva le zapis modela v obliki DAE, ki je zaradi sintakse, ki temelji na sintaksi jezika Python, enostavno berljiva in se je lahko relativno hitro priučimo. Preostali koraki, ki vodijo do rezultatov so popolnoma avtomatizirani. Numerični rezultati pa poleg tega, da so bili omenjeni problemi rešljivi v manj kot 1 s procesorskega časa, nakazujejo, da lahko v odvisnosti od načina implementacije modela pridobimo različne rešitve, za katere lahko trdimo le, da so lokalno optimalne.
Keywords: dinamični sistemi, dinamično optimiranje, kemijsko inženirstvo, APMonitor, GEKKO
Published in DKUM: 07.07.2021; Views: 1259; Downloads: 76
Full text (1,42 MB) |
6. Uporaba pod- in nadkritične vode za predelavo odpadne plastike : doctoral disertationMaja Čolnik, 2021, doctoral dissertation Abstract: Doktorska disertacija obravnava kemijsko razgradnjo najpogosteje uporabljenih plastičnih odpadkov z uporabo pod- in nadkritične vode v uporabne produkte. Doktorsko disertacijo smo razdelili na tri dele. V prvem delu doktorske disertacije smo izvedli hidrotermično razgradnjo brezbarvnih in barvnih odpadnih PET plastenk. Poskuse smo izvajali v visokotemperaturnem in visokotlačnem šaržnem reaktorju pri temperaturah od 250-400 °C in reakcijskem času od 1-30 minut. Pri hidrolizi PET odpadkov so nastali primarni in sekundarni produkti. Glavni produkt razgradnje je bila TPA, ki smo jo po reakciji prečistili in določili izkoristek reakcije. Ugotovili smo, da pri 300 °C in 30 min v podkritični vodi dobimo najvišje izkoristke TPA iz brezbarvnih (90,0 ± 0,4% ) kot tudi iz barvnih (85,0 ± 0,2%) PET odpadnih plastenk. Čistote nastalih TPA smo analizirali s pomočjo HPLC, FTIR in TGA/DSC metod in ugotovili, da so njihove čistote zelo visoke in znašajo med 93-98%. Tekom reakcije so nastajali sekundarni produkti, kot so benzojska kislina, 1,4-dioksan, acetaldehid, IPA in CO2. S pomočjo analiziranih komponent v vodni in plinski fazi smo predpostavili mehanizem razgradnje PET odpadkov. Ocenili smo ekonomski in okoljski vpliv hidrotermične razgradnje PET. Ugotovili smo, da če bi povečali laboratorijski proces na industrijsko merilo, bi na letni ravni dosegli dobiček od prodaje TPA in bi znašal okrog 81 000 €. Pri tem bi kemijsko degradirali skoraj 1400 ton PET odpadkov. Okoljsko analizo hidrotermične razgradnje PET smo izvedli s pomočjo programske opreme OpenLCA in bazo podatkov Ecoinvent 3.6. Ugotovili smo, da so k splošnemu obremenjevanju okolja največ prispevale kategorije morska ekotoksičnost, globalno segrevanje in toksičnost za ljudi. Prav tako smo tekom študije o razgradnji PET odpadkov v podkritični vodi predstavili tudi kinetiko razgradnje kot ireverzibilno zaporedno reakcijo, kjer smo določili, da so reakcije za vse razgradne produkte 1.reda.
V drugem delu doktorske disertacije smo v nadkritični vodi degradirali poliolefine (PE in PP). Študirali smo razgradnjo PE in PP odpadne plastike ter za primerjavo degradirali še osnovni LDPE. Prav tako smo spremljali vpliv katalizatorja ocetne kisline na potek, razgradnjo in sestavo nastalih produktov. Eksperimente smo izvajali od 380 °C do 450 °C. Tekom razgradnje so v primeru PP in PE odpadkov nastale štiri faze oljna, plinska, vodna in trdna, med tem ko so v primeru osnovnega LDPE nastale le tri faze. Trdni preostanek pri PP in PE odpadkih smo pripisali razpadu aditivov. Metodo za določevanje lahkih ogljikovodikov in CO2 v plinski mešanici smo tudi razvili in validirali. Plinska faza je vsebovala lahke ogljikovodike (C1 do C6) in CO2, medtem ko oljno fazo po večini sestavljajo nasičeni in nenasičeni alifatski ogljikovodiki, aliciklični ogljikovodiki, aromatski ogljikovodiki in alkoholi. V primeru dodatka ocetne kisline smo ugotovili rahlo povišanje nastanka metana in CO2 v nastali plinski mešanici, zaradi razgradnje ocetne kisline v nadkritični vodi. Z višanjem reakcijskih pogojev je nastajalo manj oljne in več plinske faze. Na osnovi pridobljenih podatkov smo predstavili možen mehanizem razgradnje PP in PE v nadkritični vodi.
V tretjem delu doktorske disertacije smo študirali razgradnjo PVC odpadkov v nadkritični vodi pri temperaturi od 400-425 °C in časih od 30-60 min. Ugotovili smo, da PVC odpadki razpadejo na oljno, plinsko, vodno in trdno fazo. Maso kloridnih ionov v vodni fazi smo določili s pomočjo titracijske metode. Pri 400 °C in 30 min smo dobili najvišji izkoristek. Kemijsko sestavo oljne in plinske faze smo določili s pomočjo GC/MS metode. Ugotovili smo, da oljna faza podobno kot pri PE ali PP v glavnem vsebuje nasičene in nenasičene alifatske ogljikovodike, aliciklične ogljikovodike, aromatske ogljikovodike in alkohole. V primeru PVC plastike, pa smo v oljni fazi zasledili še halogenirane ogljikovodike (kloroalkane). Plinska faza je vsebovala le lahke ogljikovodike in CO2.
Keywords: Pod- in nadkritična voda, odpadna plastika, kemijsko recikliranje, polietilen tereftalat, polietilen, polipropilen, polivinilklorid, kinetika, tereftalna kislina, benzojska kislina, acetaldehid, 1, 4- dioksan, izoftalna kislina, plini, ogljikovodiki, surovo olje, gorivo
Published in DKUM: 11.06.2021; Views: 1515; Downloads: 25
Full text (4,64 MB) |
7. Orožja za množično uničenje in okolje : diplomsko delo visokošolskega študijskega programa Varnost in policijsko deloKristina Slejko, 2021, undergraduate thesis Abstract: Čeprav so orožja za množično uničenje v večini namenjena ljudem, škodujejo tudi celotnemu okolju. V diplomskem delu zato obravnavamo orožja za množično uničenje in njihov vpliv na okolje. Na okolje, ki nas obdaja, namreč prepogosto pozabimo in se zaradi različnih razlogov, predvsem pohlepnosti in sle po moči ne zavedamo resnih posledic. V diplomskem delu želimo raziskati posledice orožij za množično uničenje na okolje. Da bi jih podrobneje spoznali, najprej predstavljamo pojav in zgodovinski razvoj orožij. Kemijska in biološka orožja so uporabljali že pred Kristusovim rojstvom in tedaj niso imela večjega pomena. Opisujemo izraz »orožja za množično uničenje« in nastanek tega poimenovanja. Zavedanje o posledicah njihove uporabe se pojavi sredi 20. stoletja, zato nastopijo tudi težnje po njegovi prepovedi. V tedanjih raziskavah obravnavajo negativne posledice ne le na tarče napada, ampak tudi na njegove uporabnike ter na okolje. V osrednjem delu naloge podrobno opisujemo problematiko vpliva orožij za množično uničenje na okolje in predstavljamo njegove posledice.
Ugotovili smo, da so orožja za množično uničenje zares zelo nevarna tako za človeka kot za okolje, v katerem živi. Jedrska in kemijska orožja lahko uničijo celotno infrastrukturo na uporabljenem območju. Najbolj masivna so jedrska orožja, saj ogrozijo ogromno območje. Jedrska in kemijska orožja prav tako onesnažujejo okolje, ki zato dolgo ni primerno za življenje. Biološka orožja sicer nimajo infrastrukturnih posledic, njihove tarče pa so človek, rastline in živali. Uničujejo pridelke ter oslabijo živalske in rastlinske vrste ter lahko privedejo celo do njihovega izumrtja. Ker ne poznajo meja, se lahko razširijo po celem svetu. Težavne so tudi pogodbe o njihovi prepovedi, saj so površno sestavljene in brez utemeljene podlage. Zato jih je potrebno temeljito pregledati, dopolniti in dodati temeljno podlago in predpise za sankcioniranje morebitnih kršitev.
Keywords: diplomske naloge, biološko orožje, kemijsko orožje, jedrsko orožje, onesnaževanje okolja, vpliv na okolje
Published in DKUM: 12.05.2021; Views: 1143; Downloads: 221
Full text (1,44 MB) |
8. Primerjava hitrosti reševanja nalog kemijskega računanja na tradicionalni način ter z uporabo IKTMarjeta Capl, 2019, master's thesis Abstract: Namen magistrskega dela je bila primerjava hitrosti reševanja nalog kemijskega računanja na tradicionalen način ter z uporabo IKT. Študent je dobil nalogo na temo priprave raztopin. Merila sem čas, v katerem poda rezultat v pisni obliki oziroma pošlje rezultat preko elektronske pošte. Na ta način sem preverila, kateri način je hitrejši: uporaba reagenčne steklenice in računala, uporaba prenosnega računalnika, interneta ter računala na računalniku ali uporaba mobilnega telefona, interneta ter računala na mobilnem telefonu. Vzorec so bili študentje Fakultete za naravoslovje in matematiko, smer izobraževalna kemija ter predmetni učitelj – kemija.
Keywords: kemijsko računanje, IKT, hitrost, tradicionalen način
Published in DKUM: 05.11.2019; Views: 1210; Downloads: 190
Full text (2,41 MB) |
9. Določitev najboljšega okoljskega izida za odpadni tekstilni poliestrski material : diplomsko deloLara Lizzi, 2019, undergraduate thesis Abstract: S problematiko odpadkov se v današnjem času nenehno srečujemo, saj so odpadki zaradi neprimernega ravnanja z njimi postali eden izmed večjih okoljskih problemov. Za odpadne materiale je potrebno poiskati primerne okoljske rešitve. Namen diplomskega dela je bil poiskati najboljši okoljski izid za tekstilni odpadni poliestrski material.
Metode dela: Podrobneje smo pregledali literaturo s področja odpadnega tekstilnega materiala, ponovne uporabe odpadnih materialov, recikliranja in uporabe tereftalne kisline. Uporabili smo strokovne članke in literaturo v slovenskem in angleškem jeziku. V eksperimentalnem delu smo izvedli test gorljivosti in test topnosti, kot kemijsko recikliranje smo izvedli nevtralno in alkalno hidrolizo.
Rezultati: V sklopu diplomskega dela smo izpolnili zadane cilje. S pomočjo hierarhije ravnanja z odpadki smo poiskali pozitivne in negativne lastnosti ravnanja s posameznimi odpadki. Nato smo za svoj vzorec določili najboljši okoljski izid. Izkazalo se je, da je kemijsko recikliranje najprimernejše, saj z njim pridobimo izdelek enake kakovosti kot predhodno recikliran material, hkrati pa gre tudi z okoljskega vidika za sprejemljiv način obdelave.
Keywords: Odpadki, tekstilni poliestrski material, kemijsko recikliranje, okoljski izid
Published in DKUM: 04.10.2019; Views: 1143; Downloads: 120
Full text (1,51 MB) |
10. Recikliranje odpadne pet embalaže s pod- in nadkritično vodo : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeAnita Sever, 2019, undergraduate thesis Abstract: Polietilen tereftalat (PET) sodi med najbolj razširjene termoplastične smole. Ima dobre mehanske, toplotne in kemijske lastnosti. Uporabljamo ga predvsem za izdelavo embalaže za pitno vodo in živila. PET je nerazgradljiva plastika, zato se ga vedno več nabira v naravi. Zaradi negativnih posledic kopičenja PET v naravi, dajemo dandanes vse večji pomen ločevanju in recikliranju odpadne PET embalaže.
PET lahko recikliramo na več načinov. Eden izmed najučinkovitejših načinov je kemijsko recikliranje s hidrotermično degradacijo. Namen diplomskega dela je bil preučiti recikliranje odpadne PET embalaže s pod in nadkritično vodo. Pod- in nadkritična voda je odličen reakcijski medij za degradacijo odpadne PET embalaže. Odpadna PET embalaža namreč po degradaciji v pod in nadkritičnih vodi razpade na monomere. Glaven monomer, ki nastane je tereftalna kislina (TPA). TPA predstavlja glavno korist recikliranja, iz nje namreč lahko ponovno izdelamo PET.
Eksperimentalni del hidrotermične degradacije odpadne PET embalaže smo izvajali v visokotlačnem in visokotemperaturnem šaržnem reaktorju v pod in nadkritični vodi. Reakcije smo izvajali pri štirih različnih temperaturah 250, 300, 350 in 400 °C in reakcijskem času 1, 10 in 30 minut. Nastale produkte hidrotermične degradacije smo analizirali s HPLC, FT-IR in GC-MS metodami.
Analize produktov hidrotermične degradacije odpadne PET embalaže so pokazale, da dobimo najvišji izkoristek glavnega produkta TPA pri podkritičnih pogojih, in sicer pri temperaturi 300 °C in času 30 minut. Izkoristek TPA pri degradaciji odpadne barvne PET embalaže je znašal 85%. Za primerjavo izkoristkov smo izvedli še hidrotermično degradacijo brezbarvne odpadne PET embalaže pri enakih pogojih. Dobljen izkoristek je znašal 90%. Z višanjem temperature v nadkritično območje se je izkoristek TPA zniževal, zaradi nastajanja sekundarnih produktov.
Keywords: PET, kemijsko recikliranje, pod in nadkritična voda, hidrotermična degradacija, tereftalna kislina
Published in DKUM: 19.07.2019; Views: 1771; Downloads: 0 |
