Separacja kwasów dikarboksylowych technikami membranowymi (NF i EDBM)
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[ 1 ] Instytut Fizyki, Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
EN Dicarboxylic acid separation by using membrane techniques (NF i EDBM)
polski
- kwas fumarowy
- brzeczka pofermentacyjna
- membranowe techniki separacji
- nanofiltracja
- elektrodializa bipolarna
- fumaric acid
- fermentation broth
- membrane separation techniques
- nanofiltration
- bipolar electrodialysis
PL Rozprawa poświęcona jest badaniom nad przydatnością dwóch technik membranowych: nanofiltracji i elektrodializy bipolarnej do separacji kwasu fumarowego z brzeczki pofermentacyjnej po biotechnologicznej konwersji glicerolu. Wykazano, że retencja soli kwasu fumarowego wzrasta wraz ze wzrostem pH nadawy, podczas gdy retencja obojętnych cząsteczek, takich jak glicerol, poliole czy niezdysocjowane kwasy organiczne nie przekracza 10%, niezależnie od stężenia i pH filtrowanego roztworu. Otrzymane wyniki potwierdziły, że nanofiltracja może zostać zastosowana, jako pierwszy etap oczyszczania kwasu fumarowego z brzeczki pofermentacyjnej. Zakres zaplanowanych badań obejmował także sprawdzenie możliwości konwersji soli kwasu fumarowego do formy kwasowej techniką elektrodializy w drugim etapie oczyszczania kwasu fumarowego z brzeczki po biokonwersji glicerolu.Stwierdzono, że stopień odsolenia kwasu fumarowego wzrasta wraz ze wzrostem gęstości prądu, niezależnie od składu i stężenia modelowych roztworów. Dodatek innych kwasów organicznych, a także polioli oraz soli mineralnych, powoduje obniżenie stopnia odsolenia kwasu fumarowego, jednakże efekt ten jest redukowany przez wzrost gęstości prądu. Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że proces elektrodializy bipolarnej może zostać zastosowany w drugim etapie oczyszczania kwasu fumarowego z płynu pofermentacyjnego, polegającym na konwersji soli do kwasu. W końcowym etapie przeprowadzono badania nad możliwością rozdziału kwasu fumarowego z rzeczywistej brzeczki po biokonwersji glicerolu w układzie hybrydowym łączącym nanofiltrację i elektrodializę bipolarną. Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły, że zarówno nanofiltracja, jak i elektrodializa bipolarna mogę zostać wykorzystane do separacji kwasu fumarowego z modelowych roztworów i brzeczki pofermentacyjnej.
EN The suitability of two membrane techniques: nanofiltration and bipolar electrodialysis in separation and concentration of fumaric acid from the fermentation broth obtained during biotechnological conversion of glycerol was investigated. It was found that the retention of fumaric salts increased strongly with increasing pH of the initial solution, while the retention of uncharged molecules such as glycerol, polyols and undissociated organic acid were lower than 10%, irrespectively of pH and concentration of feed solution. The results suggest that nanofiltration can be applied as a purification step of fumaric acid from the fermentation broth. The main goal of this investigation was also examine the possibility of fumaric salt conversion to its acid form by using bipolar electrodialysis technique. It was found, that the recovery ratio of fumaric acid increase with increasing current density, irrespectively of concentration and composition of the model solutions. The addition of other organic acid (like acetic, citric or succinic acids), polyols and also mineral salts decreased recovery ratio of fumaric acid, but this effect is reduced by the growth of current density. Results of this study have proven that bipolar electrodialysis can be used as the second steps towards recovery of fumaric acid from the fermentation broth. In the final step of research a hybrid system allowing nanofiltration and bipolar electrodialysis was proposed to remove fumaric acid from the fermentation broth left after bioconversion of glycerol. Results of this report have proven that nanofiltration as well as bipolar electrodialysis can be effectively applied as a removal step of fumaric acid from the fermentation broth obtained during biotechnological conversion of glycerol.
191
nauki chemiczne
technologia chemiczna
DrOIN 1617
publiczny
Marian Turek
Gliwice, Polska
05.12.2014
polski
publiczny
Grażyna Lewandowicz
Poznań, Polska
04.11.2014
polski
publiczny
rozprawa doktorska
Poznań, Polska
13.01.2015
Rada Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej
doktor nauk chemicznych w dyscyplinie: technologia chemiczna, w specjalności: technologie ochrony środowiska