| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Iskanje po katalogu digitalne knjižnice Pomoč

Iskalni niz: išči po
išči po
išči po
išči po
* po starem in bolonjskem študiju

Opcije:
  Ponastavi


1 - 10 / 125
Na začetekNa prejšnjo stran12345678910Na naslednjo stranNa konec
1.
Proizvodnja biogoriv s procesom torefikacije in njihov vpliv na okolje : doktorska disertacija
Maja Ivanovski, 2024, doktorska disertacija

Opis: Skozi zgodovino se je ves svet ukvarjal s pridobivanjem energije in njeno oskrbo ter posledično razvojem goriv. Zaradi postopnega izčrpavanja zalog fosilnih goriv, tehnološkega napredka in vse večjih okoljskih vprašanj so začela prihajati v ospredje alternativna goriva, ki jih je mogoče črpati na bolj učinkovit in trajnosten način. Energija iz biomase danes predstavlja enega bolj obetavnih obnovljivih virov energije (OVE) v Sloveniji, eni najmanjših držav v Evropi. Med obstoječimi tehnologijami za izboljšanje kakovosti biomase predstavlja proces torefikacije odpadne biomase ambiciozno tehniko predhodne obdelave biomateriala, ki lahko bistveno izboljša lastnosti surove biomase tako, da dobimo ekološko in energetsko sprejemljivejši energent. Toreficirana oz. termično obdelana biomasa je hidrofobna, odporna na biorazgradnjo in primerna za skladiščenje. Pomembna prednost toreficirane biomase je tudi v tem, da ima manjšo žilavost od lesa, kar omogoča lažje mletje in aplikacijo tega biomateriala v industrijske namene. Čeprav so prednosti uporabe toreficirane biomase na svetovni ravni že raziskane in priznane, torefikacija v Sloveniji še ni poznana. V nadaljevanju doktorska disertacija obravnava proces torefikacije odpadne biomase tipične v Sloveniji z namenom proizvesti trdno biogorivo, ki ima višjo kurilno vrednost kot surova biomasa in je tudi hidrofobno: energetska rastlina miskantus (M), ostanek hmelja po žetvi (H), odpadni mešani (MWW) in hrastov les (OWW), odpadno blato iz komunalnih čistilnih naprav (SS), mešane komunalne odpadke (MSW) in njihove mešanice. Torefikacija odpadne lignocelulozne in ne-lignocelulozne biomase je potekala v temperaturnem območju med 200 °C in 300 °C, v inertni ali pol-inertni atmosferi, od nekaj minut do nekaj ur. Na surovih in termično obdelanih biomaterialih so bile izvedene standardne fizikalno-kemijske analize, s katerimi je bila raziskovana odpadna biomasa kvantitativno in kvalitativno ovrednotena (proksimativna in elementna analiza, masni in energijski izplen, faktor izboljšav kurilne vrednosti, indeks stopnje torefikacije itd.). Z infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo (FTIR) je bila določena struktura vzorcev, s termogravimetrično analizo (TGA in DTG) pa je bila določena termična razgradnja surovih in obdelanih biomaterialov. Pridobljeni podatki so bili analizirani z dvema kinetičnima modeloma: Friedman (FR) in Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). Na koncu je bila še izračunana energetska donosnost procesa torefikacije, določene so bile emisije toplogrednih plinov (TGP) in določeni so bili plini, ki se sprostijo med procesom. Ugotovljeno je bilo naslednje: z naraščajočo temperaturo in/ali daljšanjem procesa torefikacije se masni in energetski izpleni vseh raziskovanih vzorcev nižajo, kurilne vrednosti (HHV) se višajo. Delež kisika v vzorcih se zmanjša, prav tako se zniža delež hlapljivih komponent, medtem ko se deleži ogljika in fiksnega ogljika zvišajo. Prav tako se delež lignina v lignoceluloznih vzorcih viša z višanjem temperature, deleža celuloze in hemiceluloze pa se nižata. Temperatura torefikacije ima večji vpliv na proces kot čas torefikacije, pri čemer je optimalna temperatura procesa pri približno 260 °C. To je bilo potrjeno tudi z indeksom stopnje (TSI) torefikacije in EMCI indeksom. Nadalje je FTIR analiza pokazala, da imajo tako surovi kot termično obdelani vzorci funkcionalne skupine tipične za lignocelulozne in ne-lignocelulozne vzorce. Termogravimetrična analiza je pokazala, da se večina obravnavanih vzorcev razgradi v temperaturnem območju do 550 °C. Med samo torefikacijo pa se je sprostilo največ CO2 plina. Obravnavi vzorci odpadne biomase se na podlagi dobljenih rezultatov lahko uporabijo kot možno alternativno biogorivo. Več raziskav in analiz na tem področju je še potrebnih.
Ključne besede: obnovljivi viri energije, torefikacija, odpadna biomasa, kurilna vrednost, emisije TGP
Objavljeno v DKUM: 06.05.2024; Ogledov: 78; Prenosov: 15
.pdf Celotno besedilo (35,92 MB)

2.
Preparation of Synthetic and Natural Porous Polymers via Multiphase Media : doctoral dissertation
Stanko Kramer, 2023, doktorska disertacija

Opis: PolyHIPEs are highly porous polymers with an interconnecting porous structure. They have found usage in the removal of pollutants, water clean-up, oil spill removal, catalysis, controlled release of active compounds, wound dressing and tissue engineering. The wide applicability of polyHIPEs is possible through their inherent porosity and chemical diversity. The aim of this dissertation was to increase the chemical diversity of polyHIPEs, develop an efficient method for the synthesis of polyHIPE beads and to use natural resources for the synthesis of polyHIPEs, subsequently, paving the pathway to more sustainable synthetic procedures. PolyHIPEs tend to have poor mechanical properties, therefore, it was crucial to investigate the influence of the internal phase volume, initation type (photo vs thermal) and monomer functionality on the mechanical and morphological properties of thiol-ene polyHIPEs. The results show that the main factors influencing the morphological and mechanical properties are the monomer structure and the internal phase volume. Besides the inherent porosity and chemical versatility typical of polyHIPEs, they can also be produced in various shapes, e.g., monoliths, membranes and beads. Therefore, the dissertation also focuses on the synthesis of polyHIPE beads. The polyHIPE beads were produced through the usage of water-in-oil-in-water (W/O/W) multiple emulsions. To enable the synthesise of open porous polyHIPE beads, thiol-ene polymerisation was combined with photopolymerisation to guarantee a rapid polymerisation prior the break-down of the multiple emulsion. Consequently, it was possible to synthesise polyHIPE beads. The first study showed that by altering the thiol to acrylate ratio in favour of the acrylate the degradation rate of the synthesised polyHIPE beads gets reduced. Additionally, it was demonstrated that the beads can be readily functionalised with allyl amine and used for the adsorption of methylene blue (12.0 mg/g in 24 hours). The next study combined polyHIPE beads with magnetic nanoparticles (MNPs) to produce magnetic polyHIPE beads which were used for the removal of Pb2+. To produce the magnetic polyHIPE beads, magnetic nanoparticles (MNPs) were added to the organic phase. The MNPs get incorporated into the polymer-network after the polymerisation, therefore, forming magnetic polyHIPE beads. The MNPs were shown to influence the morphology and the size of the beads. Additionally, the polyHIPE beads were shown to remove up to 97.0 % of Pb2+ after 24 hours from a 2.9 mg/L solution of Pb2+. In the last study related to the synthesis of polyHIPE beads, functional polyHIPE beads were produced and then functionalised to enable the binding of the enzyme invertase. These beads were then utilised for the hydrolysis of sucrose. The conversion of sucrose to glucose and fructose was 100% after 60 minutes for the polyHIPE beads, while the conversion for non-porous beads was only 6.5%. The last part of the thesis focused on more sustainable/natural approaches to polyHIPE synthesis. The first study utilised limonene as a replacement to conventional solvents (e.g., cyclohexane) in the production of O/W HIPEs and the polymerisation thereof into polyHIPEs. It was shown that limonene can be used as an efficient replacement in the production of polyHIPEs. The next study used natural resources (terpenoids) which were modified to contain polymerisable units, which were used for the synthesis of terpenoid-based polyHIPEs. The synthesised monomers were then crosslinked with 5 and 10 mol. % TMPTA to form polyHIPEs, consequently producing porous polymers. The last study in this thesis used the terpenes limonene, carvone and myrcene to produce bio-based polyHIPEs by utilising multifunctional acrylates (PETA and TMPTA) as the comonomers. This study demonstrates that it is possible to prepare polyHIPEs from commercially available terpenes, therefore, moving the field of polyHIPEs into a more sustainable direction.
Ključne besede: HIPE, PolyHIPE, Multiple Emulsions, Functional polyHIPEs, Natural Polymers, Terpenes
Objavljeno v DKUM: 08.12.2023; Ogledov: 335; Prenosov: 60
.pdf Celotno besedilo (8,08 MB)

3.
Določanje sprememb v kemijski sestavi hmelja pri različnih pogojih skladiščenja ter vrednotenje vpliva postaranega hmelja na aromo in grenčico piva : doktorska disertacija
Ksenija Rutnik, 2023, doktorska disertacija

Opis: Hmelj (Humulus lupulus L.) je dvodomna trajnica, ki obrodi enkrat letno, njegova uporaba, ki je omejena predvsem na pivovarsko industrijo, pa poteka skozi celotno leto. Zaradi navedenega je uporaba svežega hmelja skozi leto praktično nemogoča, zato je izjemnega pomena ohraniti kakovost hmelja na kar se da visoki ravni. V sklopu doktorske disertacije smo ovrednotili vpliv različnih pogojev skladiščenja (anaerobno/aerobno, 4 °C/sobna T) na vsebnost alfa-kislin, beta-kislin, eteričnega olja, komponent eteričnega olja in na vrednost HSI-ja, v šestih različnih sortah (Celeia, Aurora, Bobek, Styrian Gold, Savinjski golding in Styrian Wolf), v obliki storžkov in peletov. Navedene parametre smo spremljali dve leti, s čimer smo objavili prve tako obširne in dolgo trajajoče študije o stabilnosti hmelja pod različnimi pogoji na svetu. Prav tako smo s poskusom varjenja piva preučili vpliv postaranega hmelja na kakovost in intenzivnost arome ter grenčice piva in tudi tukaj objavili eno prvih raziskav na področju vpliva postaranega hmelja na kakovost piva. Vsebnost alfa- in beta-kislin, vsebnost eteričnega olja, sestavo eteričnega olja, grenčico in HSI smo analizirali po že vpeljanih metodah, za analizo hmeljne arome piva ter vsebnosti humulinonov in izo-alfa-kislin pa smo vpeljali nove analizne metode. Validacija navedenih metod je predstavljena v sklopu doktorske disertacije. Pri preučevanju vplivov skladiščenja smo ugotovili, da s pogoji skladiščenja vplivamo na kakovost hmelja, ter da s primernim skladiščenjem upočasnimo procese staranja. Za najprimernejše so se izkazali anaerobni pogoji pri nizkih temperaturah (4 °C), za najmanj primerne pa aerobni pogoji pri sobni temperaturi. Pri beta-kislinah in HSI-ju je na njuno vsebnost vplivala tudi oblika hmelja, peleti so se izkazali za obstojnejše. Odstotek vsebnosti n-humulona v alfa-kislinah se skozi skladiščenje ni spreminjal, se je pa spreminjala vsebnost n-lupulona v beta-kislinah v peletih. Razmerje med alfa- in beta-kislinami je pri neoptimalnih pogojih skladiščenja v storžkih naraščalo, v peletih pa se je nižalo. HSI je z naraščanjem časa eksperimenta naraščal, s čimer smo potrdili naraščanje oksidacijskih produktov alfa- in beta-kislin. Naraščanje oksidacijskih produktov se je odražalo tudi v pivu; višji kot je bil HSI hmelja uporabljenega za pripravo piva, nižja je bila kakovost piva. Pri hladno hmeljenem pivu se je, z naraščanjem HSI-ja pri hmelju uporabljenemu za hmeljenje, zniževala intenzivnost in kakovost arome, prav tako vsebnost komponent eteričnega olja. Zniževala se je tudi kakovost grenčice, pri uporabi hmelja s HSI-jem višjim od 0,6 pa smo zaznali prekomerno penjenje. Pri tradicionalnem postopku hmeljenja postaran hmelj manj vpliva na samo kakovost piva, sploh kadar imamo dolg čas vrenja hmelja. Se pa predvsem na aromi zazna prisotnost oksidacijskih produktov, ki v pivo vnesejo vonj po postaranem in oksigeniranem. Na podlagi rezultatov smo tako postavili mejo za kakovosten hmelj, ki ne vpliva negativno na aromo in grenčico piva. Pri hladnem hmeljenju je ta meja 0,4 pri Aurori in Celei ter 0,5 pri Styrian Wolfu, pri tradicionalnem hmeljenju pa je ta meja 0,5. Doktorsko delo tako predstavlja obsežen vpogled v spremembe kemijske sestave pri različnih načinih skladiščenja in spremembe na aromi in grenčici piva pripravljenega s postaranim hmeljem.
Ključne besede: postaran hmelj, kakovost piva, alfa-kisline, beta-kisline, HSI, eterično olje hmelja
Objavljeno v DKUM: 30.11.2023; Ogledov: 471; Prenosov: 53
.pdf Celotno besedilo (9,69 MB)

4.
Sinteza trajnostnih in regenerativnih oskrbovalnih mrež na osnovi matematičnega programiranja za postopno doseganje ogljične nevtralnosti : doktorska disertacija
Sanja Potrč, 2023, doktorska disertacija

