1. Optimizacija encimatske hidrolize tekstilnih odpadkov iz mešanice poliestra in celulozeLeon Škrabl, 2024, undergraduate thesis Abstract: Tekstilni odpadki oz. odpadni material predstavlja velik in rastoč problem v današnji potrošniški družbi, zato smo se v tej diplomski nalogi osredotočili na encimatsko hidrolizo celuloze v materialu, ki vsebuje dve tretjini polietilen tereftalata in eno tretjino celuloze. Preizkusili smo različne pogoje, torej kakšen je vpliv različnih temperatur, koncentracij encimske mešanice (Cellic® CTec2) in dveh različnih pufrskih raztopin. V prvem delu poskusa smo testirali, ali 40 % povečanje količine encimske mešanice pomeni hitrejšo razgradnjo celuloze oziroma višjo koncentracijo glukoze v vzorcih. Ugotovili smo, da večja količina encimske mešanice pomeni malo boljše rezultate, ampak je ta razlika minimalna in nezadostna, da bi bila uporaba večje količine ecimske mešanice smotrna. Prav tako smo preverili, kako reakcija poteka v prisotnosti 0,1 M pufrske raztopine (NH4)2SO4 in 0,1 M pufrske raztopine NH4Cl. Rezultati so pokazali, da je precej več glukoze nastalo v pufrski raztopini (NH4)2SO4 in tudi poraba NaOH je bila veliko manjša. V drugem delu poskusa pa nas je zanimalo, kakšen vpliv na reakcijo in encimsko mešanico imajo tri različne temperature, in sicer 50, 55 in 60 °C. Iz podatkov je razvidno, da je najoptimalnejša temperatura 50 °C, saj je v tem reaktorju nastalo največ glukoze. Keywords: celuloza, Cellic® CTec2, encimatska hidroliza, (NH4)2SO4, NH4Cl Published in DKUM: 10.09.2024; Views: 24; Downloads: 8
Full text (3,71 MB) |
2. Funkcionalizacija tekstilij z izoliranimi gradniki jajčnih lupin in izdelava nanovlaken iz le - teh : magistrsko deloRosvita Pliberšek, 2024, master's thesis Abstract: Glavna tema magistrske naloge je izolacija gradnikov jajčnih lupin kokoši in prepelice ter obdelava sintetičnih (poliester, PES) ter naravnih (bombaž) tekstilij z le-tem. Izbira teme je temeljila na pogledu na jajčne lupine kot odpadek in hkrati kot uporabno surovino, ki lahko izboljša lastnosti drugih surovin oz. materialov, pri tem pa lahko ustvarimo napredek na področju ognjevarnih, medicinskih ter UV-zaščitnih oblačil.
V nalogi smo preverjali izbrane funkcionalne lastnosti vodne raztopine jajčnih lupin, kot so: velikosti delcev in zeta potencial, pH vrednost, motnost, površinska napetost, stični kot, električna prevodnost in antioksidativnost; ter analizirali učinkovitost obdelave poliestrnih (PES) in bombažnih tkanin s pridobljenimi raztopinami, pri čemer smo uporabili napredne preparativne (hidrotermična razgradnja- hidroliza) in analitske metode (merjenje pH, spektroskopija).
Ugotovili smo, da je vzorec v obliki vodne raztopine pokazal dobre lastnosti na področju površinske lastnosti, prav tako je pokazalo dobre rezultate pri meritvah zeta potenciala ter pri merjenju električne prevodnosti. Pri obdelanih PES in bombažnih vzorcih s to raztopino jajčnih lupin, pa lahko poudarim, da so bili vidni rezultati na področju ognjevarnosti, protimikrobnosti in UZF. Rezultati sicer niso bili izraziti, ampak bili opazni in so mejili v dobro smer. Keywords: jajčne lupine, hidroliza, funkcionalizacija, izolirani gradniki, PES in bombažne tekstilije, ognjevarnost, medicinske tekstilije, UV zaščita Published in DKUM: 22.03.2024; Views: 334; Downloads: 28
Full text (3,18 MB) |
3. Vpliv magnetnega polja na potek encimsko katalizirane reakcije : magistrsko deloNina Belina, 2023, master's thesis Abstract: V okviru magistrskega dela smo raziskovali vpliv magnetnega polja na hidrolizo saharoze z dodatkom imobilizirane invertaze. Laboratorijski postopek imobilizacije invertaze in hidrolize saharoze ter analize glukoze kot končnega reakcijskega produkta smo pripravili z visoko ponovljivostjo, da so bili pari reakcij z in brez magnetnega polja ustrezno primerljivi. Izveden je bil niz parov (z in brez magneta) pri različnih temperaturah in pH za določitev optimalnih reakcijskih pogojev. V območju pH od 4 do 5 in temperature od 30 °C do 45 °C smo ugotovili, da sta optimalna reakcijska pogoja pH = 4,5 in temperatura 35 °C. Reakcijska raztopina je bila neposredno izpostavljena istosmernemu magnetnemu polju, kjer je bila sredica raztopine izpostavljena jakosti 0,45 T, na obodu pa 0,35 T. Iz rezultatov je razvidno, da je magnetno polje pri optimalnem pH razširilo optimalno temperaturno območje. Najizrazitejši vpliv smo opazili pri temperaturi 30 °C, kjer je bila po dveh urah reakcije v magnetnem polju koncentracija glukoze kar 47 % višja, kot pri reakciji brez magneta. Pozitivni učinek magneta smo opazili tudi pri temperaturi 40 °C, razlika v koncentraciji glukoze je znašala 24 %, kar je bistveno več od eksperimentalne ponovljivosti. Keywords: invertaza, saharoza, hidroliza, UV-Vis spektroskopija, magnetno polje Published in DKUM: 24.11.2023; Views: 522; Downloads: 33
Full text (2,29 MB) |
4. Izolacija keratina iz odpadne biomase z alkalno hidrolizo : magistrsko deloKlemen Gradišnik, 2023, master's thesis Abstract: 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. Keywords: keratin, odpadna biomasa, alkalna hidroliza, volna, perje, beljakovine. Published in DKUM: 23.10.2023; Views: 561; Downloads: 60
Full text (8,62 MB) |
5. Vpliv predobdelave PA tekstilnega odpada na učinkovitost njegove razgradnjeLaura Berglez, 2023, master's thesis Abstract: Cilj magistrske naloge, je ugotoviti vpliv predobdelave poliamidnega materiala iz tekstilnega odpada na učinkovitost njegove razgradnje. Razgradnja je potekala z nevtralno hidrolizo, pri čemer smo želeli v rezultatu čim večjo prisotnost monomera ε – kaprolaktam. Uporabili smo vzorce, ki so bili obarvani v svetlih in temnih tonih ter surovi ne-obarvan odpad poliamidne preje. Obarvane vzorce smo pred razgradnjo razbarvali in nato ročno oprali z neionskim pralnim sredstvom (NPS). Surove vzorce smo oprali ročno in industrijsko, prav tako z NPS. Po končani razgradnji smo vzorec ločili na tekočo in trdno fazo ter izvedli analize s FTIR spektroskopijo in LC-MC kromatografijo, da smo videli katera vrsta predobdelave je bila najučinkovitejša pri pridobitvi čim več tekoče faze v rezultatu in čim višjega absolutnega deleža monomera. Najvišji delež monomera je bil pri vzorcu temno obarvane preje, ki smo jo dvakrat razbarvali in nato ročno oprali z NPS in pri surovem vzorcu, ročno opranem in razgrajenem na reaktorju, ki stabilno vzdržuje pogoje razgradnje. Keywords: poliamid 6, nevtralna hidroliza, tekstilni odpad, recikliranje Published in DKUM: 02.10.2023; Views: 371; Downloads: 0
Full text (1,83 MB) |
6. Izolacija keratina iz odpadne biomase s kislinsko hidrolizo : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeAna Katarina Kovačič, 2023, undergraduate thesis Abstract: Odpadno perje in volna predstavljata okolju škodljiv odpadek in zato zbujata zanimanje znanstvenikov za njuno predelavo v vredne produkte. Sestavljena sta v večini iz keratina, ki je koristen biorazgradljiv protein s širokim spektrom uporabe. Razvite so bile številne metode za ekstrakcijo kertina, med katerimi se je za hitro in enostavno izkazala kislinska hidroliza. V okviru diplomske naloge smo izvajali izolacijo keratina iz odpadnega perja in volne. Za razgradnjo perja in volne smo izbrali kislinsko hidrolizo z močnima kislinama HCl in H2SO4 pri temperaturah 80 in 90 °C, različnih koncentracijah raztopine (1 M, 3 M, 6 M) in reakcijskih časih 1 in 2 h. Nastale produkte po kislinski hidrolizi smo analizirali s FTIR spektroskopijo in potrdili prisotnost keratina. Molekulske mase smo določali s SDS-PAGE elektroforezo in so bile v območju od 3,5 do 18 kDa. Z merjenjem zeta potenciala smo ugotovili, da imamo nestabilne suspenzije keratina, kjer se delci gibljejo med 1100 in 8600 nm. Suspenzije keratina so pokazale antioksidativne aktivnosti med 25 in 50 % medtem ko pa so bile njihove električne prevodnosti v območju od 0,1 do 6 mS/cm. Ugotovili smo, da z višanjem temperature in koncentracije raztopine kisline dosežemo višji izkoristek keratinskega produkta. Kislinska hidroliza s HCl daje zelo nizke izkoristke (največ do 8 %), zato sklepamo, da je za hidrolizo primernejša H2SO4, kjer dobimo nekoliko višje izkoristke (največ do 17 %), ki pa so tudi precej nizki. Keywords: odpadna biomasa, perje, volna, keratin, kislinska hidroliza Published in DKUM: 20.09.2023; Views: 365; Downloads: 21
Full text (3,06 MB) |
7. Imobilizacija encimov na porozni poli(glicidil metakrilat) : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeVesna Vrankar, 2022, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi je prikazana študija imobilizacije encima na poliHIPE material, poli(glicidilmetakrilat-ko-etilenglikol dimetakrilat). Najprej smo pripravili poliHIPE materiale z različnimi deleži vodne faze (med 75 vol% in 90 vol%) in zamreževala (15 mol% in 30 mol%). Nato pa smo ustrezno očiščen in okarakteriziran material (FTIR spektroskopija, elementna analiza, vrstična elektronska mikroskopija in adsorpcijskaporozimetrija) uporabili kot nosilec za encim lipazo, katerega smo uporabili kot biokatalizator za hidrolizo 4-nitrofenil butirata. Za ta namen smo uporabili dve vrsti lipaze, lipazo Aspergilius niger in Candida cylindracea.
Poli(glicidilmetakrilat-ko-etilenglikol dimetakrilatne) monolite smo uspešno sintetizirali s polimerizacijo emulzije z visokim deležem notranje faze tipa voda v olju. Oljna (organska, monomerna oz. zunanja) faza emulzije je vsebovala monomer glicidil metakrilat, zamreževalo etilenglikol dimateakrilat, iniciator azobisizobutironitril in surfaktant Pluronica L 121. Kot notranjo fazo smo uporabili 1,8% vodno raztopino kalcijevega klorida heksahidrata. Polimerne monolite smo okarakterizirali in funkcionalizirali. S karakterizacijo smo potrdili vključenost obeh monomerov v polimerne verige in njihovo porozno strukturo. Funkcionalizirali smo jih z nukleofilno substitucijo z encimom lipazo. Uspešnost reakcije smo preverili z elementno analizo in testno reakcijo, hidrolizo 4-nitrofenil butirata v p-nitrofenol in butirično kislino. Elementna analiza je pokazala vsebnost dušika v polimeru z vezanim (imobiliziranim) encimom, medtem ko dušika pri osnovnem polimeru elementni analizator ni zaznal. Da je bila imobilizacija encima uspešna smo potrdili tudi z reakcijo hidrolize in sicer z nastankom rumenega kompleksa p-nitrofenola, ki se pri katalizi s polimerom brez encima ni formiral. Keywords: poliHIPE materiali, emulzije z visokim deležem notranje faze, encim, lipaza, imobilizacija, hidroliza 4-nitrofenil butirata Published in DKUM: 23.09.2022; Views: 673; Downloads: 116
Full text (2,67 MB) |
8. Katalizirana hidroliza polimerov : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeŽiga Samsa, 2022, undergraduate thesis Abstract: V diplomskem delu je prikazana študija katalizirane hidrolize polimerov. Kot kislinski katalizator smo uporabili ZSM-5, sintetiziran na osnovi mezoporozne silike. Sintetiziran katalizator smo uporabili pri reakciji degradacije polietilen tereftalata v vodnem mediju. Polietilen tereftalat spada med najbolj razširjene polimere in se uporablja kot sintetični material. Velika večina proizvedene plastike in polimernih produktov ni biorazgradljiva, kar pripomore k onesnaževanju okolja.
Reakcije smo izvajali v diferenčnem dinamičnem kalorimetru. Sledila je karakterizacija katalizatorja z različnimi karakterizacijskimi metodami (infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo, vrstična elektronska mikroskopija, N2 adsorpcija in določanje velikosti por, diferenčna dinamična kalorimetrija, termogravimetrična analiza, dinamično sipanje svetlobe, kemisorpcija – določanje kislinskih mest). Dobljene produkte smo analizirali z uporabo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti. Reakcija s katalizatorjem je pri določeni temperaturi sicer potekala učinkoviteje kot brez njega, vendar so bile dosežene presnove zelo nizke. Končna ugotovitev študije je, da sintetiziran katalizator ni dovolj učinkovit za izvedbo degradacije polietilen tereftalata. Primerjava poteka reakcije degradacije polietilen tereftalata v primeru uporabe katalizatorja in v primeru višanja temperature kljub temu pokaže večji vpliv temperature. Keywords: ZSM-5, polietilen tereftalat, hidroliza, polimeri, katalizator Published in DKUM: 26.08.2022; Views: 774; Downloads: 133
Full text (3,46 MB) |
9. Kemijsko recikliranje tekstilnega kompozitnega materiala s prevladujočim deležem poliamida 6 : magistrsko deloPatricija Bizjak, 2021, master's thesis Abstract: Problema velike količine odpadnih polimernih materialov s katerim se srečuje današnja družba, se bo potrebno lotiti celostno in pri tem nekoliko pogledati izven okvirjev. To magistrsko delo smo zato namenili raziskovanju učinkovitosti metod kemijskega recikliranja tekstilnega kompozitnega materiala s prevladujočim deležem poliamida 6. Osredotočili smo se na alkalno in nevtralno hidrolizo ter metodo segrevanja v mravljični kislini, pri temperaturi vrelišča. Preučevali smo vpliv reakcijskih pogojev na produkt nevtralne hidrolize ter iskali učinkovite načine izolacije končnih produktov. Glede na lastnosti reakcijskih zmesi, smo se pri izolaciji produktov odločali med odparevanjem pod znižanim tlakom, raztapljanjem v destilirani vodi ter med kombinacijo raztapljanja v mravljični kislini in obarjanja. Kljub temu, da nismo dosegli popolne depolimerizacije, izolirani razgradni produkti vseeno obetajo. Alkalna hidroliza se je izkazala za najmanj primerno metodo. Boljše rezultate smo dobili z nevtralno hidrolizo. Pri slednji smo ugotovili, da s povišanjem masnega razmerja med reaktanti, iz 1:10 na 1:50, dosežemo višjo stopnjo depolimerizacije poliamida 6. Pomembna je tudi izbira ustreznega reakcijskega časa. Pri masnem razmerju 1:10 in temperaturi 250 °C, je to 30 oziroma 60 minut. Kot najučinkovitejša metoda depolimerizacije in izolacije produktov se je izkazalo segrevanje/raztapljanje v mravljični kislini. Keywords: poliamid 6, kompozit, kemijsko recikliranje, nevtralna hidroliza, alkalna hidroliza, depolimerizacija v mravljični kislini Published in DKUM: 07.12.2021; Views: 842; Downloads: 90
Full text (2,84 MB) |
10. Kemijsko recikliranje kompozitnih materialov z vgrajenimi steklenimi vlakni : magistrsko deloVesna Žlender, 2021, master's thesis Abstract: Vse večja uporaba kompozitnih materialov z vgrajenimi steklenimi vlakni je povečala ozaveščenost o metodah s katerimi bi lahko reciklirali odslužene kompozite, material pa ponovno uporabili. Tone kompozitnih odpadkov iz različnih aplikacij, ki vsebujejo dragocena steklena vlakna, se vsako leto kopičijo. Te sestavljene odpadke je treba stroškovno učinkovito reciklirati, ne da bi povzročili negativen vpliv na okolje. Magistrsko delo predstavlja pregled obstoječih metod recikliranja kompozitnih odpadkov z vgrajenimi steklenimi vlakni, s poudarkom na ohranitvi vlaken in njihovih lastnosti. Največ pozornosti smo namenili metodam kemijskega recikliranja in sicer depolimerizacijskim metodam. Z njimi smo želeli ločiti vlakna od polimernega nosilca, prav tako pa smo želeli ohraniti mehanske lastnosti vlaken. Odločili smo se za postopke nevtralne in alkalne hidrolize ter za aminolizo. Posvetili smo se tudi vplivu reakcijskih pogojev na produkt nevtralne in alkalne hidrolize, predvsem vpliva reakcijskega časa. Iskali smo tudi najboljše načine, kako izolirati končne produkte. Kljub temu, da pri nevtralni in alkalni hidrolizi nismo pridobili nepoškodovanih steklenih vlaken, smo s pomočjo bazno-kislinske ekstrakcije pridobili monomerno enoto polimernega nosilca to je tereftalno kislino. Med tem, ko smo pri postopku aminolize poleg depolimerizacijskega produkta polimernega nosilca BHET (bis(2-hidroksietil)tereftalat) pridobili tudi nepoškodovana steklena vlakna. Keywords: steklena vlakna, kompozitni materiali, nevtralna hidroliza, alkalna hidroliza, aminoliza, tereftalna kislina, BHET - Bis (2-hidroksietil) tereftalat Published in DKUM: 08.11.2021; Views: 993; Downloads: 99
Full text (3,28 MB) |