1. Zmanjšanje količine žlahtnih kovin v deokso katalizatorjih za pripravo vodika : magistrsko deloLeila Lea Gregorn, 2025, master's thesis Abstract: Z naraščajočim globalnim interesom za brezogljične vire energije postaja vodik pomemben nosilec prihodnje energetske tranzicije. Trenutno se večina vodika še vedno proizvaja iz fosilnih goriv s postopki, ki povzročajo emisije toplogrednih plinov, vendar se kot trajnostna alternativa vse bolj uveljavlja elektroliza vode. Elektrolitski razcep vode ob prisotnosti električne energije omogoča proizvodnjo čistega vodika (t. i. zeleni vodik), v kolikor je elektrika pridobljena iz obnovljivih virov. Za učinkovito uporabo zelenega vodika je ena ključnih zahtev ustrezno čiščenje plina, saj vodik pogosto vsebuje sledove kisika, ki je stranski produkt elektrolize. Prisotnost kisika lahko negativno vpliva na delovanje občutljivih naprav, kot so gorivne celice, zato je potrebna njegova odstranitev. Eden izmed uveljavljenih pristopov za to je uporaba deokso katalizatorjev, ki omogočajo rekombinacijo vodika in kisika v vodo. Tradicionalno se za te katalizatorje uporabljajo plemenite kovine, kot je paladij, ki zagotavlja visoko aktivnost, vendar so njihova cena in omejena razpoložljivost pomembni omejitveni dejavniki.
V sodobnem razvoju materialov se zato vse več pozornosti posveča optimizaciji katalizatorjev, kjer se preučujejo možnosti delne nadomestitve žlahtnih kovin z bolj dostopnimi elementi, kot je baker. Uporaba bakra v kombinaciji s paladijem lahko pripomore k zmanjšanju stroškov in izboljšanju stabilnosti katalizatorjev, ob ohranjanju ali celo izboljšanju katalitske učinkovitosti. Pomembno vlogo pri tem ima izbira nosilca, kot sta Al2O3 ali TiO2, ter način priprave in porazdelitve aktivnih komponent. Celostno razumevanje delovanja teh sistemov vključuje vpliv procesnih parametrov, kot sta temperatura in pretok plinov, ki lahko bistveno vplivata na konverzijo kisika.
Keywords: baker, deokso katalizator, elektroliza vode, paladij, rekombinacija kisika, vodik
Published in DKUM: 07.10.2025; Views: 0; Downloads: 11
 Full text (2,88 MB) |
2. Uporaba encima invertaza za razgradnjo saharoze v pretočnem reaktorju : diplomsko deloAmadeja Škrinjar, 2025, undergraduate thesis Abstract: V okviru diplomskega dela smo raziskovali vpliv pretoka, pH in temperature na presnovo saharoze z encimom invertaza. Cilj raziskovanja je bila optimizacija eksperimentalnih pogojev za čim večjo učinkovitost encimske razgradnje saharoze v pretočnem reaktorju. Saharozo smo razgrajevali z encimom invertaza, ki smo ga imobilizirali na silika gelu. Uspešnost imobilizacije smo določili z Bradfordovo metodo, pri kateri smo sprektrofotometrično določili količino encima, ki se je vezal na silika gel. Reakcije smo izvajali pri različnih temperaturah, pH-jih in pretokih s konstantno koncentracijo substrata (saharoze) v pretočnem mikroreaktorju pri čemer smo temperaturo zagotavljali z vodno kopeljo. Koncentracijo smo določili na podlagi rezultatov iz HPLC analize in jih vnesli v računalniški program. Podatek o presnovi smo ocenili iz koncentracije nastale fruktoze, ki je eden izmed produktov razpada saharoze. Tako smo potrdili hipotezo, da lahko z encimom invertaza uspešno razgrajujemo saharozo v pretočnem reaktorju. Dobili smo polinom, ki je predstavljal izhodno koncentracijo fruktoze kot funkcijo treh spremenljivk: pH, temperature in pretoka. Polinom predstavlja model, ki ga uporabljamo za napoved rezultatov v definiranih območjih veljavnosti. Prav tako nam je uspelo dokazati tudi dodatno hipotezo in sicer, da lahko z metodo odzivnih površin (centralno kompozitna metoda) zadovoljivo, natančno ter z izbranimi parametri opišemo model, ki opisuje nastanek fruktoze kot rezultat razgradnje saharoze z uporabo encima invertaze. Model lahko uporabimo tudi za optimizacijo procesa in izračunamo optimalne pogoje, pri katerih bi dosegli najvišjo presnovo oz. najvišjo koncentracijo fruktoze. Iz rezultatov je razvidno, da ima največji vpliv na koncentracijo fruktoze pH in da lahko dosežemo optimalno presnovo pri pH 4,76, temperaturi 40,39 °C in pretoku 1,20 mL/min.
Keywords: invertaza, saharoza, presnova, fruktoza, metoda odzivnih površin
Published in DKUM: 18.09.2025; Views: 0; Downloads: 15
Full text (2,03 MB) |
3. Impregnacija grafen oksida za uporabo pri dehidraciji fruktozeŠpela Peršak, 2025, undergraduate thesis Abstract: Zanimanje za iskanje novih načinov pridobivanja energije in kemikalij je v velikemu porastu. Odvisnost od fosilnih goriv in neobnovljivih virov je velika, in ves čas poskušamo najti nove načine za pridobivanje energije. Predvsem 5-hidroksimetilfurfural (5-HMF) je obravnavan kot pomembna surovina za pridobivanje bioplastike in biogoriv. 5-HMF lahko pridobimo s katalizirano reakcijo različnih ogljikovih hidratov, kot so na primer fruktoza, glukoza, celuloza in inulin. Najbolj razširjen in najcenejši ogljikov hidrat, iz katerega pridobivamo 5-HMF je glukoza, vendar je izkoristek nekoliko nižji, zato je vedno večji poudarek na pridobivanju 5-HMF iz fruktoze.
Namen našega dela je bila impregnacija grafen oksida s kovinskim katalizatorjem za uporabo pri dehidraciji fruktoze. Izvedli smo sintezo grafen oksida, ki služi kot nosilec za katalizator, pri čemer smo proučili vpliv različnih procesnih parametrov na uspešnost sinteze. Z mokro impregnacijo smo na sintetiziran material vezali nikelj kot aktivno komponento katalizatorja in izvedli reakcijo dehidracije fruktoze.
Sintetizirane katalizatorje smo okarakterizirali z infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo, Brunauer-Emmett-Teller metodo fizisorpcije dušika, material pogledali pod vrstičnim elektronskim mikroskopom in izvedli temperaturno programirano desorpcijo z amonijakom. Pri različnih procesnih pogojih smo izvedli reakcijo dehidracije fruktoze v 5-hidroksimetilfurfural in na podlagi rezultatov, pridobljenih z visokotlačno tekočinsko kromatografijo, določili presnovo reakcije in kinetične parametre. Določili smo najprimernejšo sintezno pot za namen reakcije in potrdili primernost grafen oksida kot nosilca za kovinske katalizatorje.
Keywords: grafen oksid, dehidracija fruktoze, mokra impregnacija, DMSO, nikelj
Published in DKUM: 18.09.2025; Views: 0; Downloads: 21
Full text (3,14 MB) |
4. Imobilizacija encima invertaza na zeolitni nosilec : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeViktorija Rihtarič, 2025, undergraduate thesis Abstract: Encimi so zaradi svoje specifičnosti, učinkovitosti in sposobnosti delovanja pri blagih pogojih široko uporabljeni v različnih industrijskih procesih. Njihova uporaba v prosti obliki je pogosto omejena zaradi nizke stabilnosti ter oteženega ločevanja iz reakcijskega medija. V okviru diplomskega dela smo preučevali imobilizacijo encima invertaze na zeolitni nosilec ZP-4A, ki se zaradi visoke specifične površine, toplotne obstojnosti in možnosti kemijske funkcionalizacije izkazuje kot obetaven material za biokatalitske aplikacije. Encim smo s kovalentno vezavo pritrdili na nosilec z uporabo (3-aminopropil)trietoksisilana kot silanizacijskega reagenta in glutaraldehida kot zamreževalnega sredstva. Učinkovitost imobiliziranega encima smo preverili na reakciji hidrolize saharoze pri različnih vrednostih pH in temperature, s ciljem oceniti vpliv teh parametrov na katalitsko aktivnost. Koncentracije produktov smo določili z uporabo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti (HPLC), spremembe strukture in površine nosilca pa z metodo infrardeče spektroskopije s Fourierjevo transformacijo (FTIR), Brunauer–Emmett–Tellerjevo fizisorpcijo dušika (BET), vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM) ter elementno analizo (EA). Iz rezultatov je razvidno, da je bila imobilizacija uspešna in da je imobilizirana invertaza ohranila učinkovitost v širšem območju eksperimentalnih pogojev. Največja aktivnost je bila dosežena pri pH = 4,5 in temperaturi 30 °C. Rezultati encimskih reakcij ter analiz površine nosilca (SEM, BET, EA) potrjujejo, da je bil zeolit ZP-4A ustrezen za imobilizacijo, saj je encim na njem ohranil stabilnost in omogočil večkratno uporabo.
Keywords: invertaza, imobilizacija encima, zeolit ZP-4A, saharoza
Published in DKUM: 05.09.2025; Views: 0; Downloads: 19
Full text (2,61 MB) |
5. |
6. |
7. |
8. |
9. Use of a heating system to control the probiotic beverage production in batch bioreactorJožef Ritonja, Andreja Goršek, Darja Pečar, 2021, original scientific article Abstract: Fermentation is a crucial bioengineering process, existentially important for modern society.
The most commonly used production unit for this process is the batch bioreactor. Its main advantage
is unsophisticated construction, which unfortunately results in its incapability of controlling the
transient state of the fermentation process. Control of the fermentation can significantly improve
the quality of the product and the economy of the process; therefore, it is useful for bioreactors to
be equipped with a control system. Based on the experimental results, we used an optimization
method to identify a mathematical model that describes the impact of the bioreactor’s temperature
on the fermentation’s transient process. The obtained model was applied for the design and synthesis
of the closed-loop control system. Simulations and experiments confirmed the effectiveness of the
proposed control system. In this way, we can ensure the consistent quality of the produced probiotic
product, increase the amount of the product, and shorten the fermentation time. The original results
display the feasibility of the closed-loop control of the batch bioreactor’s fermentation process by
changing the temperature. So far, the process has been carried without a closed-loop control system.
The problem is current and has not yet been solved sufficiently. There are many attempts published;
one of the last shows the possibility of controlling the fermentation process by changing the oxygen
supply, which is more complex and expensive for realization than the solution from our study.
Keywords: probiotic bewerages, fermentation, modelling, identification, control implementation
Published in DKUM: 16.06.2025; Views: 0; Downloads: 7
Full text (2,79 MB)
This document has many files! More... |
10. Incorporating enriched empirical models into optimization algorithm to enhance biogas productionTina Kegl, Andreja Goršek, Darja Pečar, 2025, original scientific article Abstract: This paper introduces a novel approach to optimization of the anaerobic co-digestion (AcoD) process by developing enriched versions of first-order kinetic, modified Gompertz, and single-stage combined kinetic models. The key innovation of these enriched models lies in the introduction of new kinetic parameters that depend on both temperature and substrate composition, resulting in a set of new model parameters. These parameters are calibrated simultaneously across various process conditions, unlike existing models where kinetic constants are calibrated for only one operating regime. The enriched models are successfully calibrated and validated with experimental data from a batch AcoD of chicken manure with sawdust and fungal-pretreated Miscanthus; the relative index of agreement is higher than 0.99 for the produced biogas under all considered process conditions. By using the calibrated models to optimize the substrate composition and the AcoD process temperature profile, the results indicate that biogas production can increase by up to 50 %. Moreover, the proposed optimization allows for a favorable cost-benefit ratio; the estimated net energy gain can increase by up to 40 %. The proposed enriched models enable accurate prediction of biogas production at various process conditions and optimization of the AcoD process, representing a significant advancement over existing empirical models.
Keywords: biogas production, Pleurothus ostreatus, kinetic model parameters calibration, process optimization, gradient-based optimization, energy trade-offs
Published in DKUM: 29.05.2025; Views: 0; Downloads: 3
 Link to file |