Opis: Blaženje podnebnih sprememb je eden največjih izzivov sodobne družbe, ki je tesno povezan z vprašanjem energetskega sistema v prihodnosti. Zaradi vse večjega povpraševanja po energiji in s tem povezanega vpliva na okolje in človeštvo je potrebno preoblikovanje energetskega sistema in nadaljnji razvoj v smeri učinkovitejše proizvodnje, dobave in rabe energije. Sedanji ukrepi za doseganje ogljične nevtralnosti in omejitve globalnega segrevanja pod 2 °C glede na predindustrijsko raven so prepočasni in nezadostni, zato bodo za dosego tega cilja potrebna velika prizadevanja na globalni ravni. Proizvodne sisteme je treba sintetizirati v smeri trajnostnega in regenerativnega razvoja, da bodo prilagodljivi na podnebne spremembe in uravnoteženi ter da bodo ohranjali biotsko raznovrstnost za zadovoljitev potreb človeštva v prihodnosti z ohranjanjem celovitosti narave. V doktorski disertaciji prikazujemo razvito metodologijo za celovito sintezo in optimizacijo obsežnih energetskih, (bio)kemijskih in kmetijskih oskrbovalnih mrež za prehod na trajnostni energetski sistem in postopno doseganje ogljične nevtralnosti v Evropski uniji do leta 2050. Hkratno reševanje teh sistemov je možno le z uporabo pristopa matematičnega programiranja, ki zagotavlja tudi dopustnost optimalnih rezultatov za dani niz pogojev. Sinteza takšnih obsežnih oskrbovalnih mrež vsebuje ogromno število zelo kompleksnih interakcij, zato smo pri modeliranju uporabili številne tehnike za zmanjšanje velikosti modela in učinkovite dekompozicijske tehnike. Razvili smo metodologijo za dinamično sintezo oskrbovalnih mrež z biogorivi, električno energijo in toploto iz obnovljivih virov energije ob upoštevanju vseh treh stebrov trajnostnega razvoja – ekonomskega, okoljskega in socialnega. Za povečanje učinkovitosti prihodnjega energetskega sistema in izkoriščanja sinergističnih učinkov povezovanja med sektorji smo matematični model dodelali z medsektorsko integracijo in vključitvijo tako kratkoročnih kot dolgoročnih hranilnikov energije. Doktorska disertacija prikazuje tudi razvoj koncepta regenerativnih oskrbovalnih mrež za postopen prehod na samoobnovitveni (regenerativni) energetski sistem in doseganje letnih negativnih neto emisij oziroma preseganje ogljične nevtralnosti. V ta namen smo razvili napovedovalni model za določanje samoobnovitvene zmožnosti Zemlje glede zajemanja CO2 in koncentracije CO2 v atmosferi. Rezultati optimizacije oskrbovalnih mrež z biogorivi kažejo, da bi z dodatno proizvodnjo biogoriv lahko že do leta 2030 dosegli bistveno večji delež obnovljivih virov energije v prometu, kot je cilj direktive EU, vendar bo za konkurenčnost proizvodnje biogoriv v nekaterih državah ključnega pomena, da bodo podjetja prejela dodatne subvencije. Ugotovili smo tudi, da optimizacija oskrbovalnih mrež na širši, kontinentalni ravni, privede do bistveno boljše trajnostne in ekonomske neto sedanje vrednosti kot v primeru optimizacije na ravni posameznih držav. Rezultati prav tako kažejo, da bo imela medsektorska integracija, predvsem elektrifikacija prometnega in stanovanjskega sektorja ter storitvenih dejavnosti, velik vpliv na izboljšanje učinkovitosti sistema in pospešitev prehoda na trajnostno energetsko prihodnost. Prav tako je pri načrtovanju prihodnjega energetskega sistema pomembno, da ne stremimo le k doseganju ogljične nevtralnosti, temveč k regenerativnemu energetskemu sistemu z negativnimi neto letnimi emisijami, sicer koncentracija CO2 v atmosferi ne bo začela padati, povprečna temperatura pa bo še naprej naraščala. Dobljeni rezultati predstavljajo celoten energetski prehod z izbiro ustreznih tehnologij, lokacij in surovin za doseganje regenerativnega energetskega sistema, ki je sposoben samoobnavljanja. Razvoj novih konceptov in metodologij za sintezo in optimizacijo širših sistemov trajnostnih in regenerativnih oskrbovalnih mrež na osnovi matematičnega programiranja je zelo pomemben za načrtovanje prihodnjega proizvodnega in energetskega sistema.
Ključne besede: matematično programiranje, oskrbovalne mreže, sinteza oskrbovalnih mrež, trajnostni razvoj, regenerativni razvoj, energetski prehod, ogljična nevtralnost
Objavljeno v DKUM: 11.10.2023; Ogledov: 393; Prenosov: 95
.pdf Celotno besedilo (11,23 MB)

5.
Priprava in uporaba adsorbenta iz rdeče sadre za čiščenje odpadnih vod : doktorska disertacija
Anja Pfeifer, 2023, doktorska disertacija

Opis: V sklopu doktorske disertacije smo proučili, ali je mogoče iz rdeče sadre, ki trenutno predstavlja odpadek in obremenjuje okolje, pripraviti učinkovit adsorbent, ki bi bil uporaben za čiščenje odpadnih vod različnih pH vrednosti. Na učinkovitost posameznih adsorbentov ima velik vpliv način sintetiziranja kakor tudi raztopina, ki jo želimo čistiti. V sklopu priprave adsorbenta smo spreminjali koncentracijsko razmerje vhodnih surovin, temperaturo priprave adsorbenta, čas mešanja, intenziteto mešanja in preverjali učinek različne količine dodanega adsorbenta na potek adsorpcije. Analizirali smo lastnosti adsorbenta in preverili njegovo učinkovitost. Rezultate smo primerjali z rezultati, ki smo jih dobili z uporabo zeolita, bentonita in bele žlindre, kakor tudi z rezultati različnih avtorjev.
Ključne besede: rdeča sadra, adsorpcija, adsorbent, titanov dioksid, Langmuir, Freundlich
Objavljeno v DKUM: 25.07.2023; Ogledov: 555; Prenosov: 0
.pdf Celotno besedilo (7,78 MB)

6.
Molekularni in celični odziv na oksidativni stres, hipoksijo in naravne antioksidante, pridobljene s konvencionalno in superkritično ekstrakcijo, pri akutni in kronični mieloični levkemiji in vitro : doktorska disertacija
Staša Jurgec, 2023, doktorska disertacija

Opis: Akutna mieloična levkemija (angl. Acute Myeloid Leukemia, AML) in kronična mieloična levkemija (angl. Chronic Myeloid Leukemia, CML) sta skupini hematoloških rakov, za kateri je značilna nekontrolirana delitev krvnih celic mieloične linije. Kljub napredku v poznavanju genetskih dejavnikov in molekularnih mehanizmov, ki lahko privedejo do AML in CML, so trenutno razpoložljivi načini zdravljenja nezadostni. Za boljše razumevanje patofiziologije nastanka in razvoja AML in CML smo v doktorski nalogi proučili uravnavanje celične redoks homeostaze pri tej skupini rakov. V prvem delu doktorske naloge izvedli meta-analizo transkriptomskih podatkov iz 4 študij CML in 1 študije AML. V drugem delu smo na celičnih linijah AML HL-60 in KASUMI1 in celičnih linijah CML K562 in Ku812F natančneje proučili vpliv oksidativnega stresa, povzročenega z vodikovim peroksidom, hipoksije in naravnih ekstraktov origana, konoplje in brusnice, pridobljenih s hladno maceracijo, ekstrakcijo z ultrazvokom in superkritično tekočinsko ekstrakcijo, na molekularnem in celičnem nivoju. Z meta-analizo transkriptomskih podatkov smo med prvimi 100 najbolj diferencialno izraženimi geni identificirali gen za nekodirajočo RNA LINC01554 in dva pseudogene RPS27AP20 in FAM133CP, ki predhodno še niso bili povezani z AML in CML, in potrdili, da se AML in CML razlikujeta v izražanju genov, poveznih z uravnavanjem redoks homeostaze. Izpostavitev oksidativnemu stresu je znižala celično rast/proliferacijo pri proučevanih celičnih linijah, pri tem pa je bil vpliv večji pri celičnih linijah AML kot CML. Oksidativni stres je še znižal metabolno aktivnost celice pri celičnih linijah AML in jo povišal pri celičnih linijah CML. Ugotovljene razlike v celični rasti/proliferaciji in metabolizmu med AML in CML v pogojih oksidativnega stresa so bile posledica zmanjšanega preživetja celičnih linij AML v primerjavi s celičnimi linijami CML in ne spremenjenega celičnega cikla. Na molekularnem nivoju so se proučevane celične linije razlikovale v izražanju AQP1, 3, 8, 9 in 11, SOD1, CAT in AATF. Tretiranje z ekstrakti je v pogojih oksidativnega stresa znižalo celično rast/proliferacijo pri celičnih linijah HL-60, KASUMI1 in K562 in povišalo količino reaktivnih kisikovih in dušikovih spojin (ROS/RNS) pri celični liniji HL-60 oziroma znižalo njihovo količino pri celični liniji KASUMI1. Ekstrakti niso vplivali na celično rast/proliferacijo pri celični linji Ku812F in na količino ROS/RNS pri celičnih linijah K562 in Ku812F. Znižana celična rast v prisotnosti oksidativnega stresa in ekstraktov je bila posledica zmanjšanega preživetja celic in ne spremenjenega celičnega cikla. Tretiranje z ekstrakti brusnice je povišalo izražanje SOD1 pri celični liniji Ku812F, v prisotnosti oksidativnega stresa in specifičnih ekstraktov pa smo ugotovili še razlike v izražanju SOD1, NQO1 in PRDX1 med proučevanimi celičnimi linijami. Hipoksija je znižala celično rast/proliferacijo pri vseh proučevanih celičnih linijah, pri tem pa so bile celične linije AML bolj dovzetne za vplive hipoksije kot celične linije CML. Še več, hipoksija je specifično znižala metabolizem celice pri celičnih linijah AML. Znižana rast/proliferacija in metabolizem celičnih linij AML v primerjavi s celičnmi linijami CML v hipoksiji sta bila posledica zmanjšanega preživetja in ne spremenjenega celičnega cikla. Rezultati doktorske naloge kažejo, da se AML in CML razlikujeta v molekularnem in celičnem odzivu na dejavnike, ki vplivajo na celično redoks homeostazo. Molekularni mehanizmi, ki omogočajo večjo dovzetnost AML za ROS/RNS, ki vodijo v znižanje celične rasti/proliferacije in preživetja celic, bi lahko v prihodnje predstavljali potencialne klinične tarče za nadzorovanje in zdravljenje te bolezni.
Ključne besede: AML, CML, oksidativni stres, hipoksija, naravni ekstrakt, RT-qPCR
Objavljeno v DKUM: 19.07.2023; Ogledov: 534; Prenosov: 52
.pdf Celotno besedilo (3,23 MB)

7.
Ekstrakcija hmelja (Humulus lupulus L.) s sub- in superkritičnimi fluidi : doktorska disertacija
Katja Bizaj, 2023, doktorska disertacija

Opis: Glavni namen raziskav v okviru doktorske disertacije je bil opraviti preliminarne raziskave ekstrakcij z različnimi topili in pridobiti podatke za potrebe načrtovanja industrijske postavitve superkritične ekstrakcije hmelja. Delo sestoji iz treh delov. Prvi del se osredotoča na preučitev hmeljnih kultivarjev v Sloveniji in na značilnosti svetovnega trga. Drugi del disertacije preučuje učinkovitost ekstrakcije hmelja z različnimi topili pod sub- in superkritičnimi pogoji delovanja. Topila so bila izbrana glede na njihovo različno polarnost. CO2, propan in SF6 so bili uporabljeni kot nepolarna topila, DME pa kot polarno topilo. Še posebej sta nas zanimala DME in SF6, saj še nobena študija ni preučevala postopka ekstrakcije hmelja z uporabo teh dveh topil. Pri enakih pogojih delovanja so bila topila v različnih stanjih. Delovni parametri so bili 50 bar, 100 bar in 150 bar ter 20 °C, 40 °C, 60 °C in 80 °C za vsa topila. Za postopek ekstrakcije smo uporabili semi-kontinuirni ekstrakcijski postopek, kjer smo raziskovali vpliv ekstrakcijskih parametrov na izkoristek ekstrakcije ter kvaliteto dobljenega ekstrakta. Matematični model, ki temelji na drugem Fickovem zakonu, je dobro opisal eksperimentalne rezultate ekstrakcij. V vseh 27 vzorcih ekstraktov smo določili vsebnost α- in β-kislin z uporabo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti (HPLC). Na koncentracijo mehkih kislin v hmeljnih ekstraktih so v veliki meri vplivali vrsta topila ter temperatura in tlak, uporabljena med ekstrakcijo. Rezultati kažejo, da sta bila CO2 in propan po topnosti približno enakovredna DME, medtem ko je bil SF6 pri enakih pogojih zelo slabo topilo za ekstrakcijo hmeljevih smol. V nadaljevanju smo ocenili vsebnost eteričnih olj in fenilnega flavonoida ksantohumola (XN) v ekstraktih hmelja. Za določanje vsebnosti XN v ekstraktih je bila uporabljena HPLC metoda. Dobljeni rezultati so pokazali, da je bila najvišja koncentracija XN ugotovljena v ekstraktih, pridobljenih z DME. Za analizo eteričnih olj v ekstraktih, povezanih z izrazitim vonjem, je bila izvedena parna destilacija ekstraktov in uporabljena GC analiza. Hmeljno olje, pridobljeno z ekstrakti CO2 pri specifičnih pogojih, je imelo najvišjo relativno koncentracijo linalola, β-kariofilena in α-humulena, olje, pridobljeno z ekstrakti propana, pa je imelo najvišjo vsebnost vseh drugih petih izbranih sestavin (mircena, geraniola, farnezena, α-selinena in δ-kadinena). Relativna vsebnost preiskovanih sestavin eteričnega olja v izvlečkih DME je bila podobna kot v izvlečkih iz propana. S pospešenim testom staranja ekstraktov smo proučili vpliv zraka (oksidacije) in temperature na njihovo skladiščno obstojnost ter ugotavljali razliko vsebnosti α- in β-kislin, XN in EO pri specifičnih pogojih ekstrakcij. Zadnji del doktorske disertacije predlaga načrtovanje procesa CO2 ekstrakcije in ekonomsko analizo investicije. V ta namen smo naredili zasnovo »scale-up« postopka in optimizirali postopek CO2 ekstrakcije. Za separacijske procese smo razvili model prenosa snovi med trdno in tekočo fazo, obogateno z znanjem termodinamike, transportnih pojavov in masno bilanco. Z ozirom, da postaja produktno inženirstvo izredno aktualno za tehnološki razvoj, potrebuje vso zahtevno znanstveno in strokovno podlago. Določili smo karakteristike posameznih procesnih enot in ocenili vrednosti investicije. Ovrednotili smo obratovalne stroške in stroške pogonskih sredstev, kamor spada časovni delež obratovanja, stroške električne energije, stroške pare in stroške hladilne vode. Glede na situacijo v hmeljarstvu smo določili stroške hmelja. Na trgu se stekajo informacije o ponudbi in povpraševanju in tu se - glede na splet tržnih dogajanj - oblikuje tudi cena hmelja. Glede na sam proces ekstrakcije smo določili tudi stroške dela ter ovrednotili prihodke od prodaje ekstrakta. Naredili smo finančno analizo s kriteriji za odločanje o sprejemljivosti investicije.
Ključne besede: hmelj (Humulus lupulus L.), sub- in superkritična ekstrakcija, ogljikov dioksid, propan, dimetil eter, žveplov heksafluorid, eterično olje hmelja, CO2 ekstrakcija, finančna analiza
Objavljeno v DKUM: 06.03.2023; Ogledov: 671; Prenosov: 219
.pdf Celotno besedilo (5,88 MB)

8.
Optimizacija procesa izolacije učinkovin iz industrijske konoplje v kombinaciji z ingverjem ter biološki učinki mešanic : doktorska disertacija
Taja Žitek Makoter, 2022, doktorska disertacija

Opis: Doktorska disertacija opisuje optimiziran postopek predelave in obdelave naravnega materiala od surovega materiala do končnega produkta. Navaja postopke predpriprave industrijske konoplje za dosego višje selektivnosti materiala že pred ekstrakcijo. Nato se osredotoča na optimizacijo ekstrakcijske metode in možnosti sinergističnega učinka med komponentami industrijske konoplje in komponentami iz rastlin družine Zingiberaceae. Kvaliteto ekstrakta in sinergijo med rastlinami karakterizira na podlagi analitskih rezultatov (determinacija kanabinoidov), z računalniškim programom Design expert, računalniškim jezikom R ter determinacijo antioksidativnega, antimikrobnega in antikancerogenega delovanja. Na koncu pa predstavi možnost naravne formulacije, ki ustreza kriterijem obstojnosti in ohrani biološko razpoložljivost formuliranega ekstrakta. V doktorski disertaciji je bil potrjen signifikanten vpliv postopka mehanske predobdelave surovega materiala na vsebnost kanabinoidov, zaradi katerega je posledično bila čistost ekstrakta bistveno višja. Ugotovljeno je bilo, da se s kombinacijo ekstrakcije s superkritičnim ogljikovim dioksidom (pri temperaturi 60 °C in tlaku med 300 bar in 550 bar) ter ultrazvočno etanolno ekstrakcijo, izvedeno pri temperaturi 8 °C in 8 min, pomembno približamo kanabinoidnemu razmerju v rastlini, hkrati pa dosežemo visoke vsebnosti kanabinoidov, predvsem CBD komponente (511 mg/g ekstrakta). Prav tako se je izkazalo, da ima ingver pomemben sinergističen vpliv na industrijsko konopljo, saj se je vsebnost CBD komponente v ekstraktu povišala za 11,5 ut. %. Dobljenemu ekstraktu je bil potrjen antimikrobni potencial za bakteriji Staphylococcus aureus in Escherichia coli ter glivo Candida albicans. Dokazana je bila tudi inhibicija melanomskih celic WM-266-4 ob nanosu ekstrakta mešanice ali ekstrakta konoplje. Glede na antimikrobni in antikancerogeni potencial je ekstrakt mešanice pokazal aktivnejšo delovanje oziroma zaviranje mikroorganizmov in rakastih celic, kar smo dodatno potrdili z apoptotskim testom. Na koncu smo pripravili naravno formulacijo ekstrakta v obliki organogela. Glavna prednost organogelskih sistemov sta nizka toksičnost in iritabilnost po aplikaciji na človeško kožo ter aktivnejšo penetracijo učinkovin na tarčno mesto. Kot optimalno sestavo smo potrdili: 18 % ekstrakta, 5 % gelatorja (Stearinske kisline) in 77 % hladno stiskanega konopljinega olja. Doktorska disertacija skozi 'zelen' proces predstavlja postopke za pripravo kakovostnega naravnega produkta visoke selektivnosti s pozitivnimi vplivi na človeško telo. Glede na rezultate zaključuje, da je pridobljen ekstrakt ali organogel primeren za uporabo kot podporna terapija pri različnih boleznih.
Ključne besede: sejanje, ekstrahiranje, optimiziranje, formuliranje, antimikrobni potencial, antikancerogeni potencial
Objavljeno v DKUM: 05.01.2023; Ogledov: 661; Prenosov: 265
.pdf Celotno besedilo (52,62 MB)

9.
Kvantno mehansko proučevanje molekularnih mehanizmov karcinogeneze in njeno preprečevanje z naravnimi spojinami
Eva Španinger, 2022, doktorska disertacija

Opis: Povzetek Dasiravno obdobje intenzivnega preučevanja raka traja že dobro stoletje, nam še vedno ni obrodilo odgovorov na številna ključna vprašanja o nastanku raka (karcinogenezi), dejavnikih, ki vplivajo na njegovo napredovanje; in seveda kako ga uspešno zdraviti brez ali s kar najmanj stranskimi učinki. Vsled navedega nam ni manjkalo povodov, da se lotimo preučevanja raka s povsem drugačnim, sodobnejšim in varnejšim pristopom. Preučevanja karcinogeneze oziroma njenih molekularnih mehanizmov smo se v doktorskem delu lotili s pomočjo računalniških metod osnovanih na kvantni kemiji oziroma kvantni mehaniki. In silico pristop k preučevanju molekularnih mehanizmov za razliko od številnih drugih namreč ne predstavlja zdravstvenega tveganja. Najprej smo izvedli simulacije reakcije alkilacije in acilacije karcinogena β-propiolaktona z genetskim materialom oziroma posameznimi DNK bazami (adeninom, citozinom, gvaninom in timinom). Uporaba posameznih baz nam je olajšala in pospešila izračune ter omogočila, da smo spoznali, katera so ranljivejša mesta našega dednega materiala in najverjetnejša tarča kemijskih karcinogenov. Za širši in podrobnejši vpogled v molekularne mehanizme karcinogeneze smo preučili tudi mehanizme reakcij karcinogena akrilonitrila z DNK bazami. Kasneje smo z enakimi metodami izvedli tudi reakcije karcinogena β-propiolaktona s snovmi z antikancerogenim delovanjem kamor spadajo glutation (telesu naravni lovilec) in nekatere polifenolne spojine, ki bi glutation lahko potencialno nadomestile in tako preprečile karcinogenezo. Tako smo pokazali, da lahko z računalniškimi metodami na temeljih kvantne kemije ne le preučujemo karcinogenezo, ampak tudi iščemo potencialne kandidate za njeno preprečevanje in celo zdravljenje. V disertaciji smo obsežno predstavili številne naravne spojine skupaj z njihovimi odkritimi biološkimi mehanizmi antikancerogenega delovanja in prednostmi njihovega zaužitja, med katerimi so številni polifenoli, kakor tudi nekatere naravne spojine iz hmelja, čigar uporaba sega ne samo stoletja, temveč celo tisočletje nazaj. Dandanes pa se počasi oživlja uporaba hmelja tudi v zdravstvene namene in ne zgolj v prehranske. Nenazadnje pa nas je zanimalo tudi ali lahko s pomočjo simulacij molekulske dinamike, ki prav tako spadajo med računalniške metode parametrizirane na kvantni mehaniki, preučujemo tudi posledice karcinogeneze, v našem primeru polimorfizmov posameznega nukleotida. Za razliko od večine znanstvene srenje smo hodili po manj raziskanem terenu, saj smo se odločili preučiti vpliv regulatornega polimorfizma posameznega nukleotida (rSNP-ja) iz nekodirajočega področja genoma na vezavo transkripcijskega faktorja vpletenega v ekspresijo specifičnega gena oziroma na regulacijo genske ekspresije tega gena. Nekodirajoči del genoma je še vedno zelo slabo raziskan, čeprav tudi asociacijske študije na celotnem genomu (GWAS) nakazujejo na to, da so tudi polimorfizmi locirani na nekodirajočem delu genoma povezani s povečanim tveganjem za nastanek raka. Dokazali smo, da je s tovrstnim pristopom mogoče preučevati rSNP-je in osvetlili številne ovire na poti k uspešnejšemu in vsestranskemu preučevanju raka, ki lahko v bodoče postanejo nove priložnosti in nova področja raziskav o raku. Doktorsko delo tako zaobjema vse faze raka od njegovega preprečevanja, preko karcinogeneze (nastanka) in preučevanja njenih posledic, vse do zaviranja karcinogeneze ter nenazadnje naravnega zdravljenja raka. S preučevanjem mehanizmov nastanka raka se lahko bolje seznanimo s samo boleznijo in jo posledično, če že ne preprečimo, lahko vsaj ustrezneje zdravimo. Utiramo torej pot k uspešnejšemu preprečevanju in zdravljenju raka z manj ali celo brez stranskih učinkov.
Ključne besede: rak, karcinogeneza, kvantna mehanika, molekulska dinamika, polifenoli, hmelj
Objavljeno v DKUM: 07.12.2022; Ogledov: 541; Prenosov: 68
.pdf Celotno besedilo (5,33 MB)

10.
Sustainable processing of materials using supercritical fluids : doktorska disertacija
Dragana Borjan, 2022, doktorska disertacija

Opis: Supercritical fluids (SCFs) are powerful solvents with many unique properties. They have great potential for many processes, from extraction to chemical reactions and recycling. Accordingly, phase equilibrium data and thermodynamic and transport properties measurements in systems with a supercritical phase, as well as reliable and versatile mathematical models of the phase equilibrium thermodynamics, are needed for the process design and economic feasibility studies. The dissertation focuses on the benefits of supercritical fluid technology and consists of three main sections. The first section includes studies of the phase equilibria of the binary gas-alcohol and gas-urea derivatives. The influence of pressure and temperature on the system behaviour (solubility, viscosity, density, interfacial tension, melting point curve) was investigated. Most of the experiments were carried out with a high-pressure optical view cell, with minor modifications of the apparatus and measurement principle to determine mentioned thermodynamic and transport properties. The second part of the dissertation deals with the recovery of extracts from natural materials. Special interest is oriented towards supercritical fluid extracts, characterised by strong biological activities, especially antimicrobial and antioxidant properties. Supercritical fluid extraction has been performed on a semi-continuous apparatus (at pressures of 150 bar and 250 bar and temperatures of 313.15 K and 333.15 K for oregano extraction; and at pressures of 100 bar and 300 bar and temperatures of 313.15 K and 333.15 K for red beetroot extraction) and various methods such as the microdilution method and the DPPH method were used to determine antimicrobial and antioxidant activity. In the third part, an overview of different methods for recycling carbon fibre reinforced composites is given, including chemical recycling with supercritical fluids. This field has not been well explored, and the approach is relatively new but very interesting from a sustainable point of view. For an economically feasible process design, the thermodynamic and mass transfer data have to be determined. The principles of the future lab- and pilot-scale operations demand these supporting data be known. The results obtained in the frame of this study represent the high added value in the scientific field. They are essential to design and modify processes that yield products that cannot be achieved with conventional production processes.
Ključne besede: supercritical fluids, alcohols, urea, phase equilibria, viscosity, density, interfacial tension, modified capillary method, isolation methods, supercritical fluid extraction, pharmacological activity, carbon fiber reinforced composites, recycling techniques
Objavljeno v DKUM: 11.10.2022; Ogledov: 879; Prenosov: 127
.pdf Celotno besedilo (4,64 MB)

Iskanje izvedeno v 6.77 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici