Επιλεκτική ρόφηση φαινολικών ουσιών σε πολυμερικές ρητίνες
Loading...
Date
2024-07-12
Authors
Ζαρκάδα, Βασιλική
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Φαινολικές ουσίες ονομάζονται οι χημικές ενώσεις που χαρακτηρίζονται από το δεσμό ιόντος υδροξυλίου σε αρωματικό δακτύλιο. Τέτοιες ενώσεις συναντώνται σε φρούτα, λαχανικά, ελαιόλαδο, καφέ, τσάι, κρασί κ.α. Έχουν πολλές ιδιότητες με κυριότερη την αντιοξειδωτική τους δράση, προστατεύοντας τον ανθρώπινο οργανισμό από καρδιαγγειακά νοσήματα, καρκίνο καθώς και από φλεγμονές, θρόμβους και οξειδωτικό στρες. Η μεσογειακή διατροφή είναι υψηλής περιεκτικότητας σε φαινολικές ενώσεις. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία στοχεύει στην εξέταση πρότυπων διαλυμάτων γαλλικού οξέος και γλυκόζης καθώς και αποβλήτου φύλλων ελιάς ως προς την παρουσία φαινολών.
Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ποσοτική μελέτη της προσρόφησης φαινολικών ενώσεων και το πώς αυτή επηρεάζεται από διαφορετικές μεταβλητές. Ακόμη, μελετάται η προσρόφηση φαινολικών ενώσεων σε απόβλητο φύλλων ελιάς ποσοτικά αλλά και ποιοτικά.
Πραγματοποιήθηκαν διάφορες σειρές πειραμάτων με σκοπό την απομόνωση των φαινολών σε στερεά κλίνη και πιο συγκεκριμένα τη μεταβολή του χρόνου ρόφησης καθώς και της τελικής συγκέντρωσης φαινολικών με τις μεταβλητές της αρχικής συγκέντρωσης φαινολικών και της παροχής να αλλάζουν σε κάθε πρότυπο πείραμα. Ως προσροφητικό μέσο χρησιμοποιήθηκε η πολυμερική ρητίνη XAD-16N. Αρχκά, πραγματοποιήθηκαν τέσσερα πειράματα με καθαρό γαλλικό οξύ και καθαρή γλυκόζη χρήση νερού και μείγματος νερού/αιθανόλης 1:1 ν/ν (όσο αφορά τον όγκο του διαλυτών) ως 1ο και 2ο διαλύτη αντίστοιχα αλλά και αντίστροφα για κάθε προσρόφημα με σκοπό να παρατηρηθεί ποιός διαλύτης είναι καλύτερο να χρησιμοποιηθεί ως 1ος και ποιός 2ος. Το νερό φάνηκε να είναι η πιο σωστή επιλογή για 1ο διαλύτη ώστε να εκροφηθούν πρώτα όλα τα σάκχαρα κι έπειτα το μείγμα που θα εκροφήσει τις επιθυμητές φαινόλες.
Στην πρώτη σειρά πειραμάτων, έγιναν πειράματα στη στερεά κλίνη. Αρχικά, έγιναν τα πρώτα τέσσερα πειράματα καθαρών συστατικών που προαναφέρθηκαν κι έπειτα μείγματα γαλλικού οξέος και γλυκόζης για διάφορες αρχικές συγκεντρώσεις και παροχές. Για παροχή 300 ml/h έγιναν πειράματα με αρχική συγκέντρωση γαλλικού οξέος 0,5 g/L, 1 g/L και 2 g/L και για αρχική συγκέντρωση 1 g/L έγιναν πειράματα παροχών 200 ml/h, 300 ml/h και 400 ml/h λαμβάνοντας δείγματα για το εκάστοτε πείραμα από την έξοδο της κλίνης ανά τακτά χρονικά διαστήματα.
Στη δεύτερη σειρά, έγινε το πείραμα του αποβλήτου φύλλων ελιάς το οποίο αποτελεί συμπυκνωμένο κλάσμα που προήλθε από την μεμβράνη της νάνο-διήθησης (NF) έπειτα απο επεξεργασία αγροτικού υποπροϊόντος φύλλων ελιάς. Το πείραμα έγινε σε στερεά κλίνη με παροχή 300 ml/h και η αρχική του συγκέντρωση έπειτα απο διήθηση υπό κενό μετρήθηκε η συγκέντρωση ολικών φαινολικών 4.626 g/L. Η δειγματοληψία γινόταν ξανά ανά τακτά χρονικά διαστήματα.
Στην τρίτη σειρά, πραγματοποιήθηκε προσαρμογή των δεδομένων των πειραμάτων στο μοντέλο κινητικής Thomas κατασκευάζοντας τις αντίστοιχες θεωρητικές καμπύλες αδιάστατων συγκεντρώσεων φαινολικών και ρυθμού μεταβολής των συγκεντρώσεων φαινολικών συγκριτικά με τις αντίστοιχες πειραματικές που λήφθηκαν από την πρώτη και την δεύτερη σειρά πειραμάτων καθώς και σύγκριση των σταθερών του μοντέλου Thomas με τις σταθερές των μοντέλων κινητικής Yoon-Nelson και BDST.
Στην τέταρτη σειρά, έγινε ποιοτική ανάλυση κάποιων δειγμάτων του πειράματος αποβλήτου φύλλων ελιάς μέσω υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (High-Pressure Liquid Chromatography - HPLC). Τα δείγματα προσρόφησης που αναλύθηκαν ήταν το δείγμα της τροφοδοσίας του αποβλήτου και τα δείγματα μισής ώρας, 1 ώρας, 2, 5, 7 και 9 ωρών ρόφησης. Ακόμη, αναλύθηκαν τα δείγματα 3 ωρών εκρόφησης με νερό, 17, 35, 41 λεπτών, 2, 5 και 7 ωρών εκρόφησης με μείγμα.
Τα αποτελέσματα ήταν αναμενόμενα όσον αφορά την αύξηση της τελικής συγκέντρωσης φαινολικών η όποια αυξανόταν με την αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης εισόδου στην κλίνη όπως και η μείωση του χρόνου ρόφησης με αύξηση της παροχής ενώ το η ρόφηση του αποβλήτου δεν κατάφερε να πιάσει πλατό λόγω του αυξημένου ανταγωνισμού διαφορετικού τύπου φαινολικών ενώσεων. Η κινητική του μοντέλου Thomas φαίνεται πως ταιριάζει στην κινητική ρόφησης των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν, καθώς επίσης και σε σύγκριση με την κινητική Yoon – Nelson η ομοιότητα είναι μεγάλη. Τέλος, από την ποιοτική HPLC ανάλυση φάνηκε πως η ελευρωπαΐνη προσροφάται πλήρως αφού δε φάνηκε να υπάρχει σε κανένα από τα δείγματα ρόφησης που αναλύθηκαν, κάτι πολύ θετικό για κάποιον που μπορεί να θέλει να την απομονώσει.
Description
Keywords
Ρόφηση, Φαινολικές ενώσεις, Ρητίνη, Υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης, Κλίνη προσρόφησης, Εκχύλισμα φύλλων ελιάς, Εκρόφηση, Γαλλικό οξύ