A szuperkritikus szén-dioxid alkalmazásai

Hasonló dokumentumok
NÖVÉNYI HATÓANYAGOK KINYERÉSE SZUPERKRITIKUS EXTRAKCIÓVAL

Szén-dioxid, mint oldószer a modern iparban

Szén-dioxid, mint oldószer a modern iparban. Székely Edit BME KKFT

Rövidítés Név Rövidítés Név. AB S-2-aminobutanol EtOAc etil-acetát. BAB S-benzilamino-1-butanol FEA R-fenil-etil-amin

I. Szerves savak és bázisok reszolválása

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

4. SZERVES SAVAK. Az ecetsav biológiai előállítása SZERVES SAVAK. Ecetsav baktériumok. Az ecetsav baktériumok osztályozása ECETSAV. 04.

Növényi hatóanyagok kinyerése szuperkritikus extrakcióval

Környzetbarát eljárások BSc kurzus, Nyomás alatti technológiák. Székely Edit

Halmazállapot változások. Folyadékok párolgása. Folyadékok párolgása

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

MTA doktora, tanszékvezető egyetemi tanár SOTE Gyógyszerészeti Intézet vezetője MTA Elválasztástudományi Munkabizottság elnöke

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai












Ph.D. értekezés tézisei TERMÉSZETES ANYAGOK KINYERÉSE SZUPERKRITIKUS EXTRAKCIÓVAL ÉS A KIVONATOK BIOLÓGIAI TULAJDONSÁGAI

BUDAPESTI MŐSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VEGYÉSZMÉRNÖKI ÉS BIOMÉRNÖKI KAR OLÁH GYÖRGY DOKTORI ISKOLA

ÖSSZEFÜGGÉSEK A BOROK BELTARTALMI ÉRTÉKE ÉS EREDETISÉGE KÖZÖTT, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A TOKAJI ASZÚSZEMRE

DIESEL-MOTOROK BIOMASSZA EREDETŰ MOTORHAJTÓANYAGAI

Curie Kémia Emlékverseny 10. évfolyam országos döntő 2011/2012 A feladatok megoldásához csak periódusos rendszer és zsebszámológép használható!

- $! ""./0+1 &!2" 3& &# $!!4"&"#! 5""1 -&"#! $&"8&3"2

XII. Reakciók mikrohullámú térben

Botár Alexa, éghajlati programfelelıs, MTVSZ Május 27.

Kis települések szennyvízkezelésének megoldása az üzemeltetési szempontok figyelembevételével. Böcskey Zsolt műszaki igazgató

Lignocellulóz bontó enzimek előállítása és felhasználása

Szuperkritikus fluid kromatográfia (SFC)

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

CUKORCIROK ÉDESLÉ ÉS CUKORCIROK BAGASZ ALAPÚ VEGYES BIOETANOL ÜZEM MODELLEZÉSE

TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUMON

Alkímia Ma. az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával. KÖZÉPISKOLAI KÉMIAI LAPOK

KONDUKTOMETRIÁS MÉRÉSEK

Különböző módon táplált tejelő tehenek metánkibocsátása, valamint ezek tárolt trágyájának metánés nitrogénemissziója

ENZIMKATALIZÁLT RESZOLVÁLÁS SZUPERKRITIKUS SZÉN-DIOXIDBAN

(R)-N,N-diizopropil-3-(2-hidroxi-5-(hidroximetil)fenil)-3- fenilpropilamin rezolválása (R)-N-acetil fenilglicinnel

1. feladat Összesen: 5 pont. 2. feladat Összesen: 30 pont

Funkcionálisan gradiens anyagszerkezetű kompozit görgő végeselemes vizsgálata

Ibuprofén rezolválása szuperkritikus szén-dioxid alkalmazásával. Tézisfüzet. Szerző: Lőrincz László Témavezető: Dr. Székely Edit

Prof. Dr. CSŐKE BARNABÁS egyetemi itanár, intézetigazgató Miskolci Egyetem. Intézet

Más gyógyszerekhez hasonlóan, a homeopátiás gyógyszerek sem szedhetők hosszabb ideig orvosi felügyelet nélkül (lásd 4.4 pont).


NÉHÁNY KÜLÖNLEGES FÉMES NANOSZERKEZET ELŐÁLLÍTÁSA ELEKTROKÉMIAI LEVÁLASZTÁSSAL. Neuróhr Katalin. Témavezető: Péter László. SZFKI Fémkutatási Osztály

Polimer nanokompozitok

ÚJ ELJÁRÁS KATONAI IMPREGNÁLT SZENEK ELŐÁLLÍTÁSÁRA

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

Szerves oldószerek vízmentesítése zeolitokkal

1. Melyik az az elem, amelynek csak egy természetes izotópja van? 2. Melyik vegyület molekulájában van az összes atom egy síkban?

TEJSAV ENZIMATIKUS ÉSZTEREZÉSE IONOS FOLYADÉKOKBAN ÉS SZUPERKRITIKUS SZÉN-DIOXIDBAN

Új kötőanyagrendszer előállítása ipari hulladékanyag mechanokémiai aktiválásával

A piaci árak és a hulladékhasznosítás összefüggései

Hidrogén előállítása tejcukor folyamatos erjesztésével

TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUM

FÖLDMŰVELÉSTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Speciálkollégium. Dr. Fintor Krisztián Magyary Zoltán Posztdoktori Ösztöndíj TÁMOP A/ Nemzeti Kiválóság Program Szeged 2014

DIASZTEREOMERSÓ-KÉPZÉSEN ALAPULÓ RESZOLVÁLÁS SZUPERKRITIKUS SZÉN-DIOXIDBAN

XXXVIII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

MEMBRÁNOK ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉGEI A BIOGÁZ ELŐÁLLÍTÁSNÁL

KÉMIA 10. Osztály I. FORDULÓ


MÉRGEK SORSA AZ ÉLŐ SZERVEZETBEN ELŐADÓ DR. LEHEL JÓZSEF

1. Az anyag/keverék és a társaság/vállalkozás azonosítása. 2. Veszélyesség szerinti besorolás

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

NÁTRIUM-POLIAKRILÁT ALAPÚ SZUPERABSZORBENS POLIMEREK (SAP) ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

KUTATÁSI TÉMA SZAKMAI ZÁRÓJELENTÉSE

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1998

ADEPS LANAE. Gyapjúviasz

Tejsav enzimatikus észterezése ionos folyadékokban és szuperkritikus szén-dioxidban

Sztereokémia, királis molekulák: (királis univerzum, tükörképi világ?) memo: a földi élet királis elemek sokasága!

Mosószerek a 21. században Alkímia ma előadássorozat

Komposztkezelések hatása az angolperje biomasszájára és a komposztok toxicitása

ETHANOLUM (96 PER CENTUM) (1) 96 %-os Etanol

OTKA beszámoló

O k t a t á si Hivatal

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 6 pont. 3. feladat Összesen: 18 pont

Borászati mikrobiológia és kémia vizsgakérdések 2012.

Félvezető és mágneses polimerek és kompozitok

29. Sztöchiometriai feladatok

1. táblázat. Szórt bevonatokhoz használható fémek és kerámiaanyagok jellemzői

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Aerogél a megszilárdult füst

ÉLELMISZERIPARI BIOTECHNOLÓGIÁK

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

Többkomponensű rendszerek I.

MŰANYAGOK FELDOLGOZÁSA

A 2007/2008. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatlapja. KÉMIÁBÓL I. kategóriában ÚTMUTATÓ

H-8200, Veszprém, Egyetem u. 10., Hungary. H-1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3-9., Hungary

FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

Biomassza. az integrált hasznosítás s energetikai

ETANOLTARTALOM

Műszaki Kémiai Napok 2010


Átírás:

A szuperkritikus szén-dioxid alkalmazásai Székely Edit, Simándi Béla Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Vázlat Bevezetés, szuperkritikus fluidum extrakció (SFE), mikronizálási módszerek, (bio)katalízis szén-dioxid oldószerben, egyéb alkalmazások, összefoglalás.

A szén-dioxid P-T állapotdiagramja

SFE készülék Szelep Szelep Szelep Szelep Hőcserélő Hőcserélő Hűtő Extraktor I. szeparátor II. szeparátor CO 2 tartály Hőcserélő Folyadék szivattyú Hűtő

Barátcserje (Vitex agnus castus L.) Lombhullató, 2-3 m magas illatos cserje. Ázsiában a Közép-Kelet, és Európában a Mediterrán régiókban őshonos. Levelei aromás illatúak (szúnyogűző). Tradicionális, a női hormonháztartásra ható gyógynövény. Főbb hatóanyagok: Rotundifurán, β-szitoszterin, β -amirin, kaszticin. SFE

Barátcserje kivonatok analitikai eredményei [mg minor komponens/100 g szárazanyag] Oldószerek Rotundifurán b-szitoszterin b-amirin Kaszticin etanol (96 % v/v) 85,0 88,0 60,5 225,0 n-hexán 90,0 100,0 58,8 247,5 scco 2 450 bar 40 ill. 50 C 101,2 108,4 61,4 257,7 105,9 102,9 55,5 245,1 Ha P< 450 bar, a kihozatal folyamatosan csökken. SFE

Barátcserje eredmények Kivonatok koncentrációja [g/kg]: CO 2 450 bar, 45±5 C etanol (96 V/V%) Rotundifurán β-szitoszterin β-amirin Kaszticin 16,2 16,5 9,1 39,3 4,7 4,9 3,4 12,4 n-hexán 14,1 15,6 9,2 38,8 scco 2 /EtOH ~3,5x ~3,5x >2,5x >3x SFE Cossuta D., Simándi B., Vági E., Hohmann J., Prechl A., Lemberkovics É., Kéry Á., Keve T., J. Supercrit. Fluids., 47 188-194 (2008)

SFE az élelmiszeriparban Nagyipari méretben kávé és tea koffeinmentesítése, komlókivonat előállítása, rizs növényvédőszer-mentesítése, szezámmagolaj kinyerése. Félüzemi, kisüzemi méretben gyógynövénykivonatok kozmetikai és egészségvédelmi termékekhez, Evonik, Németország 6x6,5 m 3 fűszernövénykivonatok jól standardizálható gyártásokhoz. SFE

SFE diasztereomer só és enantiomerkeverék elválasztására Mintaelőkészítés Extrakció Só megbontása Anyagi minőségek Mólarány Hordozó Oldószer Nyomás Hőmérséklet Extrakciós idő - felhasznált CO 2 Térfogatáram SFE Fogassy E., Ács M., Szili T., Simándi B., Sawinsky J., Tetrahedron Letters, 35 (2), 257-260 (1994).

Mi befolyásolja a reszolválás eredményességét? Mintaelőkészítés Extrakció Só megbontása Anyagi minőségek Mólarány Hordozó Oldószer Nyomás (P) Hőmérséklet (T) Extrakciós idő - felhasznált CO 2 Térfogatáram SFE

Reszolválás szuperkritikus fluidum frakcionálással Szerves oldószerek teljes elhagyása Mintaelőkészítés Extrakció Komplex megbontása Nincs oldószer Mindkét enantiomer extrakciója két lépésben. SFE

Két lépéses extrakció ee >80 % Y m m racém termék tömege racémelegy tömege OH HOOC OH OH + HO OH HO COOH SFE Székely E., Bánsághi Gy., Thorey P., Molnár P., Madarász J., Vida L., Simándi B.,Ind. Eng. Chem. Res., 49, 9349-9354 (2010).

Továbbtisztítás vázlata, transz-1,2-ciklohexándiol R,R-CHD ee R 0,8 Reszolválás L-borkősavval, mr 2 =ee R,R-CHD ee R >0,99 rac-chd ee = 0 ee: enantiomerfelesleg Y: hozam mr: mólarány Reszolválás L-borkősavval, mr 1 =0,5..2 S,S-CHD ee E 0,8 rac-chd ee E = 0 S,S-CHD ee E >0 Reszolválás D-borkősavval, mr 2 <ee Y = mr 2 S,S-CHD ee R >0,99 SFE Székely E., Bánsághi Gy., Thorey P., Molnár P., Madarász J., Vida L., Simándi B.,Ind. Eng. Chem. Res., 49, 9349-9354 (2010).

Mikronizálás szén-dioxiddal Kicsapás (RESS= Rapid Expansion of Supercritical Solutions) Olvadék mikronizálása (PGSS = Particles from Gas Saturated Solutions) Antiszolvens eljárások (GAS = Gas AntiSolvent precipitation, SAS = Supercritical AntiSolvent precipitation) Mikronizálás Fraunhofer Institute UMSICHT, Oberhausen, Németország 300 kg/h, 350 bar

Antiszolvens kristályosítás (GAS/SAS/SEDS) CO 2 UHDE, Németország lecitin mikronizálás Mikronizálás CO 2

Szuperkritikus antiszolvens kristályosítás (SAS) Oldat, szerves oldószer Szűrő CO 2 Szeparátor Kristályosító Szerves oldószer CO 2, P 1 P 1 > P 2 Mikronizálás

Diasztereomersó-képzés szén-dioxid antiszolvenssel Enantiomerfelesleg és termelés függ az alkalmazott oldószertől, nyomástól, hőmérséklettől, reszolválási rendszertől. Kiemelkedő enantiomerfelesleg egy lépésben. 98-99 mg atmoszférikus ill. SAS diasztereomer só GAS

Diasztereomer sók GAS és SAS módszerrel (ee>90%) 10 μm 10 μm 2 μm A felvételeket köszönjük Szilágyi Imre Miklósnak (BME). 5 μm

Enzimes enantioszelektív reakciók mintapélda: 4-fenilazetidin-2-on reszolválása gyűrűnyitással NH O H 2 O CAL-B R O O OH NH 2 + HN S (±)-LAK R-b-PHE S-LAK az enzimek nem oldódnak CO 2 -ban, a szubsztrát, termék és enzim hatékony elválasztása megoldható. Biokatalízis Utczás M., Székely E., Tasnádi G., Monek É., Vida L., Forró E., Fülöp F., Simándi B.: J. Supercrit. Fluids, 55, 1019-1023 (2011).

A 4-fenilazetidin-2-on kinetikus reszolválása X (c - c c) 0 50% konverziónál ee(r) PHE >99% ee(s) LAK >99.8% 15 MPa, 70 C Biokatalízis 0 T ( C) 100% X 22 (%) 40 35 30 25 20 15 10 5 80 70 T ( C) Utczás M., Székely E., Tasnádi G., Monek É., Vida L., Forró E., Fülöp F., Simándi B.: J. Supercrit. Fluids, 55, 1019-1023 (2011). 60 50 40 12 16 20 P (MPa)

Enzimkatalizált kinetikus reszolválás folyamatos reaktorban Biokatalízis

Transz-1,2-ciklohexándiol konszekutív kinetikus reszolválása Biokatalízis

Transz-1,2-ciklohexándiol konszekutív kinetikus reszolválása Prod. (µmol (1R,2R)-3 és (1S,2S)-2 g enzim -1 min -1 ) Biokatalízis 50 100 Prod. ee 40 80 30 60 20 40 10 20 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 12 t tart (s) ee (S) CHDAc (%)

Egyéb alkalmazások Impregnálás, polimerfeldolgozás, bőr cserzése, alkatrészek, implantátumok tisztítása, vegytisztítás, Natex, Dánia, 3x17 m 3 Alkalmazások

Egyéb alkalmazások Impregnálás, polimerfeldolgozás, bőr cserzése, alkatrészek, implantátumok tisztítása, vegytisztítás, aerogél előállítás, kromatográfia (analitikai és preparatív), Czakkel O, Székely E, Koczka B, Geissler E, László K., Microporous and mesoporous materials 148: pp. 34-42. (2012) szabályozott molekulatömeg-eloszlású polimer szintézis, Alkalmazások

Összefoglalás A szuperkritikus szén-dioxid hatékonyan alkalmazható többek között: apoláris oldószerek kiváltására, diffúzió kontrolált folyamatok felgyorsítására, Összefoglalás Botos Á., Khlobystov A. N., Botka B., Hackl R., Székely E., Simándi B., Kamarás K., Phys. Status Solidi B, 247, 2743-2745 (2010).

Összefoglalás A szuperkritikus szén-dioxid hatékonyan alkalmazható többek között: apoláris oldószerek kiváltására, diffúzió kontrolált folyamatok felgyorsítására, különleges minőségű termékek előállításánál mint szelektív extrahálószer, termék kicsapása pl. bizonyos molekulatömeg elérésekor, mikronizálás, kompozitok. Összefoglalás

Ezúton is szeretnénk megköszönni munkatársainknak, hazai és nemzetközi együttműködő partnereinknek és támogatóinknak (többek között: Natursep - NKFP_A3-2008-0211, OTKA K72861, MOL NyRt. Sub Clean Probiomat MEST-CT-2004-007767 EU FP6, DoHip - PITN-GA-2012-316959 EU FP7) hogy lehetővé tették és teszik a kutatómunkát. Köszönöm megtisztelő figyelmüket!