1. Isolation of chitin from marine biomass with deep eutectic solvents and kinetics study of n-deacetylation to chitosan : doctoral disertationBojana Bradić, 2020, doktorska disertacija Opis: Namen disertacije je predstaviti razvoj nove metodologije z uporabo zelenih alternativnih rešitev, ki predstavljajo izboljšanje v primerjavi s tradicionalnim naĉinom pridobivanja komponent iz odpadne morske biomase. Frakcioniranje morske biomase, v našem primeru lupine škampov v sestavne dele, z glavnim hitinom, ki je eden prvih in najbolj komercialno pomembnih biopolimerov, je bilo doseženo s selektivno optimizacijo pogojev ekstrakcije z uporabo evtektiĉnih topil, kar je imelo za posledico zelo visok izkoristek hitina. Mehanizem frakcioniranja je razložen s kvantitativno analizo tekoĉih in trdnih frakcij, dobljenih po raztapljanju lupin škampov v DES. Evtektiĉna topila so se reciklirana in ponovno uporabila za hitinsko izolacijo, pri ĉemerto ni imelo velik vpliv na izkoristek hitina. Štiri najbolj obetavna in komercialno dostopna NADES, ki jih sestavljajo mešanice holin-klorid-mleĉna kislina (CCLA), holin-kloridmalonska kislina (CCMA), holin-klorid-seĉnina (CCUR) in holin-klorid-citronska kislina (CCCA), so bili preizkušeni. Najvišji izkoristek ekstrakcije hitina je bil <90% z uporabo CCLA, s ĉistostostjo izoliranega hitina nad 98%. Študija o modeliranju heterogenega koraka N-deacetilacije α-hitina, dobljenega iz odpadkov škampov, z uporabo katalitiĉne alkalne raztopine pri razliĉnih delovnih temperaturah in koncentracijah je prinesla nova mehanistiĉna spoznanja. Porazdelitve velikosti delcev za dva loĉena eksperimenta z manjšim prahom ali veĉjimi morfologijami hitina dobijene so sistemom sledenja v realnem ĉasu.Mehanizem pretvorbe verige biopolimerov je bil opisan preko matematiĉnega modela reakcijsko-difuzijske rešetke, rešen za vse intervale frakcij. Kinetika reakcije je bila predposatvljena drugega reda, ker koncentracija hidroksilnih ionov v porah ni bila konstantna. Izbrani matematiĉni model je omogoĉil razmeroma dober dogovor za kumulativne eksperimentalne podatke glede kinetike v zaĉetni fazi , kot tudi naknadno difuzijo za OH−. V tej študiji je bil nadelje tudi razvit en trajnostni pristop k raztapljanju hitina z vkljuĉitvijo zelene tehnologije v predelavo hitina, da bi odpravili pomanjkljivosti s pomoĉjo konvencialnih naĉinov raztapljanja hitina in kemijske deacetilacije. V tej študiji so bila preizkušena številna razliĉna evtektiĉna topila za raztaplanje hitina, kjer so se štiri izkazala kot zelo uĉinkovita. CCLA ( holin hlorid-mleĉna kislina) je bilo najbolj obetavno topilo za raztapljanje hitina. Alkalna in nevtralna evtektiĉna topila, so lahko vplivali na vodikove vezi v strukturi hitina, hkrati pa so vzpostavili novo in omogoĉili hitrejšo reakcijsko kinetiko N.-deacetilacijo ob uporabi manjše koncetracije NaOH. Tako so najuĉinkovitejši: CCLA, GLBT (glicerol-betain) in CCUR (holin klorid-urea) , uporabljeni za izvajanje N-deacetilacije s 30% raztopino NaOH pri 80°C in reakcijskim ĉasom do 18h. Dobljeni rezultati so pokazali DDA za približno 44-55% višjo od obstojeĉih literaturinih rezultatov, kjer je potekala homogena reakcija N deacetilacije hitina.
Ključne besede: hitin, hitozan, model z vkljuĉevanjem reakcijske kinetike in transporta, frakcionacija biomase, loĉevanje mineralov, evetktĉna topila
Objavljeno v DKUM: 23.11.2020; Ogledov: 1433; Prenosov: 139
 Celotno besedilo (4,52 MB) |
2. Vpeljava trajnostnih postopkov za ločitev bio-osnovanih gradnikov iz odpadne morske biomase za napredno uporaboIvan Knechtl, 2018, diplomsko delo Opis: Diplomsko delo prikazuje študijo evtektičnih topil in njihovo uporabo za izolacijo hitina iz odpadnih lupin škampov, kvantitativnega in kvalitativnega določanja izoliranega hitina in sintezo hitozana iz pridobljenega hitina za izdelavo biofilmov.
Pri študiji smo uporabili štiri različna evtektična topila iz mešanic komponent holin klorid – citronska kislina (CCCA), holin klorid – malonska kislina (CCMA), holin klorid – mlečna kislina (CCLA) in holin klorid – sečnina (CCU) za izvedbo 3-urne in 6-urne fragmentacije 1 g in 2 g zmletih lupin škampov v mešalnem reaktorju pri različnih temperaturah. Za kvalitativno določanje izoliranega hitina smo uporabili FTIR spektroskopijo pri čemer smo dobljen spekter primerjali s spektrom komercialnega vzorca hitina. Morfološke karakteristike izoliranega hitina z uporabo sintetiziranih evtektičnih topil smo nato posneli s SEM mikroskopom.
Hitozan smo pridobili preko N-acetilacije z uporabo 70 % raztopine natrijevega hidroksida pri povišani temperaturi. Filme na osnovi pridobljenega hitozana smo naredili z metodo ulivanja v kalup.
Najboljše rezultate glede na izkoristek izolacije hitina iz vzorca smo dobili z evtektično zmesjo holin klorid – mlečna kislina (CCLA). V splošnem smo opazili trend povečanja izkoristkov izolacije hitina iz vzorca pri povečanju temperature in mase natehtanih zmletih lupin škampov. Ugotovili smo, da evtektična topila kažejo velik potencial kot okolju neškodljiv in trajnostni nadomestek konvencionalnim topilom, ki so toksična in okolju manj prijazna.
Ključne besede: Biopolimer, biofilm, hitin, hitozan, evtektična topila, odpadna morska biomasa, zelena kemija
Objavljeno v DKUM: 09.10.2018; Ogledov: 1705; Prenosov: 148
Celotno besedilo (2,46 MB) |
3. Hitozan - vsestransko uporaben biopolimerSimona Strnad, Olivera Šauperl, Lidija Fras Zemljič, Anita Jazbec, 2007, pregledni znanstveni članek Opis: Hitozan je skupno ime za veliko skupino hitinov, deacetiliranih do različnih stopenj. Sestavljen je pretežno iz 2-amino-2-deoksi-D-glukopiranoznih enot, povezanih z ß-1,4-vezjo. V preteklih tridesetih letih je doživel nesluten razvoj in se uspešno uveljavil na najrazličnejših področjih našega bivanja. Hitozan in njegovi derivati se že s pridom uporabljajo pri čiščenju voda, v farmaciji, medicini, kmetijstvu in prehrambni industriji ter ne nazadnje tudi v tekstilni industriji. Zaradi svojega naravnega izvora in dostopnosti ter kemične strukture, ugodne za nadaljnje modifikacije, pa je to biopolimer, ki nedvomno še vedno ogromno obeta.
Ključne besede: hitin, hitozan, biopolimeri, tekstilna vlakna, plemenitenje, medicinske tekstilije, medicina, farmacija, prehrana, ekologija, tekstilstvo
Objavljeno v DKUM: 31.08.2017; Ogledov: 2404; Prenosov: 248
Celotno besedilo (569,39 KB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
4. PRIPRAVA IN KARAKTERIZACIJA NOVIH POLISAHARIDNIH MATERIALOVMatej Hribar, 2015, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je bil priprava novih polisaharidnih materialov in njihova karakterizacija. V prvem delu smo preučevali homogeno reakcijo sililiranja hidroksietil celuloze (HEC) in homogeno reakcijo sililiranja hitina. Skupno smo opravili 9 sintez z uporabo različnih sililirnih sredstev in pri različnih reakcijskih pogojih. Nastale produkte reakcij smo analizirali z IR spektroskopijo in preverili topnost produktov v nekaterih organskih topilih.
V drugem delu pa smo se ukvarjali s pripravo tankih filmov celuloze in njenih derivatov s pomočjo ''spin-coating'' tehnike ter kemijsko in površinsko karakterizacijo le-teh. Tanke filme smo pripravili iz raztopin celuloznega acetata (CA), etil celuloze (EC), trimetilsilil celuloze (TMSC) in dvokomponentnih mešanic v različnih razmerjih. Na eni ponovitvi filmov smo izvedli tudi postopek regeneracije. Pripravili smo tudi debelejše filme in njihove regenerirane ponovitve.
V zadnjem delu smo izvedli karakterizacijo tankih filmov. Za pridobitev informacij o površinskih in kemijskih lastnostih tankih filmov smo izvedli meritve stičnega kota, opravili IR spektroskopijo, izvedli meritev adsorpcije različnih proteinov na pripravljene tanke filme s tehniko QCM-D in naredili topografske meritve s tehniko AFM. Na debelejših filmih smo izvedli le meritve stičnega kota.
Z reakcijami sililiranja HEC smo uspešno sintetizirali želen produkt. V primeru sililiranja hitina želenega produkta nismo uspeli sintetizirati. Nastali produkti reakcij so v organskih topilih slabo topni oz. nabrekajo.
Z analizo IR spektroskopije tankih filmov smo dokazali uspešno cepitev na predvideni vezi in nastanek –OH skupine po opravljenem postopku regeneracije. Zaradi nastanka novih –OH skupin po postopku regeneracije je postala površina bolj hidrofilna, kar smo dokazali z meritvami stičnega kota. Meritve adsorpcije proteinov so pokazale, da imajo hidrofobne površine večjo težnjo po ireverzibilni vezavi govejega serumskega albumina (BSA), medtem ko ima fibrinogen visoko afiniteto do adsorpcije na površino celuloznega acetata. Razviti materiali kažejo na potencialno uporabo na področju biomedicine, kot so na primer površine senzorjev ali pa biokompatibilne plasti, ki preprečujejo obraščanje.
Ključne besede: celuloza in celulozni derivati, hitin, sililiranje, tanki filmi, spin-coating, ATR-FTIR, stični kot, adsorpcija proteinov, QCM-D, AFM
Objavljeno v DKUM: 21.10.2015; Ogledov: 2210; Prenosov: 276
Celotno besedilo (4,68 MB) |
