Projekti / Programi
Čiščenje in formulacija kemikalij s superkritičnimi fluidi
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.02.00 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T350 |
Tehnološke vede |
Kemijska tehnologija in inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.04 |
Tehniške in tehnološke vede |
Kemijsko inženirstvo |
Kemijsko inženirstvo, superkritični fluidi, čiščenje vodikovega peroksida, enkapsulacija-zamreženje
Raziskovalci (17)
Organizacije (3)
Povzetek
Predlagani projekt bo prispeval k razvoju novih aplikacij s superkritičnimi fluidi in določanju novih procesnih konceptov. Eden od največjih izzivov, ki jih je treba obravnavati, je pomanjkanje temeljnih podatkov o termodinamskihin transportnih lastnostih sistema, ki so potrebni za oblikovanje postopka čiščenja in priprave proizvoda surovega vodikovega peroksida.
Glavni cilj projekta je razvoj povsem novega postopka za čiščenje vodikovega peroksida brez uporabe organskih topil, manjše porabe energije, brez odpadnih tokov. Poleg tega se bo razvil nov produkt - enkapsuliran vodikov peroksid v praškasti obliki. To je povsem nova tehnologija - enkapsulirani vodikov peroksid še ni na voljo na trgu.
V prvem delu projekta bo raziskan popolnoma nov koncept ločevanja stranskih produktov iz glavnega toka procesa z uporabo superkritičnih tekočin. Cilj je pridobiti ekstremno čistost izdelka, ki je ni mogoče doseči z drugimi metodami destilacije, adsorpcije ali tekoče - tekoče ekstrakcije. Zato bomo eksperimentalno določili osnovne termodinamske in transportne lastnosti binarnih in trikomponentnih sistemov. Kasneje bodo izvedeni laboratorijski in pilotni poskusi za čiščenje surovega vodikovega peroksida.
V drugem delu projekta bomo proučili postopek za oblikovanje produkta v ustrezno obliko. Tradicionalne metode za oblikovanje izdelkov v želeno obliko pogosto vključujejo visoke ali nizke temperature, potrebne za taljenje in / ali zmanjšanje viskoznosti ali uporabo nevarnih organskih topil. Zaradi neželenega okoljskega in biološkega vpliva teh topil so intenzivne raziskave osredotočene na iskanje novih in čistejših metod za obdelavo toplotno nestabilnih spojin. Superkritične tekočine ponujajo obetajoče tehnike z velikim potencialom pri pripravi novih izdelkov.
Za identifikacijo nečistoč bomo uporabili sodobne analitske metode, kot so (HPLC, HS-GC-MS, LC-MS / MS).
Na stopnji tehnološke pripravljenosti (TRL) pričakujemo, da bo predlagani proces v območju TRL 3-5. Novi proces za izdelavo čistega vodikovega peroksida in pripravo enkapsuliranega vodikovega peroksida v prahu bo povečal konkurenčnost industrijskega partnerja Belinka Perkemija d.o.o. na svetovni ravni.
Pomen za razvoj znanosti
V trajnostnem razvoju se kot procesno orodje vse pogosteje uporablja visoki tlak. Uporaba superkritičnih fluidov lahko pripomore k pomanjkljivosti raznih klasičnih postopkov za predelavo in proizvodnjo produktov. Superkritični fluidi (SCF) imajo kot okolju prijazno topilo visoke možnosti pri različnih namenih uporabe. Izkoriščanje njihovih edinstvenih lastnosti (transportne lastnosti, topnostna moč itd.) bo povečalo industrijsko konkurenčnost Slovenije in hkrati prineslo okoljske in ekonomske koristi Sloveniji. Tehnologije razvite s pomočjo SCF so se v svetu že izkazale za ene od pomembnejših trajnostnih tehnologij s skoraj ničelnim vplivom na okolje.
Glavni cilji tega projekta so čiščenje produktov iz glavnega procesnega toka z uporabo superkritičnih fluidov ter formulacija očiščenega produkta. Rezultati teh raziskav vodili k razvoju novih raziskovalnih smeri in bodo imeli pomembne posledice za nadaljnje raziskave in uporabo predvsem v kemični in farmacevtski industriji.
Znanje, ki bo pridobljeno z zastavljenimi cilji v okviru predlaganega projekta se bo kasneje preneslo še na druge materiale in sisteme uporabljene v drugih področjih. Tehnologije razvite s pomočjo SCF so se v svetu iskazale kot ena izmed najpomembnejših trajnostnih tehnologij s skoraj ničelnim vplivom na okolje.
Razvili bomo popolnoma novo tehnologijo za čiščenje vodikovega peroksida z zmanjšanjem energijskih potreb in praktično ničelnim vplivom na okolje. Razvili bomo tudi nov produkt – enkapsuliran vodikov peroksid, ki ga do sedaj še ni na tržišču.
Pomen za razvoj Slovenije
Glavni cilj projekta je usmerjen na ločevanje stranskih produktov iz glavnega procesnega toka z uporabo superkritičnih fluidov. V okviru predlaganega projekta želimo pridobiti produkt (vodikov peroksid) z visoko čistostjo, kar je nemogoče doseči s klasičnimi metodami kot so destilacija, adsorpcija ali ekstrakcija tekoče-tekoče. V nadaljevanju sledi formulacija dobljenega produkta v določen proizvod ob uporabi viskotlačnih tehnologij (PGSSTM).
Rezultati projekta bodo pripomogli k načrtovanju novega postopka za čiščenje vodikovega peroksida in formulacijo le tega v produkt z visoko dodano vrednostjo, kar bo povečalo konkurenčnost domačega gospodarskega partnerja in sofinancerja Belinka d.o.o.
Rezultati teh raziskav bodo pripomogli k:
razvoju novih raziskovalnih smeri na področju čiščenja vodikovega peroksida v industrijskem merilu s pomočjo uporabe trajnostnih tehnologij.
krepitvi konkurenčnosti in rasti podjetij z razvijanjem inovacij, ki sledijo potrebam evropskih in svetovnih trgov
krepitvi inovativnosti in vključevanju novih znanj
Razvijanje novih, čistejših postopkov za proizvajanje specialnih kemičnih izdelkov je eden od osnovnih izzivov kemikov in kemijskih inženirjev ne le v Sloveniji, ampak po celem svetu, kajti brez teh čistejših postopkov naše življenje in razvoj ne bosta trajnostna. Pomembno je da EU, in znotraj nje tudi Slovenija, igrata vodilno vlogo v takšnem razvoju, če hočemo da bo imela kemijska industrija koristi od teh rezultatov. Raziskave v okviru projekta bodo ponudile nove tehnologije z majhnim vplivom na okolje, ter domača znanja za produkte z visoko dodano vrednostjo, ki se tržijo doma v Slovenji in drugod po svetu. Izkoriščanje edinstvenih lastnosti superkritičnih fluidov (transportne lastnosti, topnostna moč itd.) bo povečalo industrijsko konkurenčnost Slovenije in hkrati prineslo okoljske in ekonomske koristi Sloveniji in širše tudi Evropski uniji. Z novimi visokokvalitetnimi in konkurenčnimi proizvodi in tehnologijami se bo povečal proizvodni program in obseg proizvodnje, s tem pa bo ustvarjena možnost za odpiranje novih delovnih mest.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
