1. Separacija vrednih spojin iz koruznih storžev z uporabo ekstrakcije s podkritično vodo : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programaDoroteja Kovač, 2023, undergraduate thesis Abstract: Živimo v obdobju energetske krize in nenehnega onesnaževanja okolja. Večina odpadkov iz biomase se pusti na polju, da se ti naravno razgradijo, zavržejo na odlagališčih ali pa se sežgejo, posledica česar je resno onesnaževanje okolja, kot so emisije toplogrednih plinov in poslabšanje kakovosti zraka. Torej, običajno odpadno biomaso le zavržemo, medtem ko le-ta vsebuje bogate komponente, katere bi lahko ponovno uporabili.
Koruzni storži so zraven koruzne lupine glavni stranski produkti koruze in se štejejo kot stranski proizvodi z nizkim dobičkom. Te vrste kmetijskih stranskih proizvodov so v naravi široko dostopne in obnovljive. Koruzni storž je, kot ostala lignocelulozna biomasa, sestavljen iz hemiceluloze, celuloze in lignina, ter z nizko vsebnostjo beljakovin in maščob. Ta rastlinska biomasa je industrijskega pomena, saj lahko s primernimi tehnikami iz nje pridobimo vredne spojine kot so glukoza, ksiloza, acetat, furfural, levulinska kislina, hidroksimetilfurfural ter lignin.
Z uporabo podkritične vode, kot zelene tehnologije, smo iz koruznih storžev ekstrahirali te vredne komponente pri različnih reakcijskih pogojih, in sicer pri različnih temperaturah (150 °C, 170 °C, 200 °C in 250 °C) ter pri različnih reakcijskih časih (10 min, 30 min in 60 min). Pri tem smo preučili vpliv reakcijskih pogojev na izkoristke ekstrakcij, antioksidativno aktivnost, vsebnost totalnih fenolov, vsebnost celokupnih ogljikovih hidratov in vsebnost furfuralov, prav tako pa smo opravili tudi FTIR analizo. Ugotovili smo, da so izkoristki ekstrakcije s časom in temperaturo naraščali do 200 °C in 10 min, kjer smo dosegli tudi najvišji izkoristek. Z nadaljnjim podaljševanjem reakcijskega časa in višanjem temperature pa je izkoristek ekstrakcije pričel upadati. Z DPPH smo preučili antioksidativno aktivnost in pri tem smo ugotovili, da v vseh primerih vrednosti ne presežejo več kot 50 %. V splošnem antioksdiativna aktivnost narašča z naraščanjem temperature in podaljševanjem reakcijskega časa. Pri temperaturi 200 °C in reakcijskem času 60 minut smo zaznali najvišje vsebnosti totalnih fenolov (9,44 mg GA/g materiala), celokupnih ogljikovih hidratov (25 mg COH/g materiala) in furfuralov (694,59 mg furfuralov/g ekstrakta). S tem smo potrdili, da so koruzni storži res pomembna biomasa za proizvodnjo furfurala. Ti so organske molekule lignocelulozne biomase in so pomembni za pridobivanje topil, monomerov in farmacevtskih izdelkov. V nadaljevanju smo z FTIR analizo material pred in po separaciji vrednih komponent iz koruznih storžev ustrezno okarakterizirali, in potrdili prisotnost značilnih funkcionalnih skupin: alkoholna skupina, C-H skupina, alkenska skupina, acetilna skupina in izocianatna skupina.
Keywords: koruzni storži, podkritična voda, biomasa, vredne spojine, furfurali
Published in DKUM: 11.09.2023; Views: 572; Downloads: 111
 Full text (4,90 MB) |
2. Separacija vrednih spojin iz lupin pistacije s podkritično vodo : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeNina Travnikar, 2022, undergraduate thesis Abstract: Dandanes je vse večji interes po iskanju najboljšega načina, kako bi lahko odpadno biomaso pretvorili v vredne komponente in energijo ter tako prispevali k ohranjanju okolja. Veliko odpadne biomase najdemo v odpadkih in ostankih živilske industrije, ki so velikokrat samo zavrženi, čeprav bi lahko z uporabo določenih ekstrakcij iz njih separirali vredne spojine, ki bi jih nato koristno uporabili v zdravstveni in farmacevtski industriji.
Primer tako odvrženih surovin so lupine pistacije. Pri plodu pistacije je užitna samo sredica, zunanja lupina, ki predstavlja velik delež pistacije, pa je smatrana kot odpadek in se zavrže.
V okviru diplomskega dela smo izvajali ekstrakcije lupin pistacije z uporabo podkritične vode pri temperaturi od 150 °C do 250 °C in reakcijskem času od 15 min do 60 min ter rezultate primerjali s konvencionalnimi ekstrakcijami, kjer smo uporabili organski topili aceton in etanol.
Preučevali smo vpliv različnih procesnih parametrov (reakcijski čas in temperaturo) na izkoristek ekstrakcije in njihov vpliv na sestavo produktov v ekstraktih. Maksimalni izkoristek ekstrakcije smo ugotovili pri temperaturi 200 °C in reakcijskem času 15 min. Z daljšanjem reakcijskega časa pa je izkoristek pričel upadati v vseh primerih ekstrakcije.
V nadaljevanju smo v ekstraktih z UV-Vis spektrofotometričnimi metodami določili vsebnost totalnih fenolov, flavonoidov, ogljikovih hidratov in antioksidativno aktivnost.
Maksimalne vsebnosti totalnih flavonoidov (10,18 mg QU/g ekstrakta pri 200 °C in 60 min) in totalnih ogljikovih hidratov (554,52 mg TOH/g materiala pri 60 min in 200 °C) ter maksimalno antioksidativno aktivnost (90,01 % pri 250 °C in pri 60 min) smo določili v primeru, ko smo ekstrakte pridobili s pomočjo podkritične vode, med tem ko smo maksimalne vsebnosti totalnih fenolov (86,17 mg GA/g ekstrakta) določili v primeru konvencionalne ekstrakcije z etanolom. S HPLC metodo smo določili, da je bilo v ekstraktih pridobljenih s podkritično vodo prisotnih največ furfuralov.
Rezultati so pokazali, da je podkritična voda bolj primerno topilo za separacijo vrednih spojin iz lupin pistacije kot pa organska topila.
Keywords: lupine pistacije, podkritična voda, organska topila, ekstrakcija, vredne spojine
Published in DKUM: 13.09.2022; Views: 581; Downloads: 96
Full text (3,29 MB) |
3. Načrtovanje in optimizacija postopka izolacije vrednih spojin iz divjega kostanja (Aesculus hippocastanum L.) : magistrsko deloMateja Marinič, 2022, master's thesis Abstract: Navadni divji kostanj (Aesculus hippocastanum L.) je mogočno drevo, ki sodi med najbolj prepoznavne in zanimive drevesne vrste pri nas. Po svetu ga gojijo zlasti kot okrasno drevo, po zaslugi prisotnih bioaktivnih molekul v posameznih delih drevesa pa postaja vse pomembnejša surovina v kozmetični in farmacevtski industriji. Cilj magistrske naloge je bil optimizirati postopek izolacije vrednih spojin iz semen divjega kostanja z uporabo metode odzivnih površin z zasnovo Box-Behnkenovega načrtovanja. Proučevali smo različne ekstrakcijske tehnike, pri čemer je bil poudarek na okolju prijaznejših metodah, kot sta ekstrakcija s podkritično vodo in ekstrakcija z nadkritičnim CO2. Dobljene ekstrakte smo analizirali s spektrofotometričnimi in kromatografskimi metodami (HPLC, GC). Določevali smo vsebnost celokupnih fenolov, celokupnih ogljikovih hidratov, celokupnih escinov, maščobnih kislin (linolna, oleinska, palmitinska in stearinska kislina) in antioksidativno aktivnost ter prisotnost sladkorjev (glukoza, fruktoza, celobioza) in njihovih derivatov (5-HMF, furfural, levulinska kislina). Optimalni pogoji ekstrakcije s podkritično vodo za dosego čim višjih izkoristkov ekstrakcije in ekstraktov bogatih z escini ter zadovoljivimi vrednostmi ostalih vrednih spojin so sledeči: temperatura 150 °C, čas ekstrakcije 18,71 min in razmerje topilo-material 25,5 mL/g. Za tako optimizirane pogoje smo eksperimentalno določili izkoristek ekstrakcije 93,14 % in vsebnost celokupnih escinov 40,56 mg/g semen.
Keywords: divji kostanj, vredne spojine, ekstrakcija s podkritično vodo, ekstrakcija z nadkritičnim CO2, optimizacija, metoda odzivnih površin, Box-Behnkenovo načrtovanje
Published in DKUM: 21.01.2022; Views: 1164; Downloads: 190
Full text (4,88 MB) |
4. Separacija vrednih spojin iz orehovih lupin s pod-kritično vodo : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeKlemen Gradišnik, 2021, undergraduate thesis Abstract: Dandanes so prizadevanja po ohranjanju okolja, recikliranju, večji učinkovitosti procesov, uporabi čistih in obnovljivih virov vse bolj popularna in zaželjena. Primer procesa, ki je okolju prijazen, je ekstrakcija s pod-kritično vodo, saj je voda netoksično topilo. S tem procesom lahko odpadno in neuporabljeno biomaso različnih virov (oreščki, sadje, zelenjava, zelišča, ipd.) uporabimo za pridobivanje raznih vrednih spojin. Veliko oreščkov, kot je navadni oreh (Juglans regia L.), se prideluje po vsem svetu za pridobivanje užitnega jedra. Pri procesu pridobivanja orehovih jeder se mnogo lupin, ki niso užitne, zavrže, saj splošno veljajo za neuporaben stranski produkt. Vendar pa je znano, da orehova lupina vsebuje veliko (potencialno) koristnih spojin, ki se jih žal zavrže z lupinami vred.
V okviru diplomske naloge smo izvedli ekstrakcijo orehovih lupin s pomočjo pod-kritične vode pri temperaturah od 200 do 300 °C in reakcijskih časih od 15 do 75 min. Zanimalo nas je kako različni reakcijski pogoji (čas, temperatura) vplivajo na izkoristek ekstrakcije ter katere spojine in v kakšnih količinah se z ekstrakcijo lahko separirajo iz orehovih lupin. S spektrofotometrično metodo smo preučili vsebnost totalnih fenolov in celokupnih flavonoidov v ekstraktih. Z radikalsko metodo DPPH smo v nastalih ekstraktih določili antioksidativno aktivnost, med tem ko smo s pomočjo HPLC metode v vzorcih določili količino nastalih furfuralov. Pri 200 °C in 60 min smo določili maksimalni izkoristek ekstrakcije in je znašal 31,61 %. Najvišjo vsebnost totalnih fenolov smo ugotovili pri 15 min in 300 °C in je bila 342,39 mg GA/g ekstrakta, med tem ko pa smo pri 15 min ter 200 °C dosegli maksimalno vsebnost celokupnih flavonoidov (8,88 mg QU/g ekstrakta). Antioksidativna aktivnost v ekstraktih iz orehovih lupin je bila v območju med 9,73 % in 72,15 %. S HPLC analizo smo ugotovili, da je v ekstraktih furfural najbolj zastopana komponenta. Tekom eksperimentalnega dela smo ugotovili, da je uporaba pod-kritične vode primerna metoda za separacijo vrednih komponent iz orehovih lupin.
Keywords: orehove lupine, pod-kritična voda, biomasa, separacija, ekstrakcija, vredne spojine
Published in DKUM: 22.09.2021; Views: 1001; Downloads: 155
Full text (2,14 MB) |
