Sustainable processing of materials using supercritical fluids : doktorska disertacija

angleški

doktorska dela

2022

alkoholi   Disertacije   farmakološko delovanje   fazna ravnotežja   gostota   kompoziti utrjeni z ogljikovimi vlakni   Materiali   metode izolacije   modificirana kapilarna metoda   površinska napetost   Procesiranje   superkritična ekstrakcija   Superkritični fluidi   tehnike recikliranja   trajnostno procesiranje   viskoznost

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo

Superkritični fluidi (SCF) so močna topila s številnimi edinstvenimi lastnostmi. Imajo velik potencial za številne procese, kot so ekstrakcije, kemične reakcije in recikliranja. V skladu s tem so za načrtovanje procesa in študije ekonomske izvedljivosti potrebni podatki o faznem ravnotežju. Prav tako so poglavitne meritve termodinamskih in transportnih lastnosti v sistemih s superkritično fazo ter zanesljivi in vsestranski matematični modeli termodinamike faznega ravnotežja. Disertacija se osredotoča na prednosti tehnologije superkritičnih fluidov in je sestavljena iz treh glavnih delov.Prvi del vključuje študijo faznih ravnotežij binarnih plinsko-alkoholnih in plinsko-sečninskih derivatov. Raziskovali smo vpliv tlaka in temperature na obnašanje sistema (topnost, viskoznost, gostota, površinska napetost, krivulja tališča). Večina poskusov je bila izvedena z visokotlačno optično celico, z manjšimi modifikacijami aparature in merilnega principa za določitev omenjenih termodinamičnih in transportnih lastnosti.Drugi del doktorske disertacije obravnava pridobivanje ekstraktov iz naravnih materialov. Posebno zanimanje je usmerjeno v ekstrakte pridobljene s superkritičnimi fluidi, za katere so značilne različne biološke aktivnosti, predvsem protimikrobne in antioksidativne lastnosti. Superkritična ekstrakcija je bila izvedena na polkontinuirni aparaturi (pri tlakih 150 barov in 250 barov in temperaturah 313,15 K in 333,15 K za ekstrakcijo origana; in pri tlakih 100 barov in 300 barov in temperaturah 313,15 K in 5 K3 za ekstrakcijo rdeče pese). Določitev protimikrobne in antioksidativne aktivnosti je bila izvedena z uporabo različnih metod, kot sta mikrodilucijska metoda in DPPH metoda.V tretjem delu je podan pregled različnih metod za recikliranje kompozitov, utrjeni z ogljikovimi vlakni, vključno s kemičnim recikliranjem s superkritičnimi fluidi. Izbrano področje je v svetu še vedno v fazi raziskovanja, saj je pristop relativno nov, a s trajnostnega vidika zelo zanimiv. Za ekonomsko izvedljivo načrtovanje procesa je potrebno določiti termodinamske podatke in podatke o prenosu mase. Načela prihodnjega laboratorijskega in pilotnega delovanja zahtevajo, da so ti podporni podatki znani.Rezultati, dobljeni v okviru te študije, predstavljajo visoko dodano vrednost na znanstvenem področju. Bistveni so za načrtovanje in spreminjanje procesov, ki dajejo izdelke, ki jih ni mogoče doseči s konvencionalnimi proizvodnimi procesi.

07.08.2023