Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Keratin je fibrilarna strukturna beljakovina, ki jo najdemo v različnih telesnih tkivih živali in ljudi. Ta tkiva vključujejo volno, perje, lase, nohte, kljun, luske itd. V zadnjih nekaj letih je keratin zaradi svojih ugodnih kemijsko-fizikalnih lastnosti vzbudil veliko zanimanja na področju biomedicine, farmacije (npr. tkivno inženirstvo) in kozmetike. Nekatere vire keratina je mogoče pridobiti praktično brezplačno, saj mnogi predstavljajo odpadno biomaso ali ostanke v različnih vrstah industrije. Dober primer sta mesna in perutninska industrija, kjer se po vsem svetu proizvedejo velike količine volne in odpadnega perja. Po statističnih podatkih ameriške organizacije za prehrano in kmetijstvo (FAO) je svetovna proizvodnja mesa leta 2018 dosegla kar 342 milijonov ton. To pomeni, da je bila proizvedena tudi zelo velika količina odpadne biomase, bogate s keratinom. Ob prikladnosti nizke cene teh s keratinom bogatih virov z njihovo ponovno uporabo koristimo tudi okolju, saj bi sicer te odpadne proizvode sežgali (kar bi povečalo vsebnost ekvivalentov CO2 v ozračju), zakopali ali odložili na odlagališčih. V okviru magistrske naloge smo izvedli izolacijo keratina z alkalno hidrolizo iz odpadne ovčje volne in perutninskega perja. Kot alkalni medij smo uporabili vodno raztopino NaOH različnih koncentracij (30 mg/ml, 40 mg/ml in 50 mg/ml). Poskusi so bili izvedeni pri različnih reakcijskih časih (1 h, 2 h in 3 h) in obratovalnih temperaturah (50 °C, 65 °C in 80 °C). Nadalje smo raziskali vpliv teh treh vhodnih spremenljivk na molekulsko maso keratina in izkoristek izolacije z metodo odzivnih površin (Box-Behnken). Po alkalni hidrolizi je bil reakcijski produkt bistra in oranžna kapljevina. V mešanici po reakciji je bila še zmeraj prisotna majhna količina nerazgrajenega začetnega materiala, zlasti pri nizkih temperaturah (50 °C) in nizkih koncentracijah NaOH (aq) (30 mg/ml). Izkoristek izolacije je bil relativno nizek in se je gibal med 41,68 % in 66,69 % v primeru volne ter med 38,94 % in 55,20 % v primeru perja. Najvišji izkoristek izolacije iz volne (66,69 %) je bil dosežen pri 50 °C, 3 h in 40 mg/ml, najvišji izkoristek izolacije iz perja (55,20 %) pa pri 50 °C, 2 h in 50 mg/ml. Molekulske mase produktov (keratina) smo določili s pomočjo SDS-PAGE elektroforeze. V večini primerov so bile molekulske mase enakomerno porazdeljene po celotnem pasu od 4,6 kDa do 315 kDa, vendar je bila prevladujoča od 8 kDa do 40 kDa. Ugotovili smo, da višja temperatura (80 °C) in višja koncentracija NaOH (aq) (50 mg/ml) zmanjšata molekulsko maso keratina v vzorcih. Vsi vzorci iz volne in perja so pokazali relativno nizko antioksidativno aktivnost (največ 22,19 %) in negativen zeta-potencial. Opravili smo tudi meritve velikosti delcev in konduktance vzorcev kot tudi analizo s FTIR spektrofotometrom. Rezultati tega dela kažejo, da sta volna in perje odličen vir keratinskih izolatov ter da alkalna hidroliza preučevane odpadne biomase predstavlja dober način prispevanja k čistemu okolju in krožnemu gospodarstvu.
Ključne besede: keratin, odpadna biomasa, alkalna hidroliza, volna, perje, beljakovine.
Objavljeno v DKUM: 23.10.2023; Ogledov: 561; Prenosov: 52
Celotno besedilo (8,62 MB)

Opis: Perje je kot odpadek nedvomno količinsko zadostno, lahko dostopno in poceni, poleg tega pa se ponaša s številnimi fizikalno-kemijskimi lastnostmi, katere lahko v prid izkoristimo za raznorazne aplikacije. S ponovno uporabo odpadnega perja, z nastalo količino odpadkov tako prispevamo k razvoju okolju prijaznejših produktov. Namen magistrskega dela je bil raziskati možnost uporabe odpadnega perja kot adsorpcijski material za odstranitev težkohlapnih lipofilnih substanc (npr. odstranjevanje oljnih razlitij v vodno okolje). Pri tem smo se osredotočili predvsem na vpliv same strukture perja na sposobnost adsorpcije in le-to dodatno preučevali z dodajanjem dveh različnih zeolitov. Bistvo dodatka zeolitov pa je predstavljalo tudi končno ravnanje z adsorbiranim oljem, saj smo s tem želeli hkrati tudi izboljšati kvaliteto adsorbiranega olja za nadaljnjo obdelavo oz. uporabo nastalega odpadka (npr. v termične namene (ogrevanje)). Pri delu smo uporabljali Karl-Fisherjevo titracijo, ATR-FTIR spektroskopijo, EDXRF rentgensko fluorescenčno spektroskopijo in goniometrijo, pri čemer slednja ni bila uspešna zaradi nezmožnosti priprave primernega vzorca za izvedbo analize, zaradi samih karakteristih vzorcev. Adsorpcijske lastnosti materialov in kompozitov smo določali v skladu s sandardom ASTM F726-12. Glede na dobljene rezultate smo ugotovili, da struktura perja bistveno vpliva na sposobnost adsorpcije, in sicer smo dobili boljše rezultate pri narezanem perju, saj ima le-ta večjo aktivno površino in boljšo razporeditev samega materiala v primerjavi s celim perjem. Pri tem smo prav tako ugotovili, da sta oba materiala, v katera smo pakirali adsorbentski material primerna, vendar je material iz bombaža zaradi same strukture (gostejše tkanje) v primerjavi s tkanino iz viskoze učinkovitejši, saj adsorbira in tudi zadrži več adsorbiranega olja. Ob primerjavi obeh materialov je uporaba bombaža tudi okolju prijaznejši material, kar se tiče končne obdelave nastalega odpadka. Ob dodajanju zeolitov se je masa adsorbiranega olja zmanjšala v vseh primerih, v primerjavi s kompoziti pripravljeni samo s perjem. Zeoliti prav tako niso doprinesli k adsorpciji primesi (težkih kovin in ostalih elementov) iz adsorbiranega olja, kvečjemu so se v olje izločile prisotne snovi iz posameznih materialov. Tako lahko za zaključek sklenemo, da se je kompozit iz narezanega perja in bombaža, brez dodatkov zeolitov, izkazal kot najprimernejši kot adsorpcijsko sredstvo za odstranjevanje težko hlapnih lipofilnih substanc.
Ključne besede: perutninsko perje, zeolit, težkohlapne lipofilne substance, adsorpcija olja
Objavljeno v DKUM: 16.05.2022; Ogledov: 929; Prenosov: 66
Celotno besedilo (2,60 MB)

Opis: 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.
Ključne besede: perutninsko perje, keratin, izolacija, subkritična voda
Objavljeno v DKUM: 12.09.2019; Ogledov: 1380; Prenosov: 139
Celotno besedilo (4,48 MB)

Opis: V magistrski nalogi smo razvili postopek in izvedli preliminarno analizo kovin v ptičjem perju v industrijskem laboratoriju Talum Inštitut, d. o. o. Novost v metodološkem delu ustaljenega postopka analize kovin v vzorcih s tehniko ICP-MS je predstavljala priprava biološkega materiala za razklop v mikrovalovni pečici. Vzorce perja 22 osebkov 7 različnih vrst (lesna sova, Strix aluco, kanja, Buteo buteo, skobec, Accipiter nisus, kragulj, Accipiter gentilis, kozača, Strix uralensis, mala uharica, Asio otus, rečni galeb, Larus ridibundus) iz 12 lokacij (Ljubljana z okolico, Ivančna Gorica, Kranj, Brnik, Velenje, Celje, Griže, Remšnik, Maribor, Ptuj, Šentjernej, Koper) smo prejeli od Zatočišča za zaščitene prostoživeče živali Golob, d. o. o., na Muti. Odvzeli so jih v času kliničnega pregleda in zdravstvene oskrbe živali. Vzorce so odvzeli tudi poginulim ali usmrčenim osebkom. Krovna in puhasta peresa s prsnice smo uporabili v celoti, letalna peresa peruti in repa pa smo razrezali na distalni in proksimalni del ter srednji del na pigmentirane in manj pigmentirane proge. Analizirali smo vsebnost 25 elementov: Ag, As, Al, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, Ti, Tl in Zn. Uspešnost metode smo preverili s primerjavo rezultatov analize različnih delov letalnih peres peruti in repa s trendi iz literature. Potrdili smo, da Talum Inštitut, d. o. o., omogoča izvedbo merjenja koncentracij kovin v ptičjem perju. Rezultate analize smo uredili po lokacijah, vrstah in trofičnih nivojih. S kovinami bolj obremenjena mesta so Ptuj, Maribor, Šentjernej, Celje in Velenje, manj pa Ivančna Gorica, Brnik in Remšnik. Na osnovi rezultatov glede na vrste in trofične nivoje nismo mogli oblikovati splošno veljavnih sklepov zaradi premajhnega števila vzorcev v posameznih kategorijah.
Ključne besede: kovine, perje, bioindikator, biomonitoring
Objavljeno v DKUM: 05.01.2016; Ogledov: 2874; Prenosov: 252
Celotno besedilo (2,15 MB)

Opis: V magistrski nalogi smo preučili možnost energijske izrabe perja, ki kot stranski produkt ostane v Perutnini Ptuj. Postavitev celotnega sistema bo vključevalo sušilnico perja in kotlarno s postavljenim Rankinovim krožnim procesom, ki proizvaja toplotno in električno energijo. V krožnem procesu bo ostajala vroča voda, ki je uporabna tako za sušilnico kot tudi uporabo v tehnološkem procesu v mesno predelovalnem obratu. V drugem delu naloge – v aplikativnem delu – smo na osnovi inženirskih in ekonomskih izračunov poskušali kar najbolj realno prikazati možnost vzpostavitve sistema izrabe ostankov kot biomase. Kot končni produkt raziskave je pripravljen zagonski elaborat za zagon projekta nabave in postavitve obrata. V ekonomskem preračunu smo prikazali tako prihodkovno kot odhodkovno stran. Rezultat je smotrna investicija, ki se v dobi 7 let povrne, nadaljnjo delovanje pa ustvarja dobiček podjetju.
Ključne besede: ORC proces, perje, Perutnina Ptuj, kurilna naprava, sušilnica, zagonski elaborat, SPTE
Objavljeno v DKUM: 10.01.2014; Ogledov: 1775; Prenosov: 243
Celotno besedilo (3,68 MB)