▼ 

Wallemio ichthyophago uvrščamo v razred črnih kvasovk, ki spadajo v rod Wallemia. Wallemia je filogenetsko star in nenavaden rod gliv Basidiomycota, ki zajemajo ene izmed najbolj ekstremofilnih evkariontskih organizmov opisanih doslej. Namen magistrske naloge je bilo proučevanje vpliva superkritičnega ogljikovega dioksida (SC CO2) na preživelost celic črnih kvasovk Wallemia ichthyophage pri različnih pogojih (tlak in čas izpostavitve) ter na aktivnost nekaterih intra- in ekstracelularnih encimov. Preživelost celic črne kvasovke W. ichthyophage s podaljševanjem časa izpostavitve SC CO2 in naraščanjem tlaka upada. Proučevali smo tudi aktivnost encimov celulaze, β-glukozidaze, α-amilaze in proteaze ter koncentracijo proteinov in nukleinskih kislin v odvisnosti od časa izpostavitve celične suspenzije Wallemia ichthyophage SC CO2 pri različnih tlakih. Koncentracija proteinov v celični suspenziji W. ichthyophage je z naraščanjem tlaka in časa izpostavitve SC CO2 naraščala iz česa lahko sklepamo, da so se iz celic izločili intracelularni proteini. Z naraščanjem časa izpostavitve celične suspenzije W. ichthyophage SC CO2 smo dosegli, da so se iz celic W. ichthyophaga izločili intracelularni encimi.

Wallemia ichthyophaga are black yeast fungi and belong to the fungi family of Wallemia. Wallemia is phylogenetically old and unusual genus of fungi Basidiomycota, which covers one of the most extremophiles eukaryotic organisms described so far. The purpose of the master's thesis was studying the impact of supercritical carbon dioxide SC CO2 on the survival ability of the black yeast W. ichthyophage cells, under different conditions (pressure and time exposure) and on the activity of certain intra- and extracellular enzymes. With the extension of exposure time to SC CO2 and the increasing pressure cell survival ability of the black yeast W. ichthyophage decreases. We have also studied the activity of the enzymes cellulases, β-glucosidase, α-amylase, protease, and the concentration of proteins and nucleic acids in relativity to the time of exposure to the cell suspension Wallemia ichthyophage SC CO2, at different pressures. The concentration of proteins in the cell suspension W. ichthyophage is increasing with the extension of time and pressure exposure to SC CO2

from this we conclude that the intracellular proteins are extracted from the cells. By increasing the exposure time to SC CO2 we have achieved elimination of intracellular enzymes from the W. ichthyophaga cells

Advisors/Committee Members: Primožič, Mateja.

▼ 

V magistrskem delu smo raziskali vpliv superkritičnega ogljikovega dioksida (SC CO2) na aktivnost proste in imobilizirane transglutaminaze (TGM), ob spreminjanju različnih parametrov, ki lahko vplivajo na aktivnost encima kot so tlak, temperatura in čas izpostavitve v SC CO2. Pripravili smo dve obliki imobiliziranega encima in sicer z metodo obarjanja in zamreženja smo pripravili imobilizirano TGM brez nosilca (CLEAs) ter z metodo koprecipitacije imobilizirano TGM na magnetni nanonosilec, modificiran z aminosilanom (mCLEAs). Rezultati kažejo, da je TGM zamrežena v encimske skupke (CLEAs) stabilen katalizator ter primerna za izvedbo encimskih reakcij v SC CO2, saj smo pri optimalnih pogojih izpostavitve v SC CO2 (24 urna inkubacija, tlak 100 bar in temperatura 50 °C) dosegli 123 % preostale aktivnosti imobiliziranega encima. Kljub temu, da se je aktivnost CLEAs po izpostavitvi v SC CO2 za 24 h pri 100 bar povečala pa so bile aktivnosti CLEAs in mCLEAs po izpostavitvi pri atmosferskem tlaku pri enakih pogojih višje. Preostala aktivnost CLEAs pri atmosferskem tlaku je znašala 187 % in mCLEAs 139 %. Do podobnih ugotovitev smo prišli pri spreminjanju časa poteka encimske reakcije. Predpostavljamo, da SC CO2 povzroči konformacijske spremembe v proteinu, kadar je le ta imobiliziran in tako se zmanjša njegova aktivnost. Kljub manjši stabilnosti imobiliziranega encima v obliki CLEAs in mCLEas pa je bila možna njuna ponovna uporaba.

In the contex of this master thesis we explored the influence of supercritical carbon dioxide (SC CO2) on free and immobilized transglutaminase activity (TGM), while changing various parameters that influence the activity of the enzyme such as pressure, temperature and reaction time. Two forms of immobilized enzyme were prepared. Using the precipitation and crosslinking method a immobilized TGM without carrier (CLEA) was prepared, additionally with the co-precipitation method a immobilized TGM was applied to a magnetic nanocarrier modified by aminosilane (mCLEAs). The results show that TGM crosslinked in enzymatic aggregates (CLEAs) is a stable catalyst and suitable for the implementation of enzymatic reactions in SC CO2, under optimum conditions of exposure to SC CO2 (24 hour incubation, 100 bar pressure and 50 °C temperature), we achieved 123% of the remaining activity. Despite the fact that CLEAs activity after exposure in SC CO2 for 24 h at 100 bar increased, CLEAs and mCLEAs activities at atmospheric pressure were higher. The remaining CLEAs activity at atmospheric pressure was 187% and 139% for mCLEAs. Similar findings were obtained in changing the duration of the enzyme reaction. We assumed that SC CO2 causes conformational changes in protein when it is immobilized and thus reduces its activity. Despite the lower stability of the immobilized enzyme, their reuse was possible.

Advisors/Committee Members: Primožič, Mateja.

▼ 

V magistrskem delu smo proučevali vpliv tlaka in časa inkubacije celične suspenzije črne kvasovke Phaeotheca triangularis v superkritičnem ogljikovem dioksidu. Celično suspenzijo smo inkubirali pri temperaturi 35 °C in pri različnih tlakih in časih inkubacije v SC CO2 in sicer pri 100 bar, 200 bar in 300 bar, ter časih izpostavitve 0,5 ure, 1 uro, 2 uri in 3 ure. Zanimalo nas je kako tlak in čas izpostavitve celične suspenzije P. triangularis v SC CO2 vplivata na aktivnost nekaterih encimov: α-amilaze, β-glukozidaze, celulaze in proteaze, na razmerje med nukleinskimi kislinami in proteini ter koncentracijo proteinov. Z razmazi celične suspenzije pred in po inkubaciji v SC CO2 na gojišča pa smo določevali še preživelost celične kulture P. triangularis. Ugotovili smo, da z naraščanjem tlaka in časa inkubacije celične suspenzije v SC CO2, preživelost celic P. triangularis upada. Tudi preostala aktivnost encimov se je spreminjala. Preostali aktivnosti celulaze in α-amilaze z naraščanjem časa izpostavitve celične suspenzije SC CO2 naraščata, medtem ko preostali aktivnosti β-glukozidaze in proteaze upadata. Preostale aktivnosti vseh preučevanih encimov z naraščanjem tlaka izpostavitve upadajo. Koncentracija proteinov v celični suspenziji P. triangularis z naraščanjem časa in tlaka narašča. Z določevanjem razmerja med nukleinskimi kislinami in proteini pa smo ugotovili, da so v celični suspenziji prisotni še proteini, fenoli ali druge snovi.

The influence of pressure and incubating time on cell suspension of black fungi Phaeotheca triangularis in supercritical carbon dioxide was studied. Cell suspension was incubated at temperature 35 °C and by different pressures (100 bar, 200 bar and 300 bar) for 0,5 hour, 1 hour, 2 hours and 3 hours. The impact of pressure and incubation time on activity of some enzymes: α-amylase, β-glucosidase, cellulase and protease, in addition, on the ratio between nucleic acids and proteins and also on the concentration of proteins was investigated. With the smear of the cell suspension before and after incubation in SC CO2 on the agar, the viability of the cell culture P. triangularis was determined. With an increase in pressure and incubation time of cell suspension in SC CO2 viability of P. triangularis decreased. The residual enzyme activity also varied. Residual activities of cellulase and α-amylase were increased by increase in incubation of cell suspension in SC CO2, while residual activities of β-glucosidase and protease were decreased. With increasing of pressure the residual activities of all studied enzymes were decreased. The protein concentration in the cell suspension of P. triangularis increased by increase in incubation time and pressure. By determining the ratio between nucleic acids and proteins, we have found that in the cell proteins, phenols or other substances are presented.

Advisors/Committee Members: Primožič, Mateja.

▼ 

Okolje v katerem živimo je za osebni razvoj posameznika in družbe ključnega pomena. Človekovo prilagajanje novim pogojem v okolju, mu omogoča ustrezno funkcioniranje in obstoj v njem. Gospodarjenje z naravo in njenimi viri se skozi stoletja spreminja, rezultati človekovega gospodarjenja pa kažejo krizo okolja, ki se bo odražala še pri naslednjih generacijah. Dejavniki okolja, ki vplivajo na zdravje ljudi, so številni in predstavljajo velik javnozdravstveni problem. Njegovo reševanje zahteva kontinuirano sodelovanje med strokovnjaki različnih znanosti, saj sodobna politika varstva okolja temelji na konceptu trajnostnega razvoja. Z magistrsko nalogo smo želeli ugotoviti vpliv izbranih kazalnikov (emisije ogljikovega dioksida, dostop do pitne vode in sanitarij, komunalni odpadki) javnega zdravja na prebivalstvo, spremljali smo ukrepe za njihov nadzor, zmanjševanje in preprečevanje njihovega vpliva na zdravje ljudi. Spremljali smo ukrepanje držav, kjer so vrednosti kazalnikov najslabše. Raziskovalna metodologija: Uporabljena je bila deskriptivna metoda zbiranja podatkov. Podatke smo zbrali v štirih podatkovnih bazah, to so Organizacija za gospodarsko sodelovanje in razvoj, Svetovna zdravstvena organizacija, Informacijski sistem za okolje in zdravje ter Nacionalni inštitut za javno zdravje. Zbrali smo podatke za tri okoljske kazalnike (emisije ogljikovega dioksida, dostop do pitne vode in sanitarij, komunalni odpadki) za 20 držav po celem svetu v obdobju desetih let. Podatke, pridobljene iz različnih baz podatkov, smo prikazali v obliki grafov. Uporabili smo demografsko in kronološko analizo podatkov ter povprečno vrednost zbranih podatkov. Rezultati: Vrednosti okoljskih kazalnikov se v državah spreminjajo. V zadnjem desetletju je dostop do pitne vode in sanitarij omogočen vse večjemu številu ljudi po svetu, emisije ogljikovega dioksida v Združenih državah Amerike upadajo, medtem ko v Ljudski republiki Kitajski in v Indiji vsako leto strmo naraščajo, količina komunalnih odpadkov je največja v Združenih državah Amerike. Sklep: Izbrani kazalniki javnega (emisije ogljikovega dioksida, dostop do pitne vode in sanitarij, komunalni odpadki) zdravja so v državah zelo različni saj njihove vrednosti ponekod postopoma naraščajo in obratno. Z nadzorom za spremljanje in ukrepanje se njihove vrednosti izboljšujejo.

Environment in which we live is crucial for personal development of individuals and society. Adaptation to new environmental conditions allow humans to properly function and exist in it. Human management of nature and its resources through centuries is changing and results in environmental crisis, which will be reflected more in the next generations. Environmental factors that affect human health are numerous and represent a major public health problem. Solution of these problems requires continuous cooperation between experts of different scientific fields as modern environment protection policy is based on the concept of sustainable development. With this master's thesis we tried to…

Advisors/Committee Members: Fijan, Sabina.

▼ 

Cilj magistrske naloge je bil določiti topnost učinkovine paracetamol v superkritičnih plinih. V naši raziskavi smo uporabili argon, propan in ogljikov dioksid. V visokotlačni celici smo spreminjali temperaturo in tlak ter spremljali kako se obnaša paracetamol v superkritičnih plinih, ki združujejo lastnosti plinov in tekočin. Paracetamol smo si izbrali zato, ker je ena najbolj razširjenih aktivnih snovi na svetu in jo najdemo v najbolj razširjenih farmacevtskih protibolečinskih izdelkih, ki jih lahko dobimo brez recepta. Topnost paracetamola smo določili s statično – analitično metodo, z jemanjem vzorcev iz zgornje faze, saj je le - ta bogata s plinom. Ugotovili smo, da je topnost paracetamola v vseh treh plinih (argon, propan in ogljikov dioksid) skoraj povsem neodvisna od temperature, narašča pa s tlakom oziroma z višanjem gostote plina. Z uporabo postopka visokotlačne mikronizacije PGSSTM smo paracetamol vezali na biopolimer trilaurin s pomočjo ogljikovega dioksida kot topila. Ogljikov dioksid je deloval kot plastifikator. Molekule plina se z lahkoto vrinejo med verige polimera in povzročijo znižanje viskoznosti polimernega nosilca ter s tem povečajo prosti volumen polimera. S spreminjanjem tlaka ter temperature lahko vplvamo na lastnosti produkta mikronizacije

na porazdelitev por, njihovo velikost in obliko. S pomočjo tehnike PGSSTM smo zmanjšali velikost delcev in tako povečali površino materiala in posledično izboljšali profil raztapljanja učinkovine.

The main purpose of this Master's thesis was to determine the solubility of an active substance paracetamol in supercritical gases. In our study we used argon, propane and carbon dioxide. We were changing the temperature and pressure in the high-pressure cell and simultaneously observing the paracetamol’s behavior in supercritical gases, i.e. gases that combine the characteristics of gases and liquids. We selected a paracetamol because it is the most common active substance world-wide and it is found in the majority of pharmaceutical painkillers that may be obtained without a prescription. The gas solubility in paracetamol was determined by static – analytical method by taking samples from the upper phase which represents the gas rich phase. The solubility of paracetamol in all three gases is almost independent from the temperature

however, it increases with higher pressure or with increase in gas density. Using the PGSSTM process, paracetamol was bound to the biopolymer of trilaurine by using carbon dioxide as solvent. A carbon dioxide has functioned there as a plasticizer as the molecule of gas has returned between the chains, and therefore, it caused a decrease of viscosity and simultaneously increased a free volume of polymer. By varying the pressure and temperature, we may control the allocation of pores, their size and shape of the micronitzed material. Using PGSSTM technique, we reduced the size of the particles and reduced the surface of the material, and enhanced the dissolution profile of the active substance.

Advisors/Committee Members: Knez Hrnčič, Maša.

▼ 

Namen doktorske disertacije je bil razviti nove, alternativne metode encimsko katalizirane kinetične resolucije sekundarnih alkoholov v ne-konvencionalnih topilih, kot so ionske tekočine in superkritični ogljikov dioksid. Ionske tekočine predstavljajo zanimiv razred topil za encimsko katalizirane reakcije. Uvodoma smo sintetizirali tri različne ionske tekočine, in sicer 1-butil-3-metilimidazolijev klorid, 1-butil-3-metilimidazolijev heksafluorofosfat in 1-butil-3-metilimidazolijev tetrafluoro-borat, z namenom, da v ionskih tekočinah določimo aktivnost in stabilnost prostih in imobiliziranih encimov različnega izvora. Nadalje smo ionske tekočine uporabili kot reakcijski medij za encimsko katalizirano transesterifikacijo (R,S)-1-feniletanola z vinil acetatom, kjer smo pri atmosferskem tlaku določili 1-butil-3-metilimidazolijev tetrafluoroborat kot najprimernejši reakcijski medij in imobilizirano lipazo B iz Candida antarctica kot najprimernejši biokatalizator za omenjeno reakcijo. Za transesterifikacijo (R,S)-1-feniletanola z vinil acetatom, izvedeno v 1-butil-3-metilimidazolijevem tetrafluoro-boratu pri atmosferskem tlaku in katalizirano z imobilizirano lipazo B, smo optimirali reakcijske parametre, kot so koncentracija biokatalizatorja, substratov in topila, temperatura in hitrost mešanja reakcijske zmesi. Imobilizirano lipazo B iz Candida antarctica smo uspešno uporabili kot biokatalizator za encimsko katalizirano transesterifikacijo (R,S)-1-feniletanola tudi v superkritičnem ogljikovem dioksidu in v dvo-faznem sistemu superkritični ogljikov dioksid/ionska tekočina. V superkritičnem ogljikovem dioksidu smo proučili vpliv koncentracije lipaze, temperature, tlaka in vrste donorja acilne skupine na aktivnost lipaze. V dvo-faznem sistemu superkritični ogljikov dioksid/ionska tekočina pa smo proučili vpliv koncentracije ionske tekočine 1-butil-3-metilimidazolijevega tetrafluoroborata na potek reakcije.

The aim of the PhD thesis was to develop new, alternative methods for the enzyme-catalyzed kinetic resolution of secondary alcohols in non-conventional media, such as ionic liquids and supercritical carbon dioxide. Ionic liquids represent an exciting new class of reaction solvents for catalysis, which have been used successfully for enzyme-catalyzed reactions. Firstly, three different ionic liquids, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-butyl-3-methyl-imidazolium hexafluorophosphate and 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, were synthesized in order to determine enzyme activity and stability of free and immobilized enzymes from different sources in ionic liquids. Next, ionic liquids were used as reaction media for enzyme-catalyzed transesterification of (R,S)-1-phenylethanol with vinyl acetate at atmospheric pressure, where 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate was determined as the most suitable reaction medium and immobilized lipase B from Candida antarctica as the most suitable biocatalyst for the abovementioned reaction. The optimisation of reaction parameters, such as biocatalyst…

Advisors/Committee Members: Leitgeb, Maja.

▼ 

V doktorski dizertaciji smo raziskovali uporabo ogljikovega dioksida pri visokih tlakih za impregnacijo maščobo-topnih vitaminov. Za impregnacijo smo izbrali vitamina K3 in D3. Predvsem vitamin D3 je izjemno občutljiva substanca, zato zahteva izjemno pozornost. Za impregnacijo obeh vitaminov smo uporabili polisaharidne arogele. Aerogeli so porozni materiali z izjemnimi lastnostmi. Zaradi visokih poroznosti imajo velike specifične površine in nizke gostote. Če te lastnosti združimo še z biokomatibilnostjo ter biorazgradljivostjo polisaharidov, dobimo idealne materiale za farmacevtske aplikacije. Cilj doktorske dizertacije je bil impregnacija vitaminov v polisaharidne aerogele, da bi jih s tem dodatno zaščitili ter tako povišali njihovo stabilnost. Delo je razdeljeno v dva večja dela. V prvem delu smo uporabili superkritični ogljikov dioksid za impregnacijo vitamina K3 in vitamina D3. Vitamin K3 smo uporabili kot modelno substanco, naš glavni cilj pa je bil impregnacija vitamina D3. Raziskali smo termodinamske in kinetične lastnosti obeh vitaminov. Dobljene vrednosti smo razložili z uporabo že razvitih kinetičnih modelov. V prvem delu dizertacije smo določili tudi strukturne lastnosti vzorcev ter preverili sproščanje vitamina in vitro. V drugem delu doktorske dizertacije smo preiskovali impregnacijo vitamina D3 z ogljikovim dioksidom. Tokrat smo uporabili ogljikov dioksid pri različnih pogojih, od superkritičnega do tekočega ogljikovega dioksida. Preiskovali smo kinetično obnašanje pri različnih pogojih ter določili stopnjo degradacije vitamina glede na izbrane pogoje. Z različnimi karakterizacijskimi metodami smo določil vpliv tako superkritičnega kot tekočega ogljikovega dioksida na končne strukturne lastnosti aerogelov. V tem delu dizertacije smo prav tako izvedli sproščanje vitamina D3 in vitro, izvedli pa smo tudi stabilnostno študijo za potrditev povišane stabilnosti vitamina D3 ob impregnaciji v aerogele.

This doctoral dissertation examines utilization of carbon dioxide as solvent for high pressure impregnation of fat-soluble vitamins, in particular vitamin K3 and vitamin D3. Chosen vitamins, especially vitamin D3, are handling challenging since they are highly sensitive substances. Polysaccharide alginate aerogels were used as vitamins’ carriers. Aerogels are airy materials with outstanding properties such as high porosity, high specific surface area and low density. Combined with the biocompatible and biodegradable polysaccharides, they fulfil pharmaceutical demands for ideal candidates. General idea of this dissertation was to achieve protection and prolonged stability of sensitive vitamins against environments by impregnating them into polysaccharide aerogels. The work is divided in main two parts. In the first part, carbon dioxide was used in its supercritical state. The impregnation experiments were conducted with both vitamin K3 and vitamin D3. Vitamin K3 had the role of a model substance while the main focus was on vitamin D3, as an active substance. The thermodynamic and kinetic behaviour of both…

Advisors/Committee Members: Novak, Zoran.

▼ 

Magistrsko delo z naslovom »Pouk z raziskovanjem v četrtem razredu Osnovne šole Turnišče – ogljikov dioksid« sestavljata dve zaokroženi celoti, ki se med seboj dopolnjujeta in nadgrajujeta: teoretični in praktični del. Teoretični del sestavljajo trije sklopi, ki utemeljujejo raziskovalni problem. V didaktičnem sklopu je opredeljen pouk z raziskovanjem (izpostavljen je Krnelov model, 2007) in učni predmet naravoslovje in tehnika. V psihološkem sklopu so predstavljene psihofizične lastnosti 9-letnikov, v geografskem sklopu pa občina Turnišče (posebej Osnovna šola Turnišče, predstavljen pa je tudi četrti razred, kjer je praktični del naloge potekal). V praktičnem delu so pridane podrobne učne priprave, usklajene s Krnelovim modelom (2007) pouka z raziskovanjem, natančneje je opisan pouk praktičnega dela in zapisana evalvacija narejenega. Ugotovljeno je, da pouk z raziskovanjem od učitelja terja natančno učno pripravo, ogromno materialnih sredstev, iznajdljivosti in znanja. Učitelj mora poskrbeti, da so učni cilji in vsebina primerni razvojni stopnji učencev, da so navodila za delo natančno podana in da je ura zanimiva, razgibana in pestra. Pouk z raziskovanjem omogoči učencem, da pridejo do znanja sami, le-tega bolje uzavestijo, vendar pod pogojem, da so aktivno vključeni v vse etape učne ure.

The master's thesis entitled “Fourth Grade Experimentative Lesson at Turnišče Primary School - Carbon Dioxide« consists of two complete parts, which complement and upgrade each other: theoretical and empirical part. The theoretical part consists of three sections that substantiate the research problem. The didactic section defines the Inquiry Based Science Education (Krnel's model, 2007), and the subject of nature science and technology. The psychological section portrays psychophysiological characteristics of 9-year-olds, while the geographical section presents the municipality of Turnišče (especially Turnišče Primary School and the fourth class, where the empirical part of the thesis was carried out). The empirical part contains detailed lesson plans, designed in accordance with the Krnel’s model (2007) of Inquiry Based Science Education. Comprehensive account of lessons is provided, as well as evaluation of the work done. It has been ascertained that Inquiry Based Science Education requires thorough lesson plans, vast material resources, ingenuity and professional knowledge of a teacher. The teacher must make sure that the learning objectives and content are appropriate to the development level of the pupils, that the instructions for work are accurately given and that the lesson is interesting, varied, and diverse. Teaching through experiment enables pupils to develop knowledge on their own, which furthermore enhances their awareness, provided they are actively involved in all stages of the lesson.

Advisors/Committee Members: Rajšp, Martina.

▼ 

Učinkovito ravnanje z odpadki je ena izmed ključnih nalog na področju varstva okolja. Hitro naraščanje količin odpadkov, negativni vplivi na vse elemente okolja, porast okoljske zavesti v širši javnosti, predvsem pa stremenje k ohranitvi človeštva, so pripeljali do hitrih sprememb na področju ravnanja z odpadki

le-te pa se odslikavajo v obliki intenzivnih političnih manifestov, implementacij zakonodaje ter tehnično-tehnoloških rešitev koristne izrabe odpadkov. Rešitev učinkovitega ravnanja z odpadki po posameznih segmentih (zbiranje, transport, predelava in obdelava ter končno odstranjevanje) je prehod na integralne koncepte ravnanja z odpadki, kar pomeni, da se lahko na vsakem koraku s pametnim pristopom prihranijo tako količine odloženih odpadkov, kakor tudi emisije CO2. V magistrskem delu smo podrobno predstavili in analizirali prispevek sodobnega ravnanja z odpadki k zmanjšanju emisij CO2 v ozračje. Opravili smo pregled energijske vrednosti alternativnih goriv iz nenevarnih odpadkov in dobljene rezultate primerjali z energijsko vrednostjo primarnega energenta. Rezultati primerjave so bili kot osnova za oceno prihranka primarnega energenta za proizvodnjo energije ter količino prihranjenih emisij CO2. Izvedli smo tudi analizo vseh vrst odpadkov in njihovih masnih tokov, ki so namenjeni v snovno predelavo oz. recikliranje ter ocenili njihov potencial za prihranek emisij CO2 zaradi njihove ponovne uporabe in s tem zmanjšanja količin novo izdelanih surovin in/ali izdelkov, ki se po uporabi spremenijo v odpadke. V ocenjevalnem modelu sodobnega ravnanja z odpadki smo upoštevali vse posamezne segmente ravnanja z njimi. Vsebino dela pa utemeljili še z evropsko in slovensko zakonodajo s področja trajnostnega razvoja in celovitega obvladovanja odpadkov. Za nadaljnje izboljšanje pozitivnih trendov obvladovanja odpadkov v Sloveniji smo preučili dobre prakse iz okoljsko najbolj razvitih evropskih držav ter jih poskušali v obliki priporočil in navodil prenesti v slovensko prakso.

Efficient waste management is one of the most important processes in preserving the environment. Fast groving rate of waste quantities, negative influence on all environment elements, rise of public environmental awareness and strong will for all living species preservation, had led to fast changes in waste management. The changes can be seen in all shapes of political manifests, in fast implementation of legislation and in new technical and technological solutions for waste reuse. Effective activities in waste management (collection, transport, processing, treatment in final disposal) are transition to integral waste management, where with clever approach the disposed waste quantities and greenhouse emissions can be heavily reduced. In this Master thesis the effect of modern waste management to CO2 emissions reduction will be presented in details. The overlook of energy potential of alternative fuels – refuse derived fuels has been done and compared to energy potential of primary fuels. This comparison was the basic for CO2 emissions reduction…

Advisors/Committee Members: Samec, Niko.

▼ 

Predstavljeno delo obravnava raziskave na področju faznih ravnotežij, ekstrakcije in frakcioniranja maščobnih kislin v rastlinskih oljih, obogatenih s prostimi maščobnimi kislinami (FFA) pri visokih tlakih v inertnem mediju, kot je ogljikov dioksid (CO2). Podatki so ključni za nadaljnje načrtovanje visokotlačnih separacijskih procesov, saj pripomorejo k izboljšanju določenih industrijskih procesov v smeri okoljevarstva in kvalitete proizvodov. Baze podatkov že vsebujejo podatke faznih ravnotežij za sistem rastlinska olja – CO2. Zaradi širokega izbora rastlinskih olj, ki se danes nahajajo na tržišču, podatki o faznih ravnotežjih za vsa olja niso dostopni. Predvsem v literaturi ni podatkov za fazna ravnotežja pri tlakih višjih od 350 bar in podatkov o faznih inverzijah v sistemih rastlinsko olje – CO2. Delo je tako omejeno na tri rastlinska olja, ki so komercialno dostopna, to so repično olje, olje koruznih kalčkov in olje boraga. Olja so predhodno obdelana s postopkom umiljenja in na ta način obogatena s prostimi maščobnimi kislinami. Meritve faznih ravnotežij in opazovanja faznih inverzij so izvedena na sistemih FFA-obogateno repično olje – CO2, FFA-obogateno olje koruznih kalčkov – CO2 in FFA-obogateno olje boraga – CO2 v območju tlakov med 100 in 550 bar in temperaturah 35, 45, 65 in 85 °C. Vsebnost maščobnih kislin smo določili s plinsko kromatografijo in na podlagi dobljenih rezultatov določili porazdelitvene koeficiente in separacijske faktorje. Raziskave visokotlačne ekstrakcije olja iz semen s CO2 smo izvedeli na dveh naravnih materialih z visoko vsebnostjo prostih maščobnih kislin, to so semena boraga (Borago officinalis L.) in semena nočnega svetlina (Oenthera biennis L.) pri tlaku 200 in 300 bar in temperaturah 40 in 60 °C. Ekstrakcijske krivulje smo ovrednotili z dvema matematičnima modeloma, ki kar najbolje opišeta potek ekstrakcijske krivulje v območju stacionarnega prenosa snovi in v območju nestacionarnega prenosa snovi. Zaključek raziskave predstavlja frakcioniranje repičnega olja v smeri izolacije -linolenske kisline in koncentriranja FFA in -sitosterola v oljih. Pri koncentriranju FFA smo uporabili dva postopka, prvi je superkritična ekstrakcija v dveh stopnjah, ki daje zadovoljive rezultate v primerjavi s konvencionalno metodo kolonske kromatografije.

This research work presents phase equilibria, extraction and fractionation of fatty acids in vegetable oils enriched with free fatty acids (FFA) at high pressures in an inert medium such as carbon dioxide (CO2). This data is the key for further planning of high-pressure separation processes, helping to improve certain industrial processes towards environmental protection and product quality. The literature already reports on phase equilibria for the system vegetable oil – CO2 for pressures ranging up to 350 bar, whereas for higher pressures less data is available. Also, at these pressures little has been reported on the phase inversion of these systems. In our experiments, three commercial vegetable oils, namely rapeseed oil, corn germ oil,…

Advisors/Committee Members: Knez, Željko.

▼ 

Antocianini so skupina polifenolov, ki so odgovorni za barvno raznolikost cvetov in sadežev, od rumene, oranžne, rdeče, roza, do modre. V primerjavi s sintetičnimi barvili so nestabilni, kar predstavlja glavni problem pri njihovi uporabi in se lahko pokaže kot sprememba barve med procesiranjem in skladiščenjem. Glavni cilj doktorske disertacije je bil razviti produkt, naravno barvilo na osnovi antocianinov, ki bo ustrezno stabilen in bo predstavljal alternativo sintetičnim barvilom za uporabo v prehrambeni in farmacevtski industriji. Raziskovalno delo zajema študij ekstrakcije antocianinov iz grozdnih tropin, ki so stranski produkt v proizvodnji vina in predstavljajo potencialni vir naravnih barvil. V raziskavah smo uporabili tropine treh tradicionalnih sort rdečega grozdja, ki se pridelujejo v Sloveniji. Za primerjavo so bili eksperimenti narejeni tudi z uporabo svežega materiala – bezgovih jagod. Namen raziskav je bil določiti optimalne ekstrakcijske pogoje. Izvedla se je študija vpliva naslednjih parametrov: vrste in koncentracije topila za ekstrakcijo ter temperature. Študirali smo vpliv pH topila za ekstrakcijo na izkoristek in degradacijo antocianinov. Opazovali smo stabilnost dobljenih ekstraktov med skladiščenjem. Raziskali smo vpliv predobdelave naravnega materiala s superkritično ekstrakcijo s CO2. Poznano je, da ko-pigmenti vplivajo na stabilnost in barvo antocianinov, zato smo v dobljenih ekstraktih analizirali tudi vsebnost nekaterih flavonoidov. Drugi sklop raziskav v okviru doktorske disertacije zajema študij stabilizacije in formulacije antocianinov z uporabo visokotlačnih tehnologij s superkritičnimi fluidi (SCF). Raziskali smo naslednje SCF tehnike za formulacijo produkta: CPF™ (Concentrated Powder Form

Koncentrirana praškasta oblika), PGSS™ (Particles from Gas Saturated Solution

Delci iz raztopin nasičenih s plinom), SAS (Supercritical Antisolvent Precipitation

Prekristalizacija z antitopilom). V raziskavah smo uporabili različne materiale na osnovi antocianinov (ekstrakte, sokove in koncentrate) ter različne nosilce, ki so uporabni v prehrambeni industriji. Izvedli smo analize barvnih lastnosti in stabilnosti barve med skladiščenjem dobljenih praškastih produktov.

Anthocyanins are group of polyphenols, responsible for the colours of yellow, orange, red, pink and blue of most of the flowers and fruits. The major drawback of their use and competitiveness compared to synthetic colorants is their colour instability, which may result in degradation of colour during processing and storage. The overall goal of the Ph. D. work was to develop a product, a natural colorant on anthocyanin base with adequate colour stability, which can be an alternative replacement for synthetic colorants in food and drug industry. Extraction of anthocyanins from grape marc, a by-product of the winery industry, was investigated considering their potential use as natural colorants. The optimal conventional extraction conditions were investigated with three different varieties of grape marc native to Slovenia.…

Advisors/Committee Members: Škerget, Mojca.

▼ V zadnjih letih se za naprednejše korozijske zaščite raznih kovinskih konstrukcij in naprav uporabljajo med drugim v veliki meri polietileni (PE), ki so zaradi svojih kemijskih in fizikalnih lastnosti še kako zanimivi. Njihova uporaba je vedno bolj zaželjena in razširjena v industrijah praškastih premazov (barve, laki), kjer velik omejitveni faktor predstavljajo okolju nevarne hlapne organske spojine (HOS, ang. volatile organic compound - VOC). Trend po svetu in predvsem v Evropi je zadnje čase naravnan k zeleni kemiji in k pridobivanju izdelkov visoke tržne vrednosti s praktično ničelno oz. minimalno vsebnostjo organskih spojin pri procesiranju in izdelavi produktov. Ker ogljikov dioksid (CO2) konvencionalnim topilom že vrsto let predstavlja odlično alternativo, smo v prvem sklopu doktorske disertacije za potrebe načrtovanj različnih visokotlačnih procesov izvedli preliminarne raziskave za polietilene nizke in visoke gostote, saj pri obsežnem pregledu strokovne znanstvene literature teh podatkov nismo zasledili oz. jih je v okrnjeni obliki zelo malo. Glavni cilj prvega sklopa doktorske raziskave je pridobitev podatkov o faznih ravnotežjih trdno-tekoče (S-L) za polietilene, topnost in difuzivnost plina (fluida) CO2 v polietilenih. Pridobljeni podatki so ključnega pomena in služijo za načrtovanje procesiranja s polietileni. Raziskali smo obnašanje in zmožnost procesiranja polietilenov v sub- in superkritičnih fluidih (CO2, propan). Fazna ravnotežja trdno-tekoče (S-L) za polietilen nizke gostote (LDPE) in polietilen visoke gostote (HDPE) smo raziskali v atmosferi ogljikovega dioksida (CO2) in propana. Meritve smo izvajali v območju tlaka od 0 do 90 MPa. S pomočjo magnetne suspenzijske tehtnice (MSB) smo raziskali topnost in difuzivnost ogljikovega dioksida v polietilenih v območju tlaka od 0 do 30 MPa pri temperaturi 373 K (100 °C). Topnost fluida v polietilenih je pogojena s tlakom in/ali temperaturo in povzroča običajno nabrekanje materiala, prav tako pa se s topnostjo plina povečuje polimeru masa. Posledično se polimerom zaradi tega zniža viskoznost in temperatura tališča. V atmosferi ogljikovega dioksida na tališče LDPE medsebojno vplivata učinek raztapljanja plina v polimer in učinek hidrostatičnega tlaka, ki med seboj konkurirata. V atmosferi propana smo zasledili obraten trend, pri čemer hidrostatični tlak ni bil tako izrazit. Učinek raztapljanja propana prevladuje nad učinkom hidrostatičnega tlaka. Za HDPE je učinek hidrostatičnega tlaka izražen v celotnem območju tlaka CO2, medtem ko v propanu učinek raztapljanja plina nad hidrostatičnim tlakom prevladuje. Polietilenom se tališče v propanu glede na medij CO2 v povprečju zniža za 17 K.Iz pridobljenih podatkov MSB je razvidno, da topnost CO2 v polietilenih z višanjem tlaka narašča in doseže najvišje vrednosti za PE nizke gostote, najnižje vrednosti pa za PE visoke gostote. V drugem sklopu doktorske disertacije smo se osredotočili na raziskave nove tehnike sinteze biorazgradljivega polimera poli(propilen fumarata) (PPF) v superkritičnem ogljikovemu dioksidu… Advisors/Committee Members: Škerget, Mojca.

▼ 

The study of two different methods of obtaining chiral alcohols is proposed herein. The requirement of the relatively new paradigm of green chemistry associated with clean technologies such as biocatalysis or non-conventional solvents, dense gases, was focused at. Indeed, the two methods of production of chiral alcohols were: - the conversion of acetophenone into (R)-1-phenylethanol in dense gases catalysed by Lactobacillus brevis alcohol dehydrogenase and its coenzyme, NADP/H

- the resolution of (±)-trans-1,2-cyclohexanediol by cocrystal formation with tartaric acid followed by supercritical extraction. In both cases high enantiopurities were achieved (ee>99%).

V študiji sta podani dve različni metodi za pridobivanje kiralnih alkoholov. Doktorsko delo je osredotočeno predvsem na orodja »zelene kemije«, ki so povezana s čistimi tehnologijami kot sta biokataliza ali nekonvencionalna topila in zgoščeni plini. Obe metodi za pridobivanje kiralnih alkoholov se navezujeta na: - Presnovo acetofenona v (R)-1-feniletanol v zgoščenem plinu, katalizirano z alkohol dehidrogenazo iz Lactobacillus brevis in koencimom, NADP/H

- Resolucijo (±)-trans-1,2-cikloheksandiola v obliki nastajanja kokristala s tartarno kislino in s superkritično ekstrakcijo. V obeh primerih je bil izkoristek pridobivanja enantiomerno čistih komponent zelo visok (ee>99%).

Advisors/Committee Members: Maja, Habulin.

▼ 

Tehnologija superkritčnih fluidov je bila obširneje uporabljena ter prenesena v industrijske obrate ekstrakcije, frakcioniranja in čiščenja. Superkritični fluidi so postali zanimivi s stališča razvoja alternativnih separacijskih tehnologij kot rezultat specifičnih lastnosti fluidov v superkritičnem stanju. Fizikalnokemijske lastnosti superkritičnih fluidov združujejo lastnosti tekočin in plinov. Poleg tega pa dodatek druge komponente, imenovane sotopilo modificira lastnosti superkritičnih fluidov kot separacijskih medijev, kar omogoča ustvariti topila, s katerimi je mogoče doseći posebne cilje, tako za namene separacije kot tudi za reakcije. Prav zaradi tega dejstva je prvi del raziskovalnega dela bil usmerjen predvsem v študij faznih ravnotežjih za sisteme CO2-organska topila, npr. etanol in tetrahidrofuran ki se lahko uporabljajo kot sotopila, ki vplivajo na selektivnost. Nadalje smo raziskali možnosti za separacijo treh izomer ksilenov: orto, meta in para. Znano je, da so kubične enačbe stanja (EOS) pomembno orodje za korelacijo in predikcijo faznega obnašanja čistih substanc in mešanic. Kubične enačbe stanja se rutinsko uporabljajo v kemijski in petrokemijski industriji za izračun termo fizikalnih lastnosti in faznih ravnotežij. Raziskave obsegajo Peng-Robinsonovo enačbo stanja v kombinaciji z van der Wallsovim mešalnim pravilom z dvema binarnima parametroma. Drugi del doktorske naloge je usmerjen predvsem na fazna ravnotežja sistemov propan-rastlinska olja ter sistemov žveplov heksafluorid-rastlinska olja, predvsem zaradi dejstva, da je superkritična ekstrakcija vedno bolj pomembna tehnologija kot alternativa rafinaciji in frakcioniranju v industriji rastlinskih olj. Poleg tega pa omenjene separacijske tehnike dovoljujejo zamenjavo tradicionalnih topil, kot npr. metilen klorid in heksan z nestrupenimi, okolju prijaznimi topili kot npr. ogljikov dioksid. To ima še posebe pomen v prehrambeni in farmacevtski industriji, kjer je uporaba strupenih topil omejena z zakonodajo. Prav s tem namenom smo v tretjem delu doktorske disertacije raziskali možnosti uporabe separacijskih procesov pri viskoh tlakih, npr. ekstakcije in mikronizacije z namenom odstranitve preostanka topil iz produktov. Iz rastlinskih ekstraktov, ki so bili pridobljeni s konvencionalno ekstrakcijo z acetonom, smo s temi tehnikami odstranili preostanke organskega topila.

Supercritical fluid technology has been actively applied and used commercially in extraction, fractionation and purification processes. Supercritical fluids have received attention due to its potential in the development of alternative separation technologies as a result of the unique properties of the supercritical state. A supercritical fluid exhibits physicochemical properties intermediate between those of a liquid and a gas. Another noteworthy feature is that small additions of second components-called co-solvents often modify the properties of supercritical fluids as separation agents. This gives the engineer the opportunity to tailor solvents to achieve specific goals, either…

Advisors/Committee Members: Knez, Zeljko.