Naslov
Proizvodnja mikroreaktora od filamenata cikloolefinskog kopolimera
(Production of microreactors from cycloolefin copolymer filaments)

Autori
Sušac, Kristina

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
16.07

Godina
2020

Stranica
68

Mentor
Vrsaljko, Domagoj

Ključne riječi
mikroreaktor, aditivna proizvodnja, FAME, cikloolefinski kopolimer
(microreactor, additive manufacturing, FAME, cycloolefin copolymer)

Sažetak
Za izradu mikroreaktora od cikloolefinskog kopolimera (engl. cyclic olefin copolymer, COC) korištena je tehnologija proizvodnje rastaljenim filamentom (engl. fused filament fabrication, FFF), jednom od tehnologija aditivne proizvodnje. Proces započinje crtanjem modela u CAD programu za računalni dizajn Autodesk Fusion 360. Dizajnirani su mikroreaktorski sustavi s različitim promjerom mikrokanala dimenzija 1000 μm, 800 μm , 500 μm, 300 μm i 200 μm koji su korišteni za sintezu metilnih estera viših masnih kiselina (engl. fatty acid methyl ester, FAME) odnosno biodizela. Zbog malih dimenzija mikrokanala i velike međufazne površine, u mikroreaktorima je osigurano brzo miješanje i dobra regulacija temperature u odnosu na klasične procesne reaktore. Na odabir materijala za izradu mikroreaktora utjecalo je dosta čimbenika. Najznačajniji su vrsta kemijske reakcije koja se provodi u mikroreaktorskom sustavu te ponašanje materijala uslijed utjecaja otapala odnosno sama kompatibilnost otapala i materijala, mehanički i optički zahtjevi. Materijali za izradu mikroreaktora moraju biti kemijski inertni te moraju biti kompatibilni s protokolom izrade kako bi se proces provodio brzo i bez puno otpadnog materijala prilikom optimiranja procesnih uvjeta. Kao ispitivani materijal odabran je COC koji je u prethodnim istraživanjima zadovoljio navedene kriterije. U radu je ispitana kemijska otpornost COC-a na način da se određivao stupanj bubrenja te su rezultati pokazali dobru kemijsku otpornost materijala na polarna otapala. Lošija kemijska otpornost COC-a dobivena je prilikom ispitivanja u nepolarnim otapalima. Također, određen je i stvarni promjer dimenzija mikrokanala te prema dobivenim rezultatima dolazi do blagog odstupanja od zadanih dimenzija. Nakon ispitivanja svojstava polimera i rezolucije 3D-ispisa, napravljena je šaržna reakcija sinteze biodizela koja je služila za izradu baždarnih dijagrama iz kojih se zatim računala konverzija ulja iz biodizela za dobivene uzorke iz mikroreaktorskih sustava. Infracrvenom spektrofotometrijskom analizom ustanovljeno je da smanjenje promjera mikrokanala ne utječe na povećanje konverzije ulja u biodizel za cikloolefinski kopolimer kao ni povećanje vremena zadržavanja. Plinskom kromatografijom su potvrđeni dobiveni rezultati te je dobiven detaljniji uvid u sastav biodizela.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo, Temeljne tehničke znanosti, Interdisciplinarne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA