Search the digital library catalog

Abstract: Zaradi vse večje težnje po razvoju zelenih tehnologij, ki ne obremenjujejo okolja, in postopkov procesiranja materiala, ki ne vsebujejo sledi toksičnih organskih topil, kot je bilo to običajno pri konvencionalnih postopkih, smo se osredotočili na superkritične fluide, ki se v industriji vedno bolj uveljavljajo. Doktorska disertacija je namenjena pridobivanju podatkov o faznih ravnotežjih in topnostih za načrtovanje visokotlačnih procesov, kjer se uporabljajo superkritični fluidi. Proučili smo sisteme polietilen glikola (PEG) z molskimi masami 1 500 g/mol, 4 000 g/mol, 10 000 g/mol, 35 000 g/mol s fluidi argon, propan in žveplovheksafluorid (SF6), vitamin K3/ogljikov dioksid in naftol/ogljikov dioksid. Na podlagi eksperimentov za sisteme PEG/fluid smo ugotovili, da imajo različni fluidi (CO2, propan, SF6, argon) različne termodinamske in transportne lastnosti v binarnem sistemu. Naredili smo obsežno študijo proučevanja topnosti, difuzijskih koeficientov, temperatur tališč, časov desorpcij itd. Vsak fluid ima zaradi svojih edinstvenih lastnosti različen vpliv na binarni sistem PEG/fluid in na lastnosti kot so temperatura tališča, topnost in difuzijski koeficient, zaradi česar lahko npr. pridobivamo tudi produkte z različnimi karakteristikami. Te podatke smo proučili za načrtovanja procesa mikronizacije PEG s procesom PGSS (Particles from Gas Saturated Solutions oz. delci iz raztopin nasičenih s plinom). Ugotovili smo, da je PEG možno mikronizirati s fluidi propan, SF6 in argon pri nižjih tlakih kot s CO2. Mikronizacijo smo izvedli pri pogojih minimalnega tališča PEGa pod tlakom fluida in pri pogojih 328 K in 15 MPa. Poleg tega smo pridobili delce, ki so bolj enakomernih velikosti in pravilnejših krogličastih oblik kot pri mikronizaciji s CO2. Delci, ki so enakomernih oblik in velikosti, so atraktivni za proizvajalce trdnih, praškastih produktov, saj so višje kvalitete. Sistem vitamin K3/CO2 smo proučili pri temperaturah 313 K, 333 K in 353 K in tlakih do 40 MPa ter primerjali z literaturo. Rezultati kažejo, da se topnosti vitamina K3 razlikujejo od podatkov v literaturi, kar pripisujemo uporabi različnih metod vzpostavljanja ravnotežja, vzorčenja in analize. Določili smo tudi parcialne molske volumne, ki so izrazito veliki in negativni pred in v bližini kritične točke, kar kaže na močne interakcije med molekulami topila in topljenca. Z določevanjem parcialnih molskih volumnov lahko sklepamo tudi o pojavu maksimuma topnosti, ki se v primeru topnosti vitamina K3 v CO2 pojavi pri temperaturi 313 K in 333 K. Pri določevanju gostot raztopine vitamina K3 v CO2, smo ugotovili, da so razlike med gostoto binarnega sistema vitamin K3/CO2 in čistega fluida CO2 lahko tudi 100 % ali več. Tališče naftola pod tlakom CO2 ima temperaturni minimum pri tlaku 20 MPa. Topnosti 1-naftola v CO2 pri temperaturah 313 K, 333 K in 353 K so v večini višje od topnosti 2-naftola v CO2. V primerjavi z literaturo so topnosti predstavljene v tem delu višje za faktor 100. Gostote raztopine naftola v CO2 so pri pogojih pod kritično točko višje od gostote čistega CO2, pri višjih tlakih pa so gostote raztopine naftola v CO2 lahko nižje od gostote čistega CO2.
Keywords: superkritični fluid, polietilen glikol, naftol, vitamin K3, topnost, gostota, PGSS
Published in DKUM: 27.05.2016; Views: 2044; Downloads: 246
Full text (4,99 MB)

Abstract: Namen diplomskega dela je bil določiti termodinamske in transportne lastnosti binarnega sistema polietilen glikol (PEG)/propan za dve različni molski masi polietilen glikola: 10 000 g/mol (PEG 10 000) in 35 000 g/mol (PEG 35 000). Določili smo talilno krivuljo s pomočjo modificirane kapilarne metode v visokotlačni optični celici od 0 MPa do 30 MPa in izračunali difuzijske koeficiente z metodo zunanje tehtnice pri 70 °C. Podatke o temperaturah tališč, pridobljenih s kapilarno metodo, smo primerjali s podatki iz literature in dobili podoben trend obnašanja talilne krivulje. Z uporabo različnih superkritičnih fluidov (SCF), lahko spreminjamo potek talilne krivulje. Sistem z ogljikovim dioksidom ima najbolj izrazit temperaturni minimum, medtem ko je temperaturni minimum najmanj izrazit pri uporabi argona, talilna krivulja propana pa se nahaja med talilnima krivuljama za argon in ogljikov dioksid. Difuzijske koeficiente, ki smo jih dobili z metodo zunanje tehtnice, smo prav tako primerjali z literaturo in ugotovili, da molska masa bistveno ne vpliva na vrednost difuzijskega koeficienta, večji vpliv ima tlak. Pri določenem tlaku doseže krivulja difuzijskih koeficientov v odvisnosti od tlaka maksimalno vrednost, razlog za to je, da se pri teh pogojih v vzorcu polimera raztopi maksimalna količina fluida. Primerjali smo tudi difuzijski koeficient v odvisnosti od vrste fluida in ugotovili oz. potrdili, da na vrednost difuzijskega koeficienta vpliva premer kot tudi lastnosti (polarnost, razvejanost itd.) molekule fluida. Ker je molekula ogljikovega dioksida manjša od molekule propana, so bile vrednosti difuzijskih koeficientov sistema z ogljikovim dioksidom večje. Pridobljeni podatki in primerjave so bistvenega pomena za načrtovanje novih, boljših procesov.
Keywords: temperatura tališča, difuzijski koeficient, propan, polietilen glikol, superkritični fluid
Published in DKUM: 30.10.2015; Views: 1745; Downloads: 100
Full text (3,09 MB)

Abstract: Odpadne oljno vodne emulzije so eden od glavnih onesnaževal, ki se pojavljajo v številnih industrijskih področjih in so zelo škodljive za okolje, zlasti za vodno življenje. Običajno oljno vodne emulzije vsebujejo 1 – 10 % olj, prav tako emulgatorje in druge kemikalije, kot so površinsko aktivne snovi, itd. Vse konvencionalne metode za obdelavo oljno vodnih emulzij kot so flotacija, koagulacija, adsorpcija, itd imajo svoje prednosti, vendar nobena ni učinkovita kot membranska tehnologija, ki omogoča uporabo različnih materialov, modulov, načinov obratovanja itd. Cilj te diplomske naloge je bil primerjati keramične in polimerne membranske module za obdelavo odpadnih oljno vodnih emulzij kovinsko-predelovalne industrije Hidria Rotomatika d.o.o. Poleg realnih vzorcev emulzij in permeatov iz industrijske čistilne naprave smo obratovali tudi v laboratoriju z dvema pilotnima napravama – s keramičnim in polimernim membranskim modulom – in sicer z 1, 2 in 4 % raztopinami Ultra Safe 620 v kislem in alkalnem mediju. Gre za hidravlično olje, ki ga v Hidrii Rotomatiki d.o.o. uporabljajo v proizvodnji in ki je glavni povzročitelj mašenja membran. Ugotovili smo, da so glede samega obratovanja veliko boljše keramične membrane, kjer je bilo prisotno predvsem reverzibilno mašenje membrane, medtem ko je pri polimernih membranah prevladovalo ireverzibilno mašenje membrane, ki zahteva več čiščenja. Analizno delo je obsegalo merjenje fizikalno-kemijskih parametrov: pH, prevodnost, motnost, kemijska potreba po kiskiu, težkohlapne lipofilne snovi, skupne suspendirane in železo, saj smo na podlagi zmanjšanja vsebnosti snovi v permeatih glede na vsebnost v vhodnih emulzijah potrdili višjo učinkovitost keramičnih membran v primerjavi s polimernimi.
Keywords: oljno vodne emulzije, membranska tehnologija, mašenje, polietilen-glikol, učinkovitost
Published in DKUM: 12.10.2011; Views: 3280; Downloads: 301
Full text (3,78 MB)