Επιλεκτική ρόφηση φαινολικών ουσιών σε πολυμερικές ρητίνες
| datacite.contributor.RelatedPerson | Δημαρόγκωνα, Μαρία | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Κορνάρος, Μιχάλης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Παρασκευά, Χριστάκης | |
| dc.contributor.author | Ζαρκάδα, Βασιλική | |
| dc.contributor.other | Zarkada, Vasiliki | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-15T10:56:37Z | |
| dc.date.available | 2024-07-15T10:56:37Z | |
| dc.date.issued | 2024-07-12 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.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. | |
| dc.description.translatedabstract | Phenolic compound is called a compound characterized by the bond of hydroxyl ion in aromatic ring. Such compounds are found in fruits, vegetables, olive oil, coffee, tea, wine, etc. They have many properties, the main one being their antioxidant capacity, protecting the human body from cardiovascular diseases, cancer as well as from inflammation, blood clots and oxidative stress. The Mediterranean diet is high in phenolic compounds. This specific thesis aims to examine standard solutions of gallic acid and glucose as well as olive leaf waste for the presence of phenols. The purpose of this work is the quantitative study of the adsorption of phenolic compounds and how it is affected by different variables. Furthermore, the adsorption of phenolic compounds in olive leaf waste is studied quantitatively as well as qualitatively. Various series of experiments were carried out the isolation of phenols in solid bed and more specifically the variation of the adsorption time as well as the final concentration of phenolics with the variables of initial concentration of phenolics and the flow rate being changed in each standard experiment. XAD-16N polymeric resin was used as adsorbent. Initially, four experiments were carried out with pure gallic acid and pure glucose using water and a water/ethanol mixture 1:1% v/v as 1st and 2nd solvent respectively but also vice versa for each adsorbent in order to observe which solvent is better to use as 1st and who 2nd. Water appeared to be the most correct choice for the 1st solvent in order to desorb first all the sugars and then the mixture that will adsorb the desired phenols. In the first series of experiments, the experiments were carried out in the solid bed. Initially, the first four pure adsorbent experiments mentioned above were performed and then mixtures of gallic acid and glucose for various initial concentrations and flow rates. For a delivery of 300 ml/h, experiments were carried out with an initial concentration of gallic acid of 0.5 g/L, 1 g/L and 2 g/L, and for an initial concentration of 1 g/L, experiments were carried out with deliveries of 200 ml/h, 300 ml/ h and 400 ml/h taking samples for each experiment from the exit of the bed at regular intervals. In the second series, the experiment was carried out with olive leaf waste, which is a concentrated NF fraction after processing an agricultural by-product of olive leaves. The experiment was carried out in a solid bed with a flow rate of 300 ml/h and its initial concentration after suction filtration was measured to be 4.626 g/L. Sampling was done again at regular intervals. In the third series, fitting of the experimental data to the Thomas kinetic model was carried out by constructing the corresponding theoretical curves of dimensionless phenolic concentrations and rate of change of phenolic concentrations compared to the corresponding experimental ones obtained from the first and second series of experiments as well as a comparison of the constants of the Thomas model with the constants of Yoon-Nelson and BDST kinetic models. In the fourth series, some samples of the olive leaf waste experiment were qualitatively analyzed by means of High-Pressure Liquid Chromatography (HPLC). The adsorption samples analyzed were the waste feed sample and the half hour, 1 hour, 2, 5, 7 and 9 hour adsorption samples. Also, the samples of 3 hours of desorption with water, 17, 35, 41 minutes, 2, 5 and 7 hours of desorption with mixture were analyzed. The results were expected regarding since the increase of the final concentration of phenolics is related with the increase of the initial as well as the reduction of the adsorption time with an increase of the flow rate, while the adsorption of the waste failed to reach a plateau due to the increased competition of different types of phenolic compounds. The kinetics of the Thomas model seem to fit the adsorption kinetics of the experiments carried out, as well as compared to the Yoon-Nelson kinetics, the similarity is great. Finally, from the qualitative HPLC analysis it was shown that oleuropein is completely adsorbed since it did not appear to be present in any of the adsorption samples analyzed, which is very positive for someone who may want to isolate her. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/27600 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/ | |
| dc.subject | Ρόφηση | |
| dc.subject | Φαινολικές ενώσεις | |
| dc.subject | Ρητίνη | |
| dc.subject | Υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης | |
| dc.subject | Κλίνη προσρόφησης | |
| dc.subject | Εκχύλισμα φύλλων ελιάς | |
| dc.subject | Εκρόφηση | |
| dc.subject | Γαλλικό οξύ | |
| dc.subject.alternative | Adsorption | |
| dc.subject.alternative | Phenolic compounds | |
| dc.subject.alternative | Resin | |
| dc.subject.alternative | High performance liquid chromatography | |
| dc.subject.alternative | Adsorption bed | |
| dc.subject.alternative | Olive leaf extract | |
| dc.subject.alternative | Desorption | |
| dc.subject.alternative | Gallic acid | |
| dc.title | Επιλεκτική ρόφηση φαινολικών ουσιών σε πολυμερικές ρητίνες | |
| dc.title.alternative | Selective adsorption of phenolic substances on polymeric resins |