Trajnostna valorizacija konopljine pogače za pridobivanje sekundarnih produktov z dodano vrednostjoKovač, Doroteja (Avtor) Škerget, Mojca (Mentor) Čolnik, Maja (Komentor) konopljina pogačapodkritična vodanadkritična vodabiomasabiogorivahidrotermična razgradnjaGospodarstvo se nenehno srečuje z globalnimi izzivi, kot so podnebne spremembe, velike količine zavrženih odpadkov, energetska nestabilnost in pomanjkanje virov. Prehod na trajnostne rešitve predstavlja ključen korak za varovanje okolja in izboljšanje kakovosti življenja. Da bi torej ohranili ravnovesje v naravi, je potrebno preiti na obnovljive vire, kjer odpadki postanejo surovine, energija kroži in razvoj sledi naravnim zakonitostim trajnosti in ponovne uporabe. Lignocelulozna biomasa predstavlja najbolj razširjen in biološko obnovljiv vir na Zemlji, in je ključna za proizvodnjo bioenergije, biogoriv, materialov in kemikalij, vendar pa v svoji osnovni obliki nima komercialne vrednosti. Med drugim je povezana z industrijo rastlinskih olj, kjer pri predelavi oljnatih rastlin nastajajo velike količine odpadnih snovi. Konopljina pogača je trdni ostanek, ki nastane kot odpadni produkt po stiskanju ali ekstrakciji olja iz semen. Ta rastlinska biomasa, sestavljena v veliki meri iz beljakovin, ogljikovih hidratov, lignina, ostankov maščob in bioaktivnih snovi, predstavlja bogat trdni ostanek iz proizvodnje rastlinskih olj, ki omogoča trajnostno predelavo v biogoriva in platformne kemikalije. Eksperimentalni del je obsegal hidrotermično razgradnjo neobdelane konopljine pogače ter pogače, predhodno obdelane z glivami, pri čemer smo na obeh materialih izvedli tudi Soxhletovo ekstrakcijo s petroletrom. Hidrotermična razgradnja je potekala v visokotlačnem šaržnem reaktorju pri 300, 350 in 400 ˚C ter reakcijskih časih 30, 60, 90 in 120 minut (razmerje material:voda=1:5). Produkti so bili ločeni na plinsko, oljno, vodno in trdno fazo ter analizirani z GC-MS, HPLC, TC analizatorjem in HHV analizo, ter FTIR spektroskopijo. Ugotovili smo, da FTIR spekter konopljine pogače vsebuje značilne absorpcijske pasove, povezane s funkcionalnimi skupinami CHX, OH, C=O in CO-NH, medtem ko so FTIR spektri trdnih preostankov po hidrotermični razgradnji razlikujejo od spektrov izhodnega materiala po intenziteti značilnih vrhov, in pojavu novih vrhov, kar kaže na razgradnjo hidroksilnih, karboksilnih in amino skupin ter na nastanek stabilnejših aromatskih spojin. Glavni produkt razgradnje je bila oljna faza (38,4 – 65,8 %), z najvišjim izkoristkom pri 300 ˚C in 30 minutah. Z višanjem temperature se je njen delež zmanjševal, medtem ko je delež plinske faze naraščal (do 49,3 % pri 400 ˚C in 120 minutah). S hidrotermično razgradnjo predhodno obdelanih materialov z različnimi tehnikami smo dosegli nižje izkoristke oljnih faz (34,34 – 37,53 %). GC-MS analiza oljnih produktov je pokazala, da pri začetnih pogojih neobdelane konopljine pogače (300 ˚C, 30 min) prevladujejo v olju maščobne kisline in njihovi estri ter aromatske spojine, medtem ko se z višanjem temperature delež lipidnih komponent zmanjšuje, narašča pa delež aromatov in dušikovih spojin. Pri predhodno obdelanih materialih je bil delež estrov in kislin v oljih izrazito nižji (<5 %), hkrati pa so prevladovale aromatske (36 – 41 %) in ostale dušikove spojine. Izmerjene HHV vrednosti pridobljenih olj (23,5 – 36,6 MJ/kg) potrjujejo visok energijski potencial produktov. Plinska faza, pridobljena pri 300 ˚C, je bila sestavljena pretežno iz CO2 (68-78 %), vendar se je z višanjem temperature delež CO2 zmanjševal, sočasno pa se je povečevala koncentracija kratkoverižnih ogljikovodikov. V vodnