| | 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 / 27
Na začetekNa prejšnjo stran123Na naslednjo stranNa konec
1.
Kemijsko recikliranje PLA plastičnih odpadkov s hidrotermičnimi postopki : magistrsko delo
Ema Šušteršič, 2024, magistrsko delo

Opis: Polimlečna kislina oz. PLA je popolnoma biološko razgradljiv polimer, ki velja za enega najbolj obetavnih polimerov na biološki osnovi in predstavlja odlično alternativo plastiki na osnovi nafte. Njen osnovni gradnik je mlečna kislina, ki nastane s fermentacijo sladkorjev pridobljenih iz obnovljivih virov. Namen magistrske naloge je bil preučiti recikliranje odpadne plastike iz PLA z uporabo podkritične vode, ki predstavlja zeleno in perspektivno tehnologijo. Preučili smo pridobitev tako glavnih (monomer PLA- mlečna kislina) kot tudi sekundarnih produktov (različne organske kisline). Eksperimente smo izvajali z dvema različnima materialoma PLA, in sicer osnovno PLA in odpadno PLA pri različnih temperaturah (180, 200, 250 in 300 °C), različnih reakcijskih časih (10, 20, 30 in 60 min) in v različnih atmosferah (dušik in zrak). Po reakciji razgradnje smo kot produkt dobili tri faze (trdno, vodno in plinasto fazo). V vseh primerih smo najvišje izkoristke dosegli v vodni fazi, medtem ko so se izkoristki trdne faze z zviševanjem temperature in reakcijskega časa, tekom reakcije razgradnje zniževali, izkoristki plinov pa naraščali. Glavni produkt razgradnje PLA je mlečna kislina, ki smo jo analizirali s HPLC metodo. Optimalni pogoji za pridobitev najvišje koncentracije mlečne kisline pri razgradnji osnovne PLA smo dosegli pri 250 °C in 30 min in je v zračni atmosferi znašala 43,6 mg/mL (87,2 %), medtem ko smo v dušikovi atmosferi pridobili malenkost nižjo koncentracijo mlečne kisline in sicer 43,4 mg/mL (86,6 %). Pri razgradnji odpadne PLA smo v vodni fazi zasledili nižje koncentracije mlečne kisline, saj odpadna PLA vsebuje tudi primesi in aditive, ki po reakciji ostanejo v trdnem ostanku. V vodni fazi smo v manjših koncentracijah pridobili tudi ocetno, mravljično, akrilno, oksalno in propanojsko kislino. Pri povišani temperaturi (300 °C) pa se mlečna kislina in sekundarni produkti pričnejo razgrajevati v pline. Vodni fazi smo določili tudi vsebnost totalnega ogljika (TC). Najvišjo koncentracijo TC smo določili pri razgradnji osnovne PLA (24,9 mg/mL) pri 250 °C in 30 min v zračni atmosferi . Na koncu smo s pomočjo FTIR analize okarakterizirali še trdni preostanek, ki je nastal po reakciji.
Ključne besede: bioplastika, polimlečna kislina (PLA), mlečna kislina, recikliranje, hidrotermična razgradnja, podkritična voda
Objavljeno v DKUM: 02.04.2024; Ogledov: 132; Prenosov: 6
.pdf Celotno besedilo (3,70 MB)

2.
Funkcionalizacija tekstilij z uporabo biopolimerov iz odpadnih mas : diplomsko delo
Vanessa Wendy Bračko, 2023, diplomsko delo

Opis: Diplomsko delo je usmerjeno v dokazovanje multifunkcionalnosti tekstilij, na katere so bile nanešene 4 apretirne raztopine, ekstrahirane iz odpadne biomase perutninskega perja in volne (ki vsebujeta biopolimer keratin) s pomočjo zelene hidrotermalne razgradnje. Polovica vzorcev je bila dodatno dializirana skozi dializno membrano. Najprej so bili določeni kemijski parametri in lastnosti ekstrahiranih raztopin (dializirana in nedializirana raztopina iz perja, dializirana in nedializirana raztopina iz volne), s poudarkom na sledenju biopolimeru keratinu. Po nanosu raztopin na poliestrsko tekstilijo, kot referenčno tekstilijo, je bila dokazana prisotnost teh raztopin na površini tkanine. Prav tako so bile analizirane nove multifunkcionalne lastnosti tekstilij. Najopaznejši doprinos k lastnostim se kaže v izjemnem antioksidativnem delovanju, ognjevarnosti, UV zaščiti in hidrofilnosti novih multifunkcionalnih tekstilij.
Ključne besede: keratin, biopolimer, perutninsko perje, volna, hidrotermalna razgradnja, multifunkcionalnost, tekstilije
Objavljeno v DKUM: 28.02.2024; Ogledov: 160; Prenosov: 11
.pdf Celotno besedilo (2,82 MB)

3.
Recikliranje odpadnih plastičnih mas s hidrotermičnimi postopki : magistrsko delo
Kaja Makoter, 2023, magistrsko delo

Opis: Poliolefini, med katerimi sta najbolj zastopana predstavnika polietilen (PE) in polipropilen (PP), so daleč največji razred sintetičnih polimerov, ki se danes izdelujejo in uporabljajo. Predstavljajo več kot 40 % letno proizvedene plastike, pri čemer se ta količina povečuje in s tem se povečuje tudi letna količina proizvedenih odpadkov. Da bi lahko ta odpadni material pretvorili v uporabne produkte, smo izvedli hidrotermično razgradnjo različnih materialov iz PE in PP z nadkritično vodo. Hidrolizo smo izvedli na osnovnem in recikliranem HDPE pri različni temperaturi (425 °C in 450 °C ) in različnih reakcijskih časih (15 min do 240 min). Pri reakcijskih pogojih 450 °C in 60 min smo degradirali tudi ostale poliolefinske mešanice (metaloceniski LLDPE, dva reciklirana LDPE, dve mešanici granulata (MDPE+LLDPE in LDPE+rLDPE) in foliji iz teh dveh granulatov, folijo PP in vrečko iz LDPE materiala. Kot rezultat smo dobili produkte trdne, plinske, oljne in vodne faze. Trdne faze smo analizirali s Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektrskopijo (FTIR), oljne in plinske faze smo analizirali s plinskim kromatografom z masnim spektrometrom (GC-MS) in vodne faze na analizatorju celokupnega ogljika (TOC). Ugotovili smo, da pri kratkih reakcijskih časih nastajajo voski, medtem ko z daljšanjem reakcijskih časov dobimo oljne produkte. V vseh primerih belega ali prozornega granulata in prozorne folije, je nastalo manj kot 1 % ostanka. Več ostanka je nastalo v primeru materialov, ki so vsebovali aditive, torej pri vHDPE (1,57 %), rLDPE2 (1,43 %) in pri vzorcu vrečke (2,97 %). Oljna faza predstavlja tudi glavni produkt razgradnje poliolefinov. Pri vseh vzorcih smo pri 450 °C in 60 min dobili izkoristek oljne faze višji od 89 %. Največji delež oljne faze pri polipropilenskem materialu so predstavljale aromatske spojine (46,77 %), med tem ko pa so v primeru polietilenskih materialov največji delež predstavljali nasičeni alifatski ogljikovodiki (med 50 % in 55 %). Pri osnovnem in recikliranem HDPE smo ugotovili, da je izkoristek plinske faze naraščal z naraščanjem reakcijskega časa (pri osnovnem od 1,32 % do 25,62 % in pri recikliranem od 1,29 % do 29,23 %). Izkoristki ostalih poliolefinskih mešanic pri pogoju 450 °C in 60 min so bili med 4 % in 10 %. Plinske faze so bile o večini sestavljene iz krajših alkanov in alkenov (C1-C6), med katerimi prevladujeta etan in propan. Najvišjo koncentracijo celokupnega ogljika v vodni fazi smo dokazali v primeru osnovnega HDPE materiala (2458 mg/L) pri 450 °C in 60 min. Rezultati te študije kažejo, da nadkritična voda predstavlja dober reakcijski medij za pretvorbo odpadnih poliolefinov v uporabne produkte.
Ključne besede: poliolefini, hidrotermična razgradnja, nadkritična voda, GC-MS, FTIR, TOC
Objavljeno v DKUM: 14.11.2023; Ogledov: 397; Prenosov: 0
.pdf Celotno besedilo (4,91 MB)

4.
Sinteza in karakterizacija katalizatorjev za degradacijo polimerov : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnje
Urban Koler, 2023, diplomsko delo

Opis: Ob zmeraj obsežnejši uporabi plastike in polimerov, kot je polietilen tereftalat, se pojavlja vprašanje rokovanja z odsluženimi produkti. Ponovna predelava odpadne plastike je bila doslej obsežno raziskana, vendar se stopnja predelave polietilen tereftalata gibje le nekje okrog 30 %. Razlog za tako nizko vrednost lahko pripišemo nizkim proizvodnim stroškom nove plastike in visokim stroškom reciklaže, kar občutno dvigne ceno reciklirani plastiki. Kot ena izmed najboljših rešitev pri rokovanju z odpadnim polietilen tereftalatom se pojavljajo kemokatalitični in toplotni pristopi razgradnje na tereftalno kislino in etilen glikol. Najprimernejši katalizatorji za razgradnjo polietilen tereftalata so zeoliti ali silikati, kot na primer ZSM-5 ali SBA-15. SBA-15 je material iz silicijevega dioksida, ki ima veliko specifično površino in je zelo primeren kot nosilec za aktivne komponente - katalizatorje. ZSM-5 je sintetični zeolit, ki vsebuje silicijev dioksid in aluminijev oksid. V tem razmerju prevladuje količina silicijevega dioksida. Katalizator je znan kot ZSM-5, ker ima pore premera 5 Å (angstromov). Tekom študije smo sintetizirali različne kislinske katalizatorje na osnovi SBA-15 z metodo mokre impregnacije in zeolit ZSM-5. Za vezavo na SBA-15 smo kot aktivne soli uporabili: NiNO3, Al(NO3)3, Mg(NO3)2, ZnO, MgO in ZnCl2. Sintetizirane katalizatorje smo okarakterizirali z N2 adsorpcijo, vrstično elektronsko mikroskopijo, temperaturno programirano desorpcijo NH3, diferenčno dinamično kalorimetrijo, termogravimetrično analizo, dinamičnim sipanjem svetlobe in infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo. Na podlagi karakterizacije smo določili aktivne katalizatorje. Učinkovitost le-teh smo preverjali pri reakciji razgradnje polietilen tereftalata pri povišanih temperaturah. Reakcije razgradnje smo izvedli v visokotlačnih lončkih z uporabo diferenčne dinamične kalorimetrije. Vzorce smo analizirali s tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti sklopljeno z UV-VIS detektorjem.
Ključne besede: ZSM-5, SBA-15, katalizator, razgradnja, polietilen tereftalat
Objavljeno v DKUM: 27.10.2023; Ogledov: 280; Prenosov: 51
.pdf Celotno besedilo (4,22 MB)

5.
Numerično modeliranje večfaznega in večkomponentnega toka v anaerobni razgradnji komunalne odpadne vode v UASB-reaktorju : doktorska disertacija
Aljaž Klasinc, 2023, doktorska disertacija

Opis: Čiščenje odpade komunalne vode predstavlja v sodobnem svetu velik strošek. Uporaba UASB reaktorja bi lahko znižala stroške čiščenja komunalne odpadne vode. Pri anaerobni razgradnji v UASB reaktorju so prisotne tri faze, sestavljene iz več komponent. Na delovanje UASB rektorja vplivajo parametri, kot so temperatura, onesnaženost vode, hitrost pretoka … V sklopu doktorske disertacije je na podlagi eksperimentalnih meritev in ob uporabi matematičnega modela hitrosti usedanja anaerobnih granul razvit model za določitev gostote granule v odvisnosti od premera granule. V nadaljevanju doktorske disertacije je bil za primer večfaznega in večkomponentnega toka anaerobne razgradnje komunalne odpadne vode razvit numerični model anaerobne razgradnje komunalne odpadne vode v UASB reaktorju. Numerični model opisuje trofazni večkomponentni tok in temelji na Euler-Euler-Euler pristopu modeliranja treh zveznih večkomponentnih faz v obravnavanem sistemu. Obravnavane so tekoča faza, ki predstavlja odpadno vodo, sestavljeno iz vode in onesnaževala, trda faza, ki predstavlja anaerobne granule, sestavljane iz granule in onesnaževala, in plinasta faza, ki predstavlja v granuli proizveden bioplin, sestavljen iz metana in ogljikovega dioksida. Razviti numerični model vključuje določene poenostavitve fizikalnega dogajanja z namenom uporabnosti modela in njegove uporabe za napovedovanje učinkovitosti procesa pridelave bioplina v obravnavanem sistemu. Razviti numerični model je testiran pod različnimi vstopnimi pogoji in na različnih geometrijskih oblikah reaktorja. Rezultati, dobljeni z numeričnim modelom, so primerjani z rezultati, dobljenimi v laboratorijskem UASB reaktorju. V laboratorijskem UASB reaktorju smo čistili komunalno odpadno vodo in modelno vodo. Modelna voda omogoča konstantno onesnaženje odpadne vode in s tem lažjo primerjavo rezultatov, dobljenih z numeričnim modelom. Rezultati, dobljeni z numeričnim modelom, nakazujejo primernost razvitega modela za opis anaerobne razgradnje odpadne komunalne vode v UASB reaktorju.
Ključne besede: UASB reaktor, usedanje granul, večfazni večkomponentni tok, računalniška dinamika tekočin, anaerobna razgradnja
Objavljeno v DKUM: 06.10.2023; Ogledov: 303; Prenosov: 25
.pdf Celotno besedilo (6,43 MB)

6.
Imobilizirana â-laktamaza za čiščenje odpadnih vod : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnje
Tajda Senekovič, 2023, diplomsko delo

Opis: Antibiotiki so vrsta protimikrobnih zdravil, ki se uporabljajo za zdravljenje bakterijskih okužb. Odkritje penicilina (PEN) je bilo nedvomno eno najpomembnejših znanstvenih odkritij v novejši zgodovini, saj je rešilo mnogo življenj. Vendar pa je kljub uspešnemu zdravljenju z antibiotiki dolgotrajna uporaba le-teh privedla do razvoja odpornosti bakterij na te zdravilne učinkovine. Ko se antibiotiki izločajo in končajo v okolju, lahko vplivajo na ekosisteme in s tem na razvoj bakterijske odpornosti. To je postal globalen izziv, ki zahteva razvoj novih pristopov k odstranjevanju antibiotikov iz okolja. S tem namenom smo v diplomski nalogi izvedli študijo razgradnje PEN z uporabo imobiliziranega encima na aminosilanske magnetne nanodelce (AMN-MNPs). Uporabili smo encim β-laktamazo, ki razgrajuje beta laktamske antibiotike, med katere spada tudi PEN. Najprej smo sintetizirali AMN-MNPs na katere smo imobilizirali encim β-laktamazo. Proučili smo termično stabilnost in večkratno uporabo imobiliziranega encima ter določili aktivnost imobiliziranega encima in učinkovitost imobilizacije. Izvedli smo tudi primerjavo encimske kinetike med prosto in imobilizirano β-laktamazo z eksperimentalno določitvijo KM in vmax. Proučevali smo razgradnjo PEN s prostim in imobiliziranim encimom ter vpliv koncentracije encima in koncentracije PEN na hitrost razgradnje le-tega. Razgradnjo PEN smo zasledovali s pomočjo HPLC sistema. Rezultati so pokazali, da je bila učinkovitost imobilizacije 100,00 %. Imobilizirano β-laktamazo lahko večkrat uporabimo in je termično stabilnejša od proste β-laktamaze. Z določitvijo kinetičnih parametrov smo ugotovili, da ima imobilizirana β-laktamaza višjo afiniteto do substrata kot prosta β-laktamaza, kar pomeni, da se imobilizirana β-laktamaza učinkovitejše veže s substratom kot prosta β-laktamaza. Pri študiji razgradnje PEN smo ugotovili, da imobiliziran encim bolj učinkovito razgrajuje PEN (koncentracije 0,1 mg/mL) kot prosti encim, saj smo po 24 urah z imobilizirano β-laktamazo dosegli 97,75 % razgradnje PEN, medtem ko smo s prosto β-laktamazo dosegli le 22,21 % razgradnje PEN. Ko smo proučevali vpliv različnih koncentracij PEN smo ugotovili, da višja kot je koncentracija PEN, počasneje poteka njegova razgradnja. PEN koncentracije 0,05 mg/mL se je po petih urah popolnoma razgradil, medtem ko smo v istem času dosegli 45,00 % delež razgradnje PEN s koncentracijo 0,5 mg/mL. Na koncu smo znižali koncentracijo PEN na 0,01 mg/mL in ugotovili smo, da je se je po petih urah razgradilo 96,11 %, s tem pa smo potrdili, da razgradnja PEN poteka najhitreje pri koncentraciji 0,05 mg/mL.
Ključne besede: β-laktamaza, odpadna voda, penicilin, razgradnja, imobilizacija encima, MNPs, HPLC
Objavljeno v DKUM: 11.09.2023; Ogledov: 378; Prenosov: 85
.pdf Celotno besedilo (3,65 MB)

7.
Modeliranje in večnamenska optimizacija pridobivanja energije in koristnih produktov iz organskih odpadkov na osnovi anaerobne razgradnje : doktorska disertacija
Tina Kegl, 2022, doktorska disertacija

Opis: Tehnologije z uporabo anaerobne razgradnje imajo pomembno vlogo pri zmanjševanju odpadkov in izpustov toplogrednih plinov v ozračje ter pri proizvodnji energije iz obnovljivih virov. Gre za kompleksno in večplastno temo, ki jo obravnava doktorska disertacija. V tej disertaciji je predstavljen razvoj novega fizikalno matematičnega BioModela za simulacijo in optimizacijo procesa anaerobne razgradnje organskih odpadkov. Prav tako je pozornost namenjena določanju neznanih ali težko določljivih parametrov BioModela. Posebej so izpostavljene vpeljane novosti na področju modeliranja in optimizacije tako parametrov BioModela kot tudi procesa anaerobne razgradnje, ki predstavljajo izviren prispevek doktorske disertacije k znanosti. Novosti se nanašajo na (i) upoštevanje dnevno spremenljive sestave vhodnega kompleksnega substrata in dnevno spremenljivih procesnih pogojev v bioreaktorju, (ii) modeliranje razgradnje ogljikovih hidratov, lipidov in proteinov ob delovanju 3 vrst hidrolitičnih encimov in 13 različnih vrst acetogenih, acidogenih in metanogenih bakterij, pri čemer imajo pomembno vlogo različni inhibitorji, ki zavirajo rast in delovanje posameznih vrst bakterij, (iii) modeliranje procesov disociacije-asociacije, precipitacije in prenosa mase iz tekoče v plinasto fazo, (iv) upoštevanje sestave bioplina iz CO2, CH4, H2, H2S, NH3 in vodne pare, (v) določanje trenutnega pH brez dolgotrajnih iteracij, (vi) vpeljavo temperaturno in pH odvisnih parametrov, (vii) modeliranje aktivnosti bioloških in anorganskih aditivov, (viii) razvoj novega optimizacijskega postopka z naborom aktivnih spremenljivk za kalibracijo prametrov BioModela in (ix) vpeljavo aproksimacijskega gradientnega algoritma v postopek optimizacije. Celotna programska koda za modeliranje in optimiranje procesa anaerobne razgradnje je razvita v objektnem programskem jeziku C#. Za nadaljnjo uporabo CO2 iz bioplina in še iz nekaterih drugih točkovnih virov je s pristopom mešanega celoštevilskega nelinearnega programiranja razvit konceptualni model za optimizacijo celotnega oskrbovalnega omrežja CO2, od zajemanja, skladiščenja do uporabe CO2 za proizvodnjo metanola. Za nadaljnjo uporabo CH4 iz bioplina kot goriva v dvogorivnih dizelskih motorjih je narejena kritična analiza vpliva uporabe nanodelcev kot aditivov h gorivu. Prav tako je predstavljena analiza uporabe nanodelcev kot adsorbentov za odstranjevanje kovin iz odpadnih voda z namenom odstranjevanja težkih kovin in nutrientov iz tekočega digestata. Rezultati numeričnih simulacij procesa anaerobne razgradnje potrjujejo zanesljivost novo razvitega BioModela in učinkovitost tako novo razvitega postopka za kalibracijo parametrov kot tudi optimizacijskega gradientnega algoritma z aproksimacijsko metodo. Na osnovi opravljenih raziskav na področju nadaljnje obdelave produktov procesa anaerobne razgradnje pa lahko zaključimo, da z ustrezno kombinacijo tehnologije anaerobne razgradnje, tehnologije zajemanja, skladiščenja in uporabe CO2 ter nanotehnologije lahko prispevamo k zmanjšanju onesnaževanja okolja.
Ključne besede: anaerobna razgradnja, fizikalno-matematični model, gradientni optimizacijski algoritem, kalibracija modelnih parametrov, oskrbovalno omrežje CO2, nanotehnologija
Objavljeno v DKUM: 05.10.2022; Ogledov: 1176; Prenosov: 916
.pdf Celotno besedilo (39,79 MB)

8.
Encimska razgradnja antibiotika z uporabo imobilizirane lakaze : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnje
Luna Petrovič, 2022, diplomsko delo

Opis: Namen diplomskega dela je bil izvedba študije učinkovitosti razgradnje antibiotika ciprofloksacina (CIP) s pomočjo imobiliziranega encima lakaze na magnetne nanodelce (MNPs). V prvem delu smo s koprecipitacijo Fe2+ in Fe3+ ionov pripravili funkcionalizirane MNPs, ki smo jih na začetku prevlekli s plastjo citronske kisline, da smo s tem preprečili aglomeracijo delcev. Za tem smo jih prevlekli še z natrijevim silikatom in funkcionalizirali z aminosilanom, s čimer smo omogočili nadaljnjo vezavo encima. V drugem delu smo MNPs aktivirali z zamreževalnim reagentom glutaraldehidom (GA) in nanje imobilizirali lakazo. Z imobilizacijo smo encimu povečali stabilnost, kar je omogočilo tudi njegovo večkratno uporabo. Nadalje smo proučevali učinkovitost imobilizacije lakaze na visoko funkcionalizirane MNPs ter aktivnost imobiliziranega encima, pri čemer smo optimirali koncentracijo dodanega encima, čas imobilizacije, čas aktivacije z GA in volumen dodanega GA. S tako imobiliziranim aktivnim encimom smo nato izvedli reakcijo razgradnje CIP-a. Za namen boljše razgradnje CIP-a smo imobilizirani lakazi dodali mediator siringaldehid (SA), ki v veliki meri pripomore k povišanju aktivnosti lakaze. Prav tako smo proučili še vpliv temperature na stabilnost imobilizirane lakaze na MNPs ter določili kinetiko reakcije, pri čemer smo spreminjali koncentracijo substrata (CIP). Na pripravljene MNPs nam je uspelo imobilizirati več kot 95 % encima in pri tem ohraniti 77 % njegove aktivnosti. Z imobiliziranim encimom smo po 24 h pri 25 °C dosegli 88,3 %, pri 30 °C 82,9 %, pri 40 °C pa 75,0 % razgradnjo CIP-a v raztopini s koncentracijo CIP-a 30 mg/L. Ugotovili smo, da se z višanjem temperature razgradnja CIP-a slabša. Postopek razgradnje CIP-a smo izvedli tudi pri treh različnih koncentracijah raztopine CIP-a, pripravljene s fosfatnim pufrom, in sicer 0,01 mg/mL, 0,03 mg/mL ter 0,05 mg/mL. Pri višji koncentraciji substrata smo zaznali višjo stopnjo razgradnje CIP-a. Določili smo tudi K_M in v_max za imobilizirano in prosto lakazo. K_M za imobilizirano lakazo je znašal 44 mg/L, v_max pa 0,11 mg/L min, medtem ko je K_M za prosto lakazo znašal 150 mg/L, v_max pa 0,98 mg/L min.
Ključne besede: lakaza, MNPs, imobilizacija encima, aktivnost encima, glutaraldehid, ciprofloksacin, siringaldehid, razgradnja, HPLC
Objavljeno v DKUM: 13.09.2022; Ogledov: 475; Prenosov: 79
.pdf Celotno besedilo (3,40 MB)

9.
Hidrotermična razgradnja večslojne odpadne embalaže : magistrsko delo
Mihael Irgolič, 2022, magistrsko delo

Opis: V letu 2020 smo v Sloveniji pridelali več kot milijon ton odpadkov. Skoraj 30 % odpadkov predstavlja odpadna embalaža raznih produktov. Poznamo različne vrste embalaže: papirnato, stekleno, kovinsko, plastično, leseno in večslojno. Večslojni embalaži lahko rečemo tudi sestavljena. Ena izmed najpogosteje uporabljenih in dobro poznanih večslojnih embalaž je tudi tetrapak embalaža. Tetrapak embalaža je sestavljena iz papirja/kartona, polietilena (PE) in aluminija. Problem recikliranja tetrapak embalaže je v tem, da njenih sestavnih delov ni mogoče enostavno ločiti z mehanskimi metodami. Uporaba pod- in nadkritičnih fluidov v različnih kemijskih procesih je vse pogostejša. Zaradi svoje dostopnosti in nizke cene je kot medij za uporabo v nadkritičnih procesih vse pogosteje uporabljena voda. V tem magistrskem delu smo preučevali razgradnjo odpadne tetrapak embalaže s pod- in nadkritično vodo v visokotlačnem in visokotemperaturnem šaržnem reaktorju pri temperaturi od 300 °C do 450 °C ter v časovnem obdobju med 15 in 60 min. Reakcije smo izvajali v eni in v dveh stopnjah. Razmerje odpadni materil/voda je bilo 1 g/10 mL. Nastale produkte v štirih fazah (plinski, vodni, oljni in trdni) smo analizirali s različnimi tehnikami (FTIR, TC, GC/MS, HPLC). Enostopenjsko hidrotermično razgradnjo odpadne tetrapak embalaže smo izvedli pri temperaturi 425 °C oz. 450 °C in reakcijskem času 15 min ali 60 min. Ugotovili smo, da z višanjem temperature in daljšanjem reakcijskega časa narašča izkoristek oljne faze. Najvišji izkoristek oljne faze smo dobili pri temperaturi 450 °C in reakcijskem času 60 min in je znašal 60,7 %. V drugem delu smo izvedli dvostopenjsko hidrotermično razgradnjo odpadne tetrapak embalaže. Prvo stopnjo smo izvedli v podkritični vodi pri temperaturi 250 °C oz. 300 °C in reakcijskem času 30 oz. 60 min. Najvišji izkoristek vodne faze (18,0 %) smo določili pri temperaturi razgradnje 250 °C in reakcijskem času 60 min, najvišji izkoristek oljne faze (35,1 %) pa pri temperaturi razgradnje 300 °C in času 60 min. Drugo stopnjo razgradnje, kjer smo uporabili trdni preostanek iz prve stopnje, smo opravili pri temperaturi 425 oz. 450 °C in reakcijskem času 15 min. Najvišji izkoristek oljne faze po obeh stopnjah skupaj (65,5 %) dobimo pri vzorcu, ki smo ga v prvi stopnji razgradili pri temperaturi 300 °C in reakcijskem času 60 min, v drugi stopnji pa pri temperaturi 450 °C in reakcijskem času 15 min. Oljni fazi smo določili kemijsko sestavo in ugotovili, da je sestavljena iz nasičenih in nenasičenih alifatskih ogljikovodikov, aromatskih spojin, ketonov, alkoholov in amidov. Analizirali smo tudi vodno fazo, v kateri so bili prisotni; glukoza, fruktoza, celobioza, gliceraldehid, anhidrid glukoze, levulinska kislina, furfural in 5-hidroksimetilfurfural. Plinska faza je vsebovala CO2 in ogljikovodike med C1-C6. Po razgradnji tetrapaka je kot trdni preostanek nastal aluminijev prah obdan s tanko plastjo PE.
Ključne besede: hidrotermična razgradnja, večslojna embalaža, tetrapak, odpadna embalaža, nadkritični fluidi, nadkritična voda
Objavljeno v DKUM: 08.07.2022; Ogledov: 691; Prenosov: 0
.pdf Celotno besedilo (4,61 MB)

10.
Identifikacija nevarnosti ter analiza vplivov na okolje pri hidrotermični razgradnji vlaken iz melaminskih eterificiranih smol : magistrsko delo
Timotej Vidovič, 2022, magistrsko delo

Opis: Plastični odpadki predstavljajo velik problem za okolje, saj se velike količine proizvedene plastike ob koncu življenjske dobe znajdejo na odlagališčih, kjer onesnažujejo tla, vode in zrak. Poseben izziv predstavljajo termoseti, ki jih je zaradi njihovih lastnosti težje reciklirati v primerjavi s termoplasti. Melaminske smole spadajo med termosete in so znane predvsem po svoji toplotni odpornosti in stabilni strukturi. Zaradi teh lastnosti in predvsem zaradi trenutnega neznanja glede možnosti recikliranja, svoj življenjski cikel pogosto končajo na odlagališčih. Encimski in hidrotermični procesi so obetavne metode za možno recikliranje in ponovno uporabo termosetov. Oboji procesi predstavljajo okolju prijazne metode za pretvorbo plastičnih odpadkov v uporabne materiale. Encimski procesi povzročijo razgradnjo materiala pod blagimi okolju prijaznimi pogoji, hidrotermični procesi pa uporabljajo vodo pri visoki temperaturi in tlaku. Tekom magistrskega dela smo preučili encimsko in hidrotermično razgradnjo vlaken melaminske eterificirane smole (MER). Encimsko razgradnjo smo izvedli z uporabo različnih prebavnih encimov, hidrotermično razgradnjo pa pri različnih temperaturah razgradnje: 200, 250, 275, 300 in 350 °C. V vodni fazi smo s pomočjo kivetnih testov analizirali vsebnosti formaldehida, organskih kislin, skupnega dušika in amonijaka. Pri hidrotermični razgradnji smo dodatno analizirali še trdno in plinasto fazo. Glede na podatke pridobljene iz eksperimentalnega dela pri različnih temperaturah hidrotermične razgradnje smo nadalje analizirali okoljske odtise s pomočjo programske opreme OpenLCA in različnih baz podatkov. Ocenili smo odtis toplogrednih plinov (GHG), dušika, fosforja, energetski in ekološki odtis ter potencial strupenosti za človeka. Rezultati kažejo, da je razgradnja pri 200 °C povzročila najmanjši vpliv na okolje, vendar pa so bile največje količine sekundarnih spojin pridobljene pri temperaturi razgradnje 300 °C.
Ključne besede: vlakna iz melaminskih eterificiranih smol (MER vlakna), encimska razgradnja, hidrotermična razgradnja, identifikacija nevarnosti, HAZOP, analiza življenjskega cikla (LCA)
Objavljeno v DKUM: 16.06.2022; Ogledov: 656; Prenosov: 77
.pdf Celotno besedilo (3,83 MB)

Iskanje izvedeno v 3.02 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici