1. Formuliranje naproksena v polimere s superkritičnimi fluidi : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeKlemen Doplihar, 2020, undergraduate thesis Abstract: Topnost farmacevtskih učinkovin je ena izmed najbolj pomembnih lastnosti. Ravno pravšnja topnost zdravila pomeni razliko med učinkovitim in neučinkovitim zdravilom. Nova zdravila imajo slabo topnost v vodi, zato vedno več farmacevtskih združb uporablja superkritične fluide za izboljšanje topnosti. Na topnost substance vplivajo tlak, temperatura, dodatek substanc, velikost delcev itd. Pri tem pa moramo paziti, da z eksperimenti ne poškodujemo strukture zdravila, saj lahko to povzroči spremembo v topnosti, biorazpoložljivosti in toksičnosti. Postopki, kot so določanje topnosti s superkritičnimi fluidi, RESS, PGSS in SAS, so se zelo razvili, kar je korak v pravo smer za sintezo zdravil.
Diplomska naloga prikazuje določanje topnosti naproksena s superkritičnim CO2 pri različnih tlakih in temperaturah ter dodatkom različnih koncentracij so-topil. Za proces mikronizacije sta bila uporabljena procesa RESS in SAS, s katerima smo spremenili velikost in obliko delcev.
Ugotovili so, da se topnost izboljša z višanjem temperature in z višanjem gostote raztopine oz. z višanjem tlaka. Dokazano je bilo, da je dodatek so-topila v splošnem povečal topnost naproksena, kjer je najboljši učinek imel 2-propanol. Največji učinek je imelo so-topilo pri najnižji koncentraciji le-tega. Procesa mikronizacije sta bila uspešna, saj so se delci zmanjšali v mikro in nano območje. Posnetki slik s SEM so pokazali, da so bili delci manjši pri procesu SAS, vendar je XRD graf pokazal, da so se delci naproksena strukturno spremenili, kar pa ima vpliv na topnost in biorazpoložljivost naproksena.
Keywords: naproksen, topnost, superkritični fluid, CO2
Published in DKUM: 08.10.2020; Views: 1141; Downloads: 94
 Full text (2,01 MB) |
2. Toplotne lastnosti fluidov pri visokih tlakihGašper Zajc, 2017, master's thesis Abstract: Namen magistrske naloge je bil preučevanje in ovrednotenje toplotnih lastnosti alternativnih nosilcev toplotne energije pri visokih tlakih, kjer smo se podrobneje posvetili ogljikovemu dioksidu in etanu ter njuni azeotropni mešanici. Ti fluidi lahko predstavljajo okolju prijaznejšo alternativo kakor trenutno najbolj razširjeni fluorirani ogljikovodiki.
V magistrskem delu smo poleg eksperimentalnega dela v laboratoriju izvajali še razne simulacije v računalniškem programu Aspen Plus V8.8. V eksperimentalnem delu smo postavili delujoč kontinuirni dvocevni toplotni prenosnik, kjer smo merili koeficiente toplotne prestopnosti CO2, etana in njune azeotropne zmesi v odvisnosti od tlaka (od 5 MPa do 30 MPa), temperature (od 20 °C do 65 °C) in pretoka vode (pri 1 L/min in 2 L/min), ki je predstavljala hladen tok v našem protitočnem prenosniku. V drugem delu smo teoretično simulirali obratovanje subkritičnih toplotnih črpalk s CO2 in azeotropno zmesjo CO2 – etan. Opravili smo tudi simulacijo, kjer smo iskali optimalno sestavo azeotropne zmesi, ki bi dajala najvišje izkoristke procesa. Idejna zasnova teh simulacij je nastala zaradi različnih pogojev vrelišča azeotropnih zmesi v razmerju s čistimi snovmi, kar bi lahko potencialno znižalo obratovalne stroške toplotnih črpalk.
Glavne ugotovitve so bile:
Vsi merjeni visokotlačni fluidi so kazali maksimume toplotne prestopnosti tik nad kritičnimi pogoji. Ti vrhovi so se nato z višanjem tlaka nižali in premikali proti vedno višjim temperaturam. Tvorba teh vrhov je bila posledica specifične toplote fluida, ki je kazala enaka odstopanja nad kritično točko. Ugotovili smo tudi, da azeotropne zmesi tvorijo koeficiente toplotnih prestopnosti med obema komponentama, ki jo sestavljata.
Simulativni rezultati analiz obratovanja toplotnih črpalk so kazali potencialne izboljšave izkoristkov procesa z vpeljavo azeotropne zmesi, vendar samo v določenih primerih. Na podlagi znižanja temperature vrelišča azeotropa CO2 – etan smo lahko obratovanje procesa izboljšali na kondenzatorju, vendar smo ga zaradi tega istočasno poslabšali na uparjalniku.
Keywords: CO2, etan, azeotrop, toplotni prenosnik, toplotna črpalka, superkritični fluid
Published in DKUM: 22.11.2017; Views: 1393; Downloads: 144
Full text (3,62 MB) |
3. RAZVOJ METODE ZA DOLOČEVANJE VISKOZNOSTI SUBSTANC V SISTEMIH S SUPERKRITIČNIMI FLUIDIMarjan Horvat, 2016, undergraduate thesis Abstract: Uporaba superkritičnih fluidov vse bolj narašča. V literaturi najdemo veliko podatkov o obnašanju sistema pri določenih pogojih. Zelo malo pa je podatkov za dvofazne sisteme, ki so zelo pomembni za načrtovanje novih industrijskih postopkov.
Tako smo v diplomskem delu preizkusili do sedaj neuporabljeno metodo določanja viskoznosti sistema polietilen glikol/CO2 pri različnih tlakih in z različnimi molskimi masami polietilen glikola ter ugotovili, kako oba dejavnika vplivata na viskoznost sistema. Omenjen sistem PEG/CO2 smo preučevali v tlačnem območju od 10 MPa do 35 MPa, pri konstantni temperaturi 333 K.
Ugotovili smo, da se gostota sistema PEG/CO2 obnaša kot funkcija tlaka. Vpliv molske mase je precej manjši. Iz diagramov viskoznost/tlak za različne molske mase polietilen glikola je razvidno, da je zmanjšanje viskoznosti bolj izrazito pri nižjih tlakih.
Keywords: superkritični fluid, ogljikov dioksid, polietilen glikol, viskoznost
Published in DKUM: 25.10.2016; Views: 2455; Downloads: 104
Full text (4,47 MB) |
4. MERJENJE FIZIKALNO-KEMIJSKIH IN TRANSPORTNIH LASTNOSTI SISTEMA POLIMER/SCFTina Kegl, 2016, undergraduate thesis Abstract: Vedno večje zahteve po zmanjšanju negativnega vpliva na okolje in povečanju kakovosti proizvodov vodijo do pospešenih raziskav na področju razvoja novih tehnologij. Med razmeroma nove tehnologije uvrščamo visokotlačne procese s superkritičnimi fluidi, ki veljajo za okolju prijazna, zelena topila.
Diplomsko delo prikazuje študijo fizikalno-kemijskih in transportnih lastnosti sistemov polimer/SCF z namenom procesiranja polimerov pri optimalnih eksperimentalnih pogojih. Preučevane lastnosti sistemov PEG 600/CO2 in Brij52/CO2 pri tlakih od 0 bar do 300 bar in temperaturah 333 K in 353 K so gostota, površinska napetost, topnost in difuzijski koeficient. Gostota sistema je določena z gostotomerom z nihajočo U-cevko in z magnetno suspenzijsko tehtnico. Površinska napetost je določena z metodo kapilarnega dviga. Magnetna suspenzijska tehtnica je bila uporabljena tudi za določanje difuzijskega koeficienta in topnosti superkritičnega CO2 v izbranih polimerih. Na osnovi analize eksperimentalno dobljenih fizikalno-kemijskih in transportnih lastnosti so določeni optimalni procesni parametri za procesiranje polimerov. Mikronizacija s superkritičnim CO2 polimera Brij52 in polimera Brij52 z zdravilno učinkovino esomeprazol je izvedena s PGSS-metodo, medtem ko je za pridobivanje polimerne pene iz Brij52 s superkritičnim CO2 uporabljena GF-metoda. V okviru diplomske naloge je izvedena tudi analiza dobljenih vzorcev po procesiranju polimerov z okoljskim vrstičnim elektronskim mikroskopom.
Rezultati kažejo, da večjo topnost CO2 v talini polimera, večji difuzijski koeficient in manjšo površinsko napetost zagotavlja sistem Brij52/CO2 za vse izbrane tlake in temperature. Tlak in temperatura v avtoklavu pri mikronizaciji polimera Brij52 in polimera Brij52 z esomeprazolom ter tvorbi pene iz polimera Brij52 znašata 333 K in 150 bar.
Po primerjavi dobljenih rezultatov sistema PEG 600/CO2 z razpoložljivimi rezultati iz literature ugotavljamo, da se vplivi posameznih preučevanih parametrov na fizikalno-kemijske in transportne lastnosti dobro ujemajo. Na osnovi tega lahko sklepamo, da so meritve uspešno izvedene tudi za sistem Brij52/CO2, za katerega ni ustreznih rezultatov v razpoložljivi literaturi.
Keywords: procesiranje polimerov, superkritični fluid, gostota, površinska napetost, topnost, difuzijski koeficient
Published in DKUM: 08.09.2016; Views: 3056; Downloads: 1303
Full text (3,51 MB) |
5. TERMODINAMSKE IN TRANSPORTNE LASTNOSTI SISTEMOV POLIMEROV IN BIOLOŠKO AKTIVNIH SPOJIN S SUPERKRITIČNIMI FLUIDINina Trupej, 2016, doctoral dissertation 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) |
6. Določanje termodinamskih lastnosti dvofaznih sistemov pri visokih tlakih ob uporabi nekonvencionalnih superkritičnih fluidovValentina Špes, 2015, undergraduate thesis 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) |
7. MAGNETNI ZAMREŽENI ENCIMSKI SKUPKI IZ CELULAZESandra Mertik, 2015, undergraduate thesis Abstract: Diplomsko delo je sestavljeno iz dveh delov. Najprej smo sintetizirali magnetne zamrežene encimske skupke iz celulaze. Pri tem smo optimizirali parametre, kot so hitrost stresanja na stresalniku, koncentracijo mrežnega povezovalca glutaraldehida, čas stresanja in temperaturo, z namenom doseči čim večjo učinkovitost imobilizacije in preostalo aktivnost imobilizirane celulaze. Postopek priprave magnetnih zamreženih skupkov sestoji iz dveh korakov, obarjanja in zamreženja. Kot obarjalni reagent smo uporabili metanol.
V drugem delu diplomske naloge, smo magnetne zamrežene encimske skupke (mCLEAs) iz celulaze sintetizirali pri optimalnih pogojih in jih skladiščili pri 23°C. Zanimalo nas je, kako izbrana temperatura in čas skladiščenja vplivata na preostalo aktivnost mCLEAs. Proučevali smo tudi vpliv tlaka pri konstantni temperaturi na preostalo aktivnost mCLEAs. mCLEAs smo izpostavili superkritičnemu ogljikovemu dioksidu pri 100 bar in 200 bar pri različnih časih izpostavitve.
Keywords: metanol, obarjanje, zamreženje, superkritični fluid, magnetni zamreženi encimski skupki, glutaraldehid
Published in DKUM: 21.10.2015; Views: 2294; Downloads: 133
Full text (1,85 MB) |
8. Procesiranje stranskih produktov iz proizvodnje biodizlaBoris Kramberger, 2013, doctoral dissertation Abstract: V disertaciji smo iz proizvodnje biodizla preučevali eno izmed več moţnosti procesiranja stranskega produkta glicerola. Dobljeni glicerol smo najprej uplinjali v visokotemperaturnem in visokotlačnem reaktorju nad kritično točko vode. Uplinjanje smo izvedli pri treh različnih temperaturah. Reakcije so bile nekatalizirane in katalizirane z dvema katalizatorjema. Z dobljenimi produkti smo najprej določili masne bilance, nato pa smo primerjali odvisnost sestave produktov in stopnjo uplinjanja od temperature in zadrţevalnega časa. Med uplinjanjem se nam je na stene katalizatorja odlagal ogljik. Tega smo poskušali odstraniti iz sistema z vodno paro. Rezultati so pokazali, da bi lahko bil to eden izmed dokaj enostavnih in ekonomičnih načinov odstranjevanja naloţenega ogljika iz sistema. Drugi del disertacije obsega fazno ravnoteţje produktov uplinjanja. S temi podatki lahko načrtujemo proces separacije. Ugotavljali smo vpliv parametrov na nadaljnjo sestavo plinske mešanice, ki jo lahko nato uporabimo v procesih sinteze. Prav tako smo preučili še fazno ravnoteţje pri visokih temepraturah in tlakih za binarni sistem ogljikov monoksid/voda in ga modelirali z Van der Waalsovo enačbo. V tretjem delu smo produkte uplinjanja ţeleli primerno procesirati, da bi pridobili edukte za nadaljnje procese. Plinsko mešanico, ki jo sestavljajo štirje plini, ţelimo uporabiti v procesu sinteze. Za to potrebujemo sintezni plin, ki je mešanica ogljikovega monoksida in vodika. Ostala plina, metan in ogljikov dioksid, lahko s procesom suhega reforminga metana presnujemo v sintezni plin. Preučevali smo moţnost tovrstne nadgradnje tako, da smo izvajali reakcije pri povišanih tlakih in temperaturah brez katalizatorja in s štirimi katalizatorji. Prav tako smo analizirali sestavo plinskih produktov in preučevali, katere reakcije še simultano tečejo v našem procesu.
Keywords: superkritični fluid, uplinjanje v superkritični vodi, glicerol, fazno ravnoteţje, visok tlak, visoka temperatura, suhi reforming metana, korelacija podatkov
Published in DKUM: 11.11.2013; Views: 3549; Downloads: 280
Full text (3,07 MB) |
9. DOLOČITEV GOSTOTE SISTEMOV POLIMER/CO2Gregor Mlakar, 2012, undergraduate thesis Abstract: Gostota je ena izmed najpomembnejših termodinamskih lastnosti, ki jih potrebujemo za načrtovanje procesov oz. procesnih naprav. Gostote enofaznih sistemov so večinoma dobro raziskane in podatki so dostopni v številni literaturi (tudi za enofazne sisteme pri visokih tlakih). Podatki o gostotah dvofaznih sistemov (oziroma večfaznih sistemov) so nekoliko bolj redki, posebno pri povišanih tlakih. Gostoto takega sistema smo izmerili v okviru diplomskega dela in sicer smo delali s sistemom polietilen glikol (PEG)/CO2 pri povišanih tlakih (do 450 bar).
PEG je polimerna snov z različnim povprečjem molskih mas. Pri našem delu smo uporabili PEG molskih mas 1500 g/mol, 3000 g/mol ter 6000 g/mol, ki so vsi v trdnem agregatnem stanju.
Pri naših obratovalnih pogojih (tlak med 80 bar in 450 bar, temperatura med 50°C in 65°C) je CO2 v stanju superkritičnega fluida. To pomeni, da ima tako lastnosti plina kot tekočine. Superkritični CO2 je eden najpogosteje uporabljenih SCF zaradi svoje inertnosti in relativno nizke kritične temperature ter kritičnega tlaka se zelo pogosto uporablja za različne ekstrakcije.
Keywords: fazna ravnotežja, superkritični fluid, binarne mešanice, polimer
Published in DKUM: 11.09.2012; Views: 2836; Downloads: 180
Full text (1,05 MB) |
10. DOLOČANJE VSEBNOSTI BETULINA IN BETULINSKE KISLINE V LUBJU BREZERobi Staniša, 2010, undergraduate thesis Abstract: Eni največjih virov prostih radikalov oz. največjih oksidantov so kisik, kajenje, UV-sevanje in onesnaženost, ki prihaja iz okolja. O antioksidantih je bilo narejenih ogromno raziskav in študij, saj so bistvenega pomena za naše zdravje in vitalnost, imajo zavirajoč vpliv na rakave celice, staranje in bolezni nasploh.(1) Betulin in betulinska kislina iz brezinega lubja nas varujeta pred škodljivimi prostimi radikali, saj sodita med antioksidante oziroma lovilce prostih radikalov.(2)
V diplomski nalogi smo izolirali betulin in betulinsko kislino iz lubja breze s superkritično ekstrakcijo s CO2. Poskuse smo opravili pri različnih temperaturah, tlakih in času, da smo ugotovili, pri katerih pogojih je izkoristek najboljši. Najboljši izkoristek smo dobili pri ekstrakciji, ki je potekala 2 uri pri 80°C in tlaku 300 bar. K superkritičnemu CO2 smo dodali tudi kotopili metanol in etanol ter primerjali rezultate. Dobljene produkte smo nato analizirali s HPLC, kjer smo predhodno s standardom betulina in betulinske kisline določili vrednosti na kromatogramih pri valovni dolžini 215 nm in z računalniško integracijo ploščin izračunali maso aktivnih komponent na gram ekstrakta pri različnih pogojih in topilih. Določili smo tudi kinetiko poteka ekstrakcije.
Keywords: betulin, betulinska kislina, ekstrakcija, breza, superkritični fluid
Published in DKUM: 23.12.2010; Views: 2834; Downloads: 191
Full text (2,64 MB) |
