1. Vpliv dolžine DNK zaporedij (G4C2), (G4C2)2 in (G4C2)4 na nastanek tekočekristalnih faz : magistrsko deloMelani Potrč, 2023, master's thesis Abstract: V magistrski nalogi obravnavamo vpliv dolžine linearnih agregatov, ki jih tvorijo z gvaninom bogati oligonukleotidi treh različnih DNK zaporedij (G4C2), (G4C2)2 in (G4C2)4 na nastanek tekočekristalnih faz. Omenjena zaporedja imajo sposobnost tvorbe DNK kvadrupleksov in so povezana z nastankom nekaterih nevrodegenerativnih bolezni, kot sta amiotrofična lateralna skleroza in frontotemporalna demenca. Meritve so bile izvedene z eksperimentalnima metodama dinamično sipanje svetlobe in polarizacijska optična mikroskopija. V magistrskem delu predstavimo pripravo vzorcev DNK zaporedij za izvedbo meritev z obema metodama, postavitev eksperimenta in potek meritev. V prvem delu meritev smo z dinamičnim sipanjem merili intenziteto sipane svetlobe v odvisnosti od časa. Opazili smo dva difuzijska načina, hitrega in počasnega. Predpostavljamo, da hitri difuzijski način opisuje dinamiko kvadrupleksnih agregatov in iz izračunanih difuzijskih koeficientov določimo dolžine agregatov posameznih raztopin DNK zaporedij. Difuzijski koeficient za zaporedje (G4C2) je 0,2∙10^(-10) m^2/s, kar pomeni, da zaporedje tvori izjemno dolge agregate, z dolžinami več kot 80 nm. Za zaporedje (G4C2)2 so značilni kratki kvadrupleksi (≈3 nm), saj je difuzijski koeficient bistveno večji in znaša 1,2∙10^(-10) m^2/s. Zaporedje (G4C2)4 tvori srednje dolge agregate, z dolžino približno 10 nm, difuzijski koeficient pa znaša 0,8∙10^(-10) m^2/s. V drugem delu meritev smo se posvetili iskanju ustreznih pogojev za nastanek in opazovanje tekočekristalnih faz zaporedij (G4C2), (G4C2)2 in (G4C2)4. S pomočjo polarizacijske optične mikroskopije smo ugotovili, da vsa tri zaporedja pri dovolj visokih koncentracijah kažejo kromonično tekočekristalno obnašanje z nematsko in kolumnarno heksagonalno fazo. Ugotovili smo, da je za formiranje agregatov in tekočekristalnih faz značilen zapleten strukturni polimorfizem. Kljub podobni kemijski strukturi naših DNK zaporedij smo opazili tvorbo različno dolgih agregatov, kar se opazi tudi pri različnih teksturah nastalih kromoničnih faz.
Keywords: DNK, oligonukleotidi, kvadrupleksi, dinamično sipanje svetlobe, difuzijski koeficient, velikost agregatov, polarizacijska optična mikroskopija, tekoči kristali, tekočekristalne faze
Published in DKUM: 04.09.2023; Views: 461; Downloads: 90
 Full text (5,02 MB) |
2. Razvoj metode za merjenje difuzijskih koeficientov in površinskih napetosti iz geometrije viseče kaplje s superkritičnimi fluidiGregor Fakin, 2017, master's thesis Abstract: Namen magistrske naloge je bila vzpostavitev merilne naprave in razvoj ter uporaba metode viseče kaplje za merjenje površinskih napetosti in difuzijskih koeficientov v dvofaznih sistemih v okolici kritične točke. Geometrijo kaplje smo določali s pomočjo industrijske kamere Basler in programa OpenDrop 1.1. Gostote dvofaznih sistemov, ki smo jih potrebovali pri določanju površinskih napetosti in difuzijskih koeficientov, smo povzeli bodisi iz podatkovne baze NIST bodisi jih določili z gostotometrom Anton Paar DMA 602.
V prvem delu magistrske naloge je prikazana uporaba metode viseče kaplje za določanje površinskih napetosti dvofaznih sistemov. Metodo smo umerili za dvofazni sistem voda/CO2 pri izotermah 25 °C in 45 °C v območju tlakov do 200 bar. Rezultati umeritve metode kažejo dobro primerljivost z literaturo, kar je zadoščalo za nadaljnje merjenje površinske napetosti še neraziskanim dvofaznim sistemom slanica/CO2, slanica/CO2+5 vol.% Ar in slanica/CO2+10 vol.% Ar pri izotermah 40 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C in 80 °C in območju tlakov od 50 bar do 300 bar. Podatke o površinskih napetosti izmerjenih dvofaznih sistemov smo uporabili pri določanju kapacitete shranjevanja ogljika (ang. Carbon Capture and Storage – CCS) v izbrano globokomorsko slanico Gorgon, kjer smo ugotovili, da dodatek Ar v sistem povzroči zmanjšanje kapacitete shranjevanja CO2.
V drugem delu magistrske naloge smo razvili metodo za merjenje difuzijskih koeficientov iz geometrije viseče kaplje. Metoda je temeljila na predpostavkah psevdostacionarnega stanja sistema in prenosa snovi z ekvimolarno protitočno difuzijo. Razvita metoda se je umerila za sistem voda/CO2 pri izotermah 25 °C in 45 °C in območju tlakov od 50 bar do 600 bar ter izkazala dobro ujemanje z literaturo in teoretičnimi izračuni. Zaradi ugotavljanja vpliva dodatka soli v dvofaznem sistemu voda/CO2, smo pri enakih izotermah in tlakih izmerili difuzijske koeficiente za sistem slanica/CO2, kjer smo ugotovili, da dodatek soli povzroči porast difuzijskih koeficientov pri izotermi 25 °C, ne pa tudi pri izotermi 45 °C.
Keywords: površinska napetost, difuzijski koeficient, viseča kaplja, dvofazni sistem, ujetje in shranjevanje ogljika
Published in DKUM: 14.09.2017; Views: 1470; Downloads: 124
Full text (5,24 MB) |
3. MERJENJE FIZIKALNO-KEMIJSKIH IN TRANSPORTNIH LASTNOSTI SISTEMA POLIMER/SCFTina Kegl, 2016, undergraduate thesis Abstract: Vedno večje zahteve po zmanjšanju negativnega vpliva na okolje in povečanju kakovosti proizvodov vodijo do pospešenih raziskav na področju razvoja novih tehnologij. Med razmeroma nove tehnologije uvrščamo visokotlačne procese s superkritičnimi fluidi, ki veljajo za okolju prijazna, zelena topila.
Diplomsko delo prikazuje študijo fizikalno-kemijskih in transportnih lastnosti sistemov polimer/SCF z namenom procesiranja polimerov pri optimalnih eksperimentalnih pogojih. Preučevane lastnosti sistemov PEG 600/CO2 in Brij52/CO2 pri tlakih od 0 bar do 300 bar in temperaturah 333 K in 353 K so gostota, površinska napetost, topnost in difuzijski koeficient. Gostota sistema je določena z gostotomerom z nihajočo U-cevko in z magnetno suspenzijsko tehtnico. Površinska napetost je določena z metodo kapilarnega dviga. Magnetna suspenzijska tehtnica je bila uporabljena tudi za določanje difuzijskega koeficienta in topnosti superkritičnega CO2 v izbranih polimerih. Na osnovi analize eksperimentalno dobljenih fizikalno-kemijskih in transportnih lastnosti so določeni optimalni procesni parametri za procesiranje polimerov. Mikronizacija s superkritičnim CO2 polimera Brij52 in polimera Brij52 z zdravilno učinkovino esomeprazol je izvedena s PGSS-metodo, medtem ko je za pridobivanje polimerne pene iz Brij52 s superkritičnim CO2 uporabljena GF-metoda. V okviru diplomske naloge je izvedena tudi analiza dobljenih vzorcev po procesiranju polimerov z okoljskim vrstičnim elektronskim mikroskopom.
Rezultati kažejo, da večjo topnost CO2 v talini polimera, večji difuzijski koeficient in manjšo površinsko napetost zagotavlja sistem Brij52/CO2 za vse izbrane tlake in temperature. Tlak in temperatura v avtoklavu pri mikronizaciji polimera Brij52 in polimera Brij52 z esomeprazolom ter tvorbi pene iz polimera Brij52 znašata 333 K in 150 bar.
Po primerjavi dobljenih rezultatov sistema PEG 600/CO2 z razpoložljivimi rezultati iz literature ugotavljamo, da se vplivi posameznih preučevanih parametrov na fizikalno-kemijske in transportne lastnosti dobro ujemajo. Na osnovi tega lahko sklepamo, da so meritve uspešno izvedene tudi za sistem Brij52/CO2, za katerega ni ustreznih rezultatov v razpoložljivi literaturi.
Keywords: procesiranje polimerov, superkritični fluid, gostota, površinska napetost, topnost, difuzijski koeficient
Published in DKUM: 08.09.2016; Views: 3056; Downloads: 1310
Full text (3,51 MB) |
4. Določanje termodinamskih lastnosti dvofaznih sistemov pri visokih tlakih ob uporabi nekonvencionalnih superkritičnih fluidovValentina Špes, 2015, undergraduate thesis Abstract: Namen diplomskega dela je bil določiti termodinamske in transportne lastnosti binarnega sistema polietilen glikol (PEG)/propan za dve različni molski masi polietilen glikola: 10 000 g/mol (PEG 10 000) in 35 000 g/mol (PEG 35 000). Določili smo talilno krivuljo s pomočjo modificirane kapilarne metode v visokotlačni optični celici od 0 MPa do 30 MPa in izračunali difuzijske koeficiente z metodo zunanje tehtnice pri 70 °C. Podatke o temperaturah tališč, pridobljenih s kapilarno metodo, smo primerjali s podatki iz literature in dobili podoben trend obnašanja talilne krivulje. Z uporabo različnih superkritičnih fluidov (SCF), lahko spreminjamo potek talilne krivulje. Sistem z ogljikovim dioksidom ima najbolj izrazit temperaturni minimum, medtem ko je temperaturni minimum najmanj izrazit pri uporabi argona, talilna krivulja propana pa se nahaja med talilnima krivuljama za argon in ogljikov dioksid. Difuzijske koeficiente, ki smo jih dobili z metodo zunanje tehtnice, smo prav tako primerjali z literaturo in ugotovili, da molska masa bistveno ne vpliva na vrednost difuzijskega koeficienta, večji vpliv ima tlak. Pri določenem tlaku doseže krivulja difuzijskih koeficientov v odvisnosti od tlaka maksimalno vrednost, razlog za to je, da se pri teh pogojih v vzorcu polimera raztopi maksimalna količina fluida. Primerjali smo tudi difuzijski koeficient v odvisnosti od vrste fluida in ugotovili oz. potrdili, da na vrednost difuzijskega koeficienta vpliva premer kot tudi lastnosti (polarnost, razvejanost itd.) molekule fluida. Ker je molekula ogljikovega dioksida manjša od molekule propana, so bile vrednosti difuzijskih koeficientov sistema z ogljikovim dioksidom večje. Pridobljeni podatki in primerjave so bistvenega pomena za načrtovanje novih, boljših procesov.
Keywords: temperatura tališča, difuzijski koeficient, propan, polietilen glikol, superkritični fluid
Published in DKUM: 30.10.2015; Views: 1745; Downloads: 105
Full text (3,09 MB) |
5. FORMULACIJA IN KARAKTERIZACIJA NARAVNIH POLIMERNIH NOSILCEV ZA VEZAVO PIGMENTOVTina Perko, 2014, doctoral dissertation Abstract: Prvi del doktorske disertacije je namenjen raziskavam faznih ravnotežij trigliceridov v sub- in superkritičnih fluidih. Podatki so ključni za nadalnje načrtovanje visokotlačnih separacijskih in formulacijskih procesov, saj so pripomogli k izboljšanju določenih industrijskih procesov v smeri okoljevarstva in kvalitete proizvodov. Za določitev topnosti glicerol tristearata-zgoščeni plini in glicerol trioleata-zgoščeni plini smo uporabili visokotlačno optično celico. Meritve smo izvedli pri različnih temperaturah (30, 50, 70 in 90 °C) in tlakih do 600 bar. Cilj našega eksperimentalnega dela je bilo pridobiti podatke o faznih ravnotežjih za glicerol tristearat in glicerol trioleat v sistemih superkritični CO2 in SF6, ki so ključnega pomena za optimizacijo visokotlačnih separacijskih in formulacijskih procesov. Podatkov o faznih ravnotežij glicerol tristearata-SF6 in glicerol trioleata-SF6 v literaturi ni. Pridobljeni podatki so novi in odpirajo nove perspektive za uporabo SF6 kot topila za različne nosilce. Za raziskave vpliva tlaka na temperaturo tališča in določitev talilne toplote v različnih plinih (dušik in CO2) smo uporabili visokotlačni DSC.
Prav tako smo določiti topnosti in difuzijske koeficiente superkritičnega CO2 v različnih naravnih polimerih, ki se uporabljajo v prehrambeni industriji kot vezivo in sicer v različnih celulozah in škrobih. Topnost CO2 v polimeru je odvisna od temperature in tlaka, ter povzroča njegovo nabrekanje in s tem znižanje viskoznosti polimera. S povišanjem topnosti CO2 v polimeru se povečuje tudi masa polimera. Za določanje topnosti CO2 in difuzije smo uporabili magnetno suspenzijsko tehtnico. Meritve smo izvedli s pomočjo magnetne suspenzijske tehtnice pri različnih temperaturah (40, 60 in 80 °C) in tlakih do 300 bar. Določili smo visoke vrednosti topnosti in difuzijskih koeficientov ob izpostavitvi polimerov SC CO2. V nobenem primeru ni prišlo do raztapljanja polimera, ampak je polimer absorbiral CO2 in nabreknil. Iz dobljenih podatkov je razvidno, da topnost CO2 v polimerih z zviševanjem tlaka narašča in z zviševanjem temeperature pada. Zviševanje tlaka povzroča povečanje gostote plina in s tem večjo topnost, pri čemer se poveča volumen polimera. Z zviševanjem temperature pa se znižuje gostota plina. Difuzijski koeficienti CO2 so odvisni od koncentracije CO2 v polimeru. Na začetku se vrednosti difuzijskega koeficienta s povečanjem topnosti dvigajo, dokler CO2 ne zapolni vseh prostih praznin v polimeru, nato pa začnejo te vrednosti padati zaradi delovanja hidrostatičnega tlaka. Z določitvijo topnosti in difuzijskega koeficienta CO2 v polimerih pri določeni temperaturi in tlaku, smo pridobili več podatkov o faznem ravnotežju polimer-plin, ki so pomembni za razumevanje vpliva in optimiranje procesnih parametrov.
V zadnjem delu doktorske disertacije smo vezali naravno rumeno barvilo kurkumin iz začimbe in 10 % tekočega ekstrakta na nosilce kot so trigliceridi, polietilen glikol, ciklodekstrin, celuloze in škrobi. Raziskovali smo različne kombinacije zmesi barvil in različnih nosilcev s superkritičnim CO2. Mikroniziranim praškastim produktom barvil kurkume smo izmerili povprečno velikost in povprečno porazdelitev velikosti nastalih delcev. Izvedli smo tudi superkritične in konvencionalne ekstrakcije kurkume (Curcuma longa L.). Naredili smo več različnih konvencionalnih ekstrakcij: ekstrakcija s hladnim topilom v bučki, Soxhlet ekstrakcija, ekstrakcija z ultrazvokom in ekstrakcija s konvencionalnim topilom pri povišanih tlakih. V dobljenih ekstraktih smo analizirali antioksidativno aktivnost s pomočjo pomočjo radikalske metode. Prav tako smo v ekstraktih določili antioksidacijske vrednosti s standardom Trolox. Preverili smo prisotnost kurkuminoidov v ekstraktih s tankoplastno kromatografijo in primerjali dobljene rezultate s HPLC analizo. V doktorski nalogi smo tudi preverili protimikrobno delovanje mikroniziranih vzorcev na različne bakterije in glive. Protimikrobno delovanje smo preverjali z metodo dif
Keywords: trigliceridi, superkritični CO2, SF6, S – L fazni prehodi, ravnotežne topnosti, naravni polimeri, difuzijski koeficient, kurkuma, PGSSTM, superkritične ekstrakcije, kurkuminoidi, nanoenkapsulacija, sproščanje aktivne substance, ekonomska analiza
Published in DKUM: 27.10.2014; Views: 2707; Downloads: 281
Full text (7,69 MB) |
6. VISOKOTLAČNA MIKRONIZACIJA SISTEMOV VIŠJE VISKOZNOSTIZoran Mandžuka, 2010, dissertation Abstract: Namen raziskave je določiti vpliv obratovalnih parametrov PGSSTM mikronizacije na fizikalno-kemijske lastnosti praškastih delcev modelnih substanc estrov maščobnih kislin (monostearat in tristearat) in praškastih lakov. Uspešna izvedba PGSSTM mikronizacije temelji na poznavanju faznih ravnotežij.
Določili smo potek talilnih krivulj (S — L faznih prehodov) v p,T diagramu za sistema monostearat/CO2 in tristearat/CO2. Pod tlakom CO2 se obema substancama zniža tališče oziroma ima S — L krivulja temperaturni minimum v p,T diagramu. Znižanje tališča ob prisotnosti plina, ki je posledica raztapljanja plina v substanci, je izrazitejše za sistem tristearat/CO2. Pri tlaku 500 bar smo opazili tudi fazno inverzijo za sistem tristearat/CO2, ki je nastopila zaradi spremembe gostote faz pod vplivom visokega tlaka. Prav tako smo za oba sistema določili ravnotežne sestave L — G faz s statično analitično metodo v tlačnem območju od 0 bar do 450 bar in pri temperaturah 70 °C in 90 °C. Topnosti CO2 v maščobi so visoke, in sicer do 85 mol.% za monostearat (400 bar in 70 °C) ter do 96 mol.% za tristearat (400 bar in 70 °C). Topnosti maščob v CO2 so nizke, do 1 mol.% v obeh primerih. Na osnovi pridobljenih podatkov o tališču in topnosti smo izvedli šaržne mikronizacije v območju tlakov med 60 in 215 bar pri 64, 70 in 80 °C za monostearat in pri 54, 60 in 70 °C za tristearat. Mikronizirane vzorce smo analizirali glede na stopnjo kristaliničnosti in kristalno obliko, na velikost in morfologijo delcev po mikronizaciji in po 3 mesecih skladiščenja pri 20 °C za monostearat in pri 5 in 20 °C za tristearat. Na osnovi DSC termogramov smo ugotovili zmanjšano stopnjo kristaliničnosti, 20 — 40 % pri različnih obratovalnih pogojih glede na izhodiščno substanco. Po 3 mesecih se je kristaliničnost mikroniziranih delcev povečala in v primeru tristearata dosegla tudi kristaliničnost izhodiščnega vzorca. Po procesiranju so delci ohranili kristalno obliko. Monostearat, ki je bil hranjen 3 mesece pri 20 °C, še vedno ohrani najstabilnejšo β obliko, medtem ko se pri tristearatu pod istimi pogoji pojavi transformacija iz β' v β obliko. Povprečna velikost delcev, izmerjena z granulometrično lasersko metodo po mikronizaciji, se zmanjša na 7 — 40 µm glede na obratovalne pogoje. S časom delci aglomerirajo. SEM analiza je pokazala, da delci po mikronizaciji postanejo porozni in nepravilnih oblik. Rekristalizacija delcev s časom je očitnejša za vzorce tristearata, skladiščenih pri 20 °C, kjer se na površini pojavijo igličasti kristali. Zaradi očitnejših sprememb s časom zgoraj omenjenih fizikalno-kemijskih lastnosti smo mikronizirane delce tristearata hranili tudi pri 5 °C. Rezultat je pokazal upočasnitev rekristalizacije in aglomeracije, ohranitev srednje stabilne β' kristalne oblike ter spremembo površine delcev le zaradi nižje temperature.
Razvoj novega procesa pridobivanja praškastih lakov je obsegal eksperimente visokotlačne mikronizacije po PGSSTM postopku. Izvedli smo šaržne in kontinuirne mikronizacije posamičnih komponent zmesi, kontinuirne mikronizacije zmesi brez polnil in pigmentov in nato še mikronizacije zmesi s polnili in pigmenti. Pri mikronizacijah zmesi brez pigmentov in polnil smo opazovali vpliv procesnih parametrov, in sicer koncentracijo suspenzije (2, 4, 6 % w/v), tlak CO2 (110 — 160 bar) in tip šobe (premer in kot pršenja), na velikostno porazdelitev delcev proizvedenega prahu. Na osnovi rezultatov aplikacije premazov smo dodatno izvedli mikronizacije pri različnih temperaturah (120 — 160 °C). Posamezne vzorce smo analizirali na elektronskem mikroskopu (prerez delcev z ionsko puško) ter izvedli termično analizo (Mettler Toledo). Pri mikronizacijah s pigmenti in polnili je delo obsegalo načrtovanje postopka visokotlačne mikronizacije in pripravo procesne sheme, mikronizacijo zmesi s pigmenti na osnovi danih receptur iz osnovnih surovin, pripravo dodatne recepture s povečano količino odplinjevalca, dodatek končnemu vzorcu snovi zaradi
Keywords: superkritični CO2, S – L fazni prehodi, ravnotežne topnosti, difuzijski koeficient, PGSSTM, fizikalno-kemijske lastnosti, gliceridi, praškasti premazi
Published in DKUM: 03.05.2010; Views: 4308; Downloads: 351
Full text (9,34 MB) |
7. |
8. |
