Search the digital library catalog

Abstract: Keratin, prisoten v živalskih tkivih, kot sta perje in volna, predstavlja velik delež odpadkov iz tekstilne, kmetijske in mesno-predelovalne industrije. Zaradi težnje po zmanjšanju negativnih vplivov na okolje je nujna učinkovita pretvorba teh odpadkov v produkte z dodano vrednostjo. Metode ekstrakcije keratina iz različnih virov se razlikujejo predvsem po kvaliteti dobljenega ekstrakcijskega produkta in po njihovem okoljskem vplivu, pri čemer je glavni izziv uporabiti okolju prijazne metode za ekstrakcijo, ki dajejo keratin, primeren za specifično uporabo. Magistrska naloga se osredotoča na razvoj stabilnih nanovlaken iz keratina, pridobljenega iz odpadnega perja in volne s hidrotermičnim postopkom z uporabo subkritične vode. V ta namen so bile iz liofiliziranih ekstrakcijskih produktov pripravljene predilne raztopine. Zaradi mejnih vrednosti povprečja molskih mas v ekstrakcijskih produktih, smo keratin kombinirali s polietilen oksidom (PEO) v razmerjih 50/50 in 70/30. Za izdelavo nanovlaken je bila uporabljena tehnika brezigelnega elektropredenja, pri čemer smo optimizirali pogoje predenja. Z namenom izboljšanja stabilnosti izpredenih nanovlaken smo uporabili dva postopka zamreženja, in sicer z etilen glikol diglicidil etrom (EGDE) in z pentaeritritol triakrilatom (PETA). Predilnim raztopinam so bile pred predenjem analizirane naslednje lastnosti: prevodnost, viskoznost, pH, površinska napetost, velikost delcev, zeta potencial in koncentracija proteina. Kemično strukturo liofiliziranega keratina in izdelanih nanovlaken smo spremljali z infrardečo spektroskopijo (ATR-FTIR). Vrstična elektronska mikroskopija (SEM) je bila uporabljena za analizo uspešnosti oblikovanja nanovlaken, merjenje kontaktnih kotov pa za analizo hidrofilnosti nanovlaken. Za določanje antioksidativnosti raztopin keratin/PEO in nanovlaken je bila uporabljena metoda ABTS. Izkoristek ekstrakcije keratina iz odpadnega perja in volne je znašal 87,46 % ter 88,33 %. S tehniko SDS-PAGE je bila določena največja koncentracija molskih mas v suspenziji keratina iz perja in iz volne v območju med 4,6 in 9 kDa. Rezultati so pokazali, da je iz liofiliziranih produktov mogoče izdelati nanovlakna, ki vsebujejo relativno velike deleže (tudi do 70 %) keratina v mešanicah s PEO. Nanovlaknom iz mešanic keratin/PEO smo po zamreženju s PETA in z EGDE uspeli identificirati tipične keratinske vrhove s ATR-FTIR, kar jih naredi ključne za uporabo v biomedicinskih aplikacijah. Stopnja antioksidativnosti izdelanih nanovlaken je bila visoka (86,9 % inhibicija) in postopki zamreženja nanjo niso imeli pomembnega vpliva. Z uporabo zamreževalca PETA smo dosegli večje kontaktne kote (med 101,42˚ in 110,16˚) v primerjavi z uporabo zamreževalca EGDE (med 85,26˚ in 94,71˚), s čimer sklepamo, da so nanovlakna, zamrežena s PETA ob obsevanju z UV-svetlobo 40 min, stabilnejša ob stiku z vodo.
Keywords: keratin, subkritična voda, elektropredenje, nanovlakna, zamreženje, EGDE, PETA
Published in DKUM: 18.09.2024; Views: 0; Downloads: 0
Full text (11,34 MB)

Abstract: Perutninsko perje predstavlja enega najbolj obremenilnih in neizkoriščenih odpadkov, saj zavzema do 10 % celotne teže perjadi, kar na letni ravni nanese skoraj 10 milijonov ton odpadkov. Zaradi visokega deleža keratina (90 %) je perje potencialna surovina za pridobivanje le – tega, hkrati pa bi tako postal izkoriščen vir, namesto onesnažujoč odpadek. V sklopu magistrske naloge smo izvedli izolacijo keratina iz perutninskega perja s subkritično vodo, pri temperaturah med 120 °C in 250 °C, in časih med 5 minut in 75 minut. Ugotovili smo, da je optimalna temperatura za izvedbo izolacije 180 °C. S FTIR analizo smo potrdili prisotnost keratina v produktih izolacije s subkritično vodo. Molekulsko maso nastalega produkta smo določili s SDS – PAGE elektroforezo in gelsko kromatografijo. Molekulska masa keratina nastalega pri reakciji izolacije se giblje med 4 kDa in 12 kDa. Iz teh rezultatov sklepamo, da subkritična voda pri visoki temperaturi deluje kot reducent in razcepi disulfidne vezi v molekuli keratina, ki posledično razpade na manjše enote. Za določitev uporabnosti metode izolacije iz perutninskega perja s subkritično vodo v industrijskem merilu, bi bile potrebne nadaljnje raziskave.
Keywords: perutninsko perje, keratin, izolacija, subkritična voda
Published in DKUM: 12.09.2019; Views: 1380; Downloads: 139
Full text (4,48 MB)

Abstract: Namen magistrskega dela je bil s sub- in superkritično oksidacijo v vodi degradirati bisfenol A (BPA). Poleg koncentracije BPA smo v vzorcih pri optimalnih pogojih preverjali tudi prisotnost oz. zmanjšanje organskih snovi z določanjem kemijske potrebe po kisiku (KPK) in celotnega organskega ogljika (TOC). S spreminjanjem glavnih parametrov pri hidrotermičnem procesiranju vode – temperature, tlaka in pretoka raztopine, smo z začetnimi poskusi v ultra čisti vodi najprej želeli določiti optimalne pogoje za obdelavo vzorcev z dodanim BPA. Najboljše rezultate smo dosegli s superkritično oksidacijo pri T = 500 °C, p = 275 bar in ϕV = 1,5 mL/min, kjer smo dosegli popolno degradacijo bisfenola A. Z izbranimi (optimalnimi) pogoji pri posameznih temperaturah smo nato hidrotermično obdelali še vzorce sintetične odpadne vode v katero smo dodali BPA. Tudi tokrat smo najvišjo, 99,5 %, degradacijo dosegli pri že prej navedenih pogojih. Pri teh pogojih smo dosegli tudi najvišja odstotka znižanja vrednosti KPK in TOC in sicer 62,32 % pri vrednosti KPK ter 18,03 % pri vrednosti TOC. Ugotovili smo, da je BPA zelo odporen na zunanje vplive in da je za njegovo degradacijo v vodi bolj primerna superkritična, kot pa subkritična oksidacija, le-ta pa mora potekati pri zelo ostrih pogojih (visoka temperatura in tlak) ter dolgih zadrževalnih časih v sistemu.
Keywords: bisfenol A, degradacija, hidrotermično procesiranje, subkritična oksidacija, superkritična oksidacija, odpadna voda
Published in DKUM: 13.07.2018; Views: 1689; Downloads: 175
Full text (2,98 MB)

Abstract: Cilj diplomske naloge je bilo ugotoviti, katere industrijsko zanimive produkte bi bilo mogoče dobiti s hidrotermičnim procesiranjem papirnih odpadkov v subkritični vodi. Hidrotermično obdelavo papirnih odpadkov smo izvajali v šaržnem reaktorju. Reakcije so potekale pri visoki temperaturi (nad 200 °C) in povišanim tlakom (dovolj visok, da je voda ostajala v tekočem stanju). Iskali smo optimalne pogoje ( temperaturo in rakcijski čas), ki so nam dali najboljše željene izkoristke baznih kemikalij (furfural, 5-HMF, levulinske kisline) Po hidrotermični obdelavi odpadnega papirja smo opravili filtracijo in ostanek spirali z vodo in acetonom, ter tako pridobili vodno in acetonsko fazo. Vodno fazo reakcije smo analizirali s pomočjo HPLC metode z uporabo UV detektorja. Kot mobilno fazo smo uporabili vodo. Z eksprimentalnim delom smo določili optimalne pogoje hidrotermične razgradnje odpadnega papirja, ter prišli do ugotovitev, da so pri višjih temperaturah in krajših reakcijskih časih deleži 5-HMF, furfurala in levulinske kisline večji, kot pa pri nižjih temperaturah in daljših reakcijskih časih.
Keywords: subkritična voda, papirniški odpadki, hidrotermična konverzija, furfural, 5-HMF, levulinska kislina.
Published in DKUM: 22.11.2017; Views: 1044; Downloads: 150
Full text (1,06 MB)

Abstract: Namen te magistrske naloge je bil raziskati vpliv reakcijskih parametrov (temperature in časa) ter vrste plinov za vzpostavitev tlaka v sistemu na nastanek različnih produktov modelnega in realnega vzorca, ki sta vsebovala glikozidno vezane antioksidante. Najprej smo identificirali produkte hidrotermične razgradnje glikozidnega standarda – kvercetin-3-O-rutinozida (rutina) in ugotovili, kdaj ti produkti nastanejo ter pri kakšnih pogojih je bil izkoristek hidrolize maksimalen. Nadalje smo pri optimalno določenih pogojih eksperiment ponovili še na realnem vzorcu – ekstraktu čebulne lupine, ki smo ga pripravili iz posušenih čebulnih lupin s konvencionalno ekstrakcijo. Vsi eksperimenti so bili izvedeni v visoko temperaturnem, visokotlačnem avtoklavu ob prisotnosti ogljikovega dioksida oziroma dušika pri različnih temperaturah. Po obdelavi s subkritično vodo smo s pomočjo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti določili produkte hidrotermične degradacije in koncentracijske profile. Izvedli smo kinetično študijo hidrotermične degradacije rutina v vzorcih oziroma njihovih komponet ter določili reakcijski mehanizem. Po izvedeni reakciji smo hidroliziran produkt (kvercetin) koncentrirali s pomočjo precipitacije. Končni produkt je vseboval 25,6 % kvercetina (modelni vzorec) oziroma 10,7 % kvercetina (ekstrakt čebulne lupine).
Keywords: Subkritična voda, hidrotermična degradacija, hidroliza, rutin, kvercetin, čebulna lupina
Published in DKUM: 21.04.2017; Views: 1787; Downloads: 174
Full text (4,15 MB)