No description available.

<p>The potential use of enzymes in industrial synthesis of epoxidized soybean oil has been limited through the high cost of the enzyme catalyst, in this work we evaluate the effectiveness of chemo enzymatic epoxidation of high oleic soybean oil (HOSBO) using lipase B from <i>Candida antarctica </i>(CALB) on immobilization support Immobead 150 and H₂O₂in a solvent-free system. Additionally, we evaluated the production decay rates for hydrolytic activity and epoxide product formation over consecutive batches to determine half-life of the enzyme catalyst. </p> <p> Batch epoxidation of HOSBO using CALB on 4wt% loading shows yields higher than 90% after 12 hrs. of reaction, and with a correlation to the consumption of double bonds suggesting that the reaction is selective and limiting side product reactions. Non-selective hydrolysis of oil was not found beyond the initial hydrolysis degree of raw HOSBO. Evaluations of decay given by epoxide product formation and released free fatty acids shows a half-life of the enzyme catalyst on these activities is of 22 ad 25 hrs. respectively. Finally, we evaluated the physical parameters influencing this decay, and found that H₂O₂ presence is the most important parameter of enzyme inactivation with no significant effect from its slowed addition. We propose a new reactor configuration for the analysis of the specific steps on epoxide formation through peracid intermediates. </p>

Nanopartiklar (NP) erbjuder unika möjligheter för medicinska tillämpningar, inklusive kontrollerad frisättning av cancerläkemedel, användning som bildkontrast vid avbildningsprocedurer eller hypertermisk behandling av cancerceller. Flash nanoprecipitation (FNP) producerar NPs för att kombinera dessa tillämpningar i en snabb, billig och skalbar beläggningsprocess. Användning av FNP med en Multi-Inlet Vortex Mixer (MIVM) är en lovande metod för att enkelt belägga hydrofoba oljesyra järnoxid NP (IONP) med olika biokompatibla block-copolymerer. Amfifila block-copolymerer baserade på hydrofil polyetylenglykol (PEG) och hydrofob poly(laktid) (PLA), poly(laktid-co-glykolid) (PLGA) eller poly(kaprolakton) (PCL) syntetiserades framgångsrikt. Den organiska katalysatorn 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) användes för att öka biokompatibiliteten hos de resulterande polymererna PEG-PLA, PEG-PL7,5KG2,5KA och PEG2K-PCL2K. Syntes av hydroxylterminerad poly(akrylsyra) (PAA-OH) följt av polymerisation med PLGA prövades. De amfifila blockpolymererna användes i kombination med stabilisatorn polysorbat 80 (Tween80®) i FNP för att bilda nakna polymera NP med en MIVM som reaktor. DLS och STEM bekräftade partikelstorlekar mellan 50 - 100 nm. Tillsatsen av 13 ± 2 nm hydrofoba oljesyra-IONPs gav en ökning av partikelstorleken samt en ökning av partikelstabiliteten över tid. STEM-bilder visade att enstaka IONPs fästs på utsidan av de polymera NPs. Hydrofoba interaktioner mellan polymeren och oleinsyra-IONPs är möjliga. För att uppnå inkapsling av oljesyra-IONPs bör justeringar av processparametrarna för FNP övervägas i framtida forskning. Ytterligare experiment krävs för att utforska möjliga läkemedelstillsatser, frisättningsmekanismer och hypertermi hos de polymerbelagda IONP-partiklarna. / Nanoparticles (NPs) offer unique possibilities for medical applications, including the controlled release of cancer drugs, the use as imaging contrast during imaging procedures or the hyperthermic treatment of cancer cells. Flash nanoprecipitation (FNP) produces NPs to combine these applications in a fast, cheap, and scalable coating process. The use of FNP with a Multi-Inlet Vortex Mixer (MIVM) is a promising method to easily coat hydrophobic oleic acid iron oxide NPs (IONPs) with various biocompatible block-copolymers. Amphiphilic block-copolymers based on hydrophilic polyethylene glycol (PEG) and hydrophobic poly(lactic acid) (PLA), poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) or poly(caprolactone) (PCL) were successfully synthesized. The organic catalyst 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) was used to increase biocompatibility of the resulting polymers PEG-PLA, PEG-PL7.5KG2.5KA and PEG2K-PCL2K. The synthesis of hydroxyl terminated poly(acrylic acid) (PAA-OH) followed by the polymerization with PLGA was attempted. The amphiphilic block-copolymers were used in combination with the stabilizer polysorbate 80 (Tween80®) in FNP to form bare polymeric NPs using a MIVM as the reactor. DLS and STEM confirmed particle sizes between 50 - 100 nm. The addition of 13 ± 2 nm hydrophobic oleic acid IONPs yielded an increase in particle size as well as increase in particle stability over time. STEM images showed attachment of single IONPs to the outside of the polymeric NPs. Hydrophobic interactions between the polymer and oleic acid IONPs are possible. To achieve encapsulation of the oleic acid IONPs, adjustments to the process parameters of FNP should be considered in future research. Additional experiments are required to explore possible drug addition, release mechanisms and hyperthermia behavior of the polymer coated IONPs particles.

At present, the use of other sources of energy other than energy source from crude oil has accelerated. This is due to limited resources of fossil fuel, increasing prices of crude oil and environmental concerns. Alternative fuels such as biofuel are becoming more important because it can serve as a replacement for petroleum diesel due to its comparable fuel properties and cleaner emission. For use in a standard diesel engine, biodiesel can be blended (mixed) with petroleum diesel at any concentration. In this study, transesterification of waste cooking oil with methanol was catalyzed by heterogeneous catalyst TiO2-supported-MgO and the biodiesel produced was characterised. Waste cooking oil (WCO) was used because it is regarded as one of the cheapest feedstock for biodiesel production in that most oils from oil crops are used as food. Waste cooking oil is available in vast amounts each day in every restaurants and fast food outlets worldwide. The waste cooking oil used in this study was laboratory prepared by the addition of 5 wt. % of oleic acid into 95 wt. % of soybeans oil.10 wt. % of titanium-supported-magnesium oxide catalyst (MgO/TiO2) used was prepared by incipient wetness impregnation and characterized using XRF, BET and XRD. These materials were tested with the catalyst for the conversion of waste vegetable oil to biodiesel in presence of methanol and hexane co-solvent. Methanol to oil mole ratio of 18:1 was employed in the transesterification process. When hexane was used as cosolvent, methanol to oil mole ratio of 18:1 and methanol to hexane mole ratio of 1:1 was used. The effects of reaction time, reaction temperature and hexane co-solvent on the waste vegetable oil conversion has been established. The 1HNMR analysis was used to estimate the structure of FAME produced. It was observed that the oil conversion increases with the increased reaction time, reaction temperature and use of hexane as co-solvent. / Chemical Engineering / M. Tech. (Chemical Engineering)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung von funktionellen Magnetit-Nanokompositen durch Sprühtrocknung für die Anwendung in der Bioseparation. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der Anwendung von Polyelektrolyten als Ionenaustauscher sowie auf der Nachhaltigkeit des Herstellungsprozesses. Basierend auf einem existierenden Herstellungsprozess wurde die Aufgabenstellung konkretisiert. Es wurden Möglichkeiten zur nachhaltigen Prozessgestaltung der Synthese von kationischen bzw. anionischen magnetischen Funktionspartikeln zur Proteinabtrennung vorgestellt. Als magnetische Komponente wurde Magnetit verwendet. Aufgrund seines pseudo-amphiphilen Charakters und seiner besonderen Eigenschaften in Bezug auf die Stabilisierung von Magnetit-Kolloiden wurde Polyvinylbutyral (Mowital B 30T) als Matrixpolymer bei der Sprühtrocknung benutzt. Für die nachhaltige Prozessgestaltung wurden Isopropanol und Tetrahydrofuran als Dichlormethan-Ersatz bei der Sprühtrocknung verwendet. Bei der Synthese kationischer Magnetic Beads wurden verzweigtes Polyethylenimin und lineares Poly(Allyamin) als Anionenaustauscher verwendet. Beide Polykationen sind schwache Polyelektrolyte mit Aminogruppen. Für die Verarbeitung der Polykationen als funktionelle Liganden in magnetischen Funktionspartikeln wurde zwei Herstellungsmethoden vorgestellt: eine Synthese ohne Oberflächenmodifizierung, wobei die mechanische und chemische Stabilität der Funktionspartikeln einzig von der chemischen Struktur der eingesetzten Materialien bzw. vom Matrixpolymer abhängt, und eine Synthese mit Oberflächenmodifizierung. Die Synthese mit Oberflächenmodifizierung ist gekennzeichnet durch die kovalente Bindung von Polyethylenimin bzw. Poly(Allyamin) an der Oberfläche der Funktionspartikeln (Polyvinylbutyral). Dafür wurde 1,1’-Carbonyldiimidazol als „zero length“-Crosslinker benutzt. Die nach beiden Methoden hergestellten Funktionspartikeln wurden charakterisiert, um ihre technische Eignung beurteilen zu können. Für die Charakterisierung der sorptiven Eigenschaften wurde unter anderem der Bowman-Birk Inhibitor (BBI) verwendet. Das Protein ist ein Sojaprodukt und für seine krebsvorbeugende Wirkung bekannt. Um die Selektivität der Abtrennung zu untersuchen, wurden BBI-Produkte mit unterschiedlichen Reinheitsgraden benutzt. Durch die zwei vorgestellten Methoden konnten kationische magnetische Funktionspartikeln erfolgreich hergestellt werden. Alle Funktionspartikeln sind superparamagnetisch, und der Medianwert ihrer Partikelgrößenverteilung liegt im einstelligen Mikrometerbereich. Aufgrund eines höheren Polykationanteils ist die Bindungskapazität der Funktionspartikeln ohne Oberflächenmodifizierung um den Faktor 2,4 größer als die BBI-Bindungskapazität der Funktionspartikeln mit Oberflächenmodifizierung (Qmax=322 mg/g). Das Fehlen eine feste Anbindung des funktionellen Liganden an den Funktionspartikeln ohne Oberflächenmodifizierung verleiht jedoch diesen eine sehr schlechte chemische Stabilität in Lösungen. Es wurde auch gezeigt, dass oberflächenmodifizierte Funktionspartikeln mit ähnlichen Eigenschaften durch den Einsatz von Dichlormethan bzw. Tetrahydrofuran als Lösungsmittelersatz während der Sprühtrocknung hergestellt werden können. Durch den Einsatz von mit Poly(allylamin) oberflächenmodifizierten Funktionspartikeln konnte BBI von technischen Sojamolken unterschiedlicher Reinheitsgrade erfolgreich abgetrennt werden. Anionische Magnetic Beads wurden mit Kationenaustauscherharz als funktionellem Ligand hergestellt. Dabei wurde Isopropanol als organisches Lösungsmittel während der Sprühtrocknung verwendet. Die Synthese wurde analog zur Synthese der kationischen Magnetic Beads ohne Oberflächenmodifizierung durchgeführt. Es wurde auch hier gezeigt, dass anionische magnetische Funktionspartikeln mit guten sorptiven Eigenschaften durch den Einsatz von Isopropanol als organisches Lösungsmittel hergestellt werden können. Die anionischen Funktionspartikeln besitzen im Vergleich zu Literaturwerten höhere Bindungskapazitäten (bis 280 mg/g; ermittelt mit Lysozym). Im letzten Kapitel wird der kritische Prozessschritt des Lösungsmittelaustausches behandelt. Nach dem Lösungsmittelaustausch sollten die Magnetitnanopartikeln in der organischen Phase stabil sein. Dies ermöglicht sowohl eine homogene Verteilung der Nanopartikeln in der Matrix als auch deren bessere Verkapselung während der Sprühtrocknung. Es wurde festgestellt, dass sich eine vollständige Abtrennung von Dichlormethan durch die angewendete Destillationsmethode nicht erreichen lässt. Anhand von zwei Modellsystemen — Rizinolsäure- und Ölsäure-beschichteten Magnetitnanopartikeln — und Lösungsmittelgemischen wurde die Stabilität von sterisch stabilisierten Magnetitpartikeln in binären Lösungsmittelgemischen untersucht. Der Fokus bei dieser Untersuchung lag auf der Untersuchung der Stabilität der beschichteten Magnetitnanopartikeln in einer möglichst Dichlormethan- bzw. Isooktan-freien organischen Phase. Als zweites Lösungsmittel (als Lösungsmittelersatz betrachtet) wurden neben Tetrahydrofuran und Isopropanol technisch verbreitete Lösungsmittel wie Isooktan und 1-Butanol eingesetzt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die Anwendung der technischen Rizinolsäure bzw. Ölsäure einen zusätzlichen Einfluss auf die Stabilität der Magnetitpartikeln hat, da diese aus anderen Fettsäuren mit unterschiedlichen chemischen Strukturen bestehen. Die Diskrepanz zwischen der berechneten HANSEN-Distanzen und der Stabilität der Magnetitnanopartikeln mit reinen Fettsäuren lässt vermutet, dass die Zusammensetzung der Lösungsmittelgemische an der fest/flüssig-Grenzfläche anders ist als im freien Volumen. Ein Modell zur Beschreibung der Stabilität der Nanopartikeln, das auf einer Anreicherung des Ausgangslösungsmittels an der Grenzfläche basiert, wurde postuliert. Solange die Diffusion des zweiten Lösungsmittels in die Adsorptionsschicht nicht ausreichend genug ist, um die Löslichkeit der Fettsäureketten entscheidend zu reduzieren und somit einen Abfall der Abstoßungskräfte zwischen der Partikeln hervorzurufen, bleiben alle beschichteten Magnetitnanopartikeln stabil im Lösungsmittelgemisch. Dies ist der Fall für die mit der reinen Rizinolsäure beschichteten Magnetitnanopartikeln in allen verwendeten Lösungsmittelgemischen mit 0,5 Vol. % DCM in der kontinuierlichen Phase. Durch die vorgestellten Herstellungsmethoden wurde gezeigt, dass magnetische Funktionspartikeln sowohl mit festen partikelförmigen Ionenaustauschern als auch mit flüssigen schwachen Polyelektrolyten erfolgreich synthetisiert werden können. Eine nachhaltige Prozessgestaltung durch die Reduzierung der Dichlormethanmenge im Sprühtrocknungsprozess ist auch möglich. Für eine erfolgreiche industrielle Anwendung der Funktionspartikeln müssen aber ihre chemischen sowie mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert werden. Dies könnte z.B. durch die Verwendung eines anderen Matrixpolymers oder durch die Entfernung von nicht gebundenen Bestandteilen durch gezielte Waschung der Funktionspartikeln erfolgen. Die Bindungskapazität sowie die Selektivität der oberflächenmodifizierten Funktionspartikeln sollte ebenfalls verbessert werden. Dafür wurde einen Ansatz durch die Quaternisierung der Aminogruppen präsentiert. Schließlich würde die Untersuchung der Stabilität der beschichteten Magnetitnanopartikeln in einphasigen reinen Lösungsmitteln nähere Erkenntnisse über das postulierte Modell der Anreicherung von Dichlormethan in der Adsorptionsschicht erbringen. Dabei könnte die Dichlormethanmenge durch mehrstufige Destillation bzw. Rektifikation beim Lösungsmittelaustausch entfernt werden. Eine vollständige Untersuchung dieses Effekts würde zusätzlich eine Antwort auf zahlreiche Fragestellungen der Kolloidchemie in Bezug auf das Stabilitätsverhalten von Pigmentdispersionen (Lacke) oder von beschichteten Nanopartikeln in Polymerlösungen erbringen.

At present, the use of other sources of energy other than energy source from crude oil has accelerated. This is due to limited resources of fossil fuel, increasing prices of crude oil and environmental concerns. Alternative fuels such as biofuel are becoming more important because it can serve as a replacement for petroleum diesel due to its comparable fuel properties and cleaner emission. For use in a standard diesel engine, biodiesel can be blended (mixed) with petroleum diesel at any concentration. In this study, transesterification of waste cooking oil with methanol was catalyzed by heterogeneous catalyst TiO2-supported-MgO and the biodiesel produced was characterised. Waste cooking oil (WCO) was used because it is regarded as one of the cheapest feedstock for biodiesel production in that most oils from oil crops are used as food. Waste cooking oil is available in vast amounts each day in every restaurants and fast food outlets worldwide. The waste cooking oil used in this study was laboratory prepared by the addition of 5 wt. % of oleic acid into 95 wt. % of soybeans oil.10 wt. % of titanium-supported-magnesium oxide catalyst (MgO/TiO2) used was prepared by incipient wetness impregnation and characterized using XRF, BET and XRD. These materials were tested with the catalyst for the conversion of waste vegetable oil to biodiesel in presence of methanol and hexane co-solvent. Methanol to oil mole ratio of 18:1 was employed in the transesterification process. When hexane was used as cosolvent, methanol to oil mole ratio of 18:1 and methanol to hexane mole ratio of 1:1 was used. The effects of reaction time, reaction temperature and hexane co-solvent on the waste vegetable oil conversion has been established. The 1HNMR analysis was used to estimate the structure of FAME produced. It was observed that the oil conversion increases with the increased reaction time, reaction temperature and use of hexane as co-solvent. / Chemical Engineering / M. Tech. (Chemical Engineering)

No description available.

The aim of this thesis was to introduce and apply the possibilities of using waste glycerol from biodiesel production and partly waste low-stiffen coolant from cars that could be applied in industry. At the beginning of the thesis is summarized biodiesel production and its world production. There is more developed biodiesel production in the Czech Republic and in the European Union and some European legal regulations and standards for biodiesel. Also described herein is a composition of biodiesel and the description of the technology of its production. In the theoretical section summarizes the physical and chemical properties of glycerol and there is also summarized the traditional use of glycerol as food, explosives, etc. There are also new procedures that were performed in the experimental part of the thesis. There are described the ion exchange mechanism, ion exchange resin properties and the properties of the acids and salts generated by neutralization with NaOH contained in the waste glycerol. Also is described herein the wood protection and properties of ethylene glycol coolants and properties of boroglycerol and boroglycol as protection for wood and mechanism of their preparation. Next is described the mechanism of dehydration of glycerol to acrolein and options which can perform the synthesis. In the experimental part, the pH of waste glycerol was measured, then was measured the exact amount of NaOH in the glycerol. There is also desribed cleaning of waste glycerol from NaOH using acidic cation exchange resins on columns, or by neutralization with oleic acid, lactic acid and CO2. Further syntheses were performed glycerol borate and ethylene glycol borate. Water amount in ethylene glycol and methanol with water amount in glycerol were found by distillation. Then were prepared boroglycol and boroglycerol. By the amount resulting from the amount of reaction water were observed reaction conditions H3BO3, Na2B4O7•10 H2O and glycerol. At the end was carried out experimental dilution resulting boroglycerol and boroglycol by ethanol, methanol, TMB. Finally, the diluted boroglycerol was deposited on wood. Dehydration of glycerol to acrolein under the catalytic action of KHSO4 was performed. The results are given all the results and discussed the possibility of using the knowledge gained in this work in the industry. In conclusion, there are listed the economic comparison using waste glycerol and crude oil as a raw material and also charts the development of oil prices in 40 years since 1970, and graph of the price of waste glycerol.

At the beginning of the thesis is summarized biodiesel production and its world production. There is more developed biodiesel production in the Czech Republic and in the European Union and some European legal regulations and standards for biodiesel. Also described herein is a composition of biodiesel and the description of the technology of its production. In the theoretical section summarizes the physical and chemical properties of glycerol and there is also summarized the traditional use of glycerol as food, explosives, etc. There are also new procedures that were performed in the experimental part of the thesis. Then, here are the proposed new procedures for processing waste glycerol and glycol, which were conducted in the experimental part of the thesis. There are described the ion exchange properties of the cation exchangers and also properties of salts generated by neutralization of NaOH in the waste glycerol with organic acids and CO2. There is also described wood protection, properties of ethylene glycol as coolant and properties of boroglycerols and boroglycols as protection for wood and mechanism of their preparation. Then there is described a mechanism of dehydration of glycerol to acrolein and options which can perform the synthesis. In the experimental part, the pH of waste glycerol was measured and then was measured the amount of NaOH in the waste glycerol. There is also desribed cleaning of waste glycerol from NaOH using acidic cation exchange resins on columns, or by neutralization with oleic acid, lactic acid and CO2. Further syntheses were performed glycerol borate and ethylene glycol borate. Water amount in ethylene glycol and methanol with water amount in glycerol were found by distillation. Then were prepared boroglycol and boroglycerol. By the amount resulting from the amount of reaction water were observed reaction conditions H3BO3, Na2B4O7•10 H2O and glycerol. At the end was carried out experimental dilution resulting boroglycerol and boroglycol by ethanol, methanol, TMB. Finally, the diluted boroglycerol was deposited on wood. Dehydration of glycerol to acrolein under the catalytic action of KHSO4 was performed. The results are given all the results and discussed the possibility of using the knowledge gained in this work in the industry. In conclusion, there are listed the economic comparison using waste glycerol and crude oil as a raw material and also charts the development of oil prices in 40 years since 1970, and graph of the price of waste glycerol. There is also discussed technological applicability of the methods used in practice.

This Master’s thesis is dealing with theoretical analysis of vegetable, mineral oils and synthetic fluids, and with measuring of density and viscosity of selected samples of electric insulating fluids. The main part of the thesis is focused on vegetable oils and their elements called fatty acids. Those are more detail described in separate capitols. In those capitols is described their utilization in engineering practice with focus on energetics, where vegetable oils are used in larger scale. In experimental part of the work is measurement of density and dynamic viscosity. Viscosity was measured on two different machines, first the Hoppler viscometer and on vibrating viscometer. Results of these measurement are evaluated in tables and graphs.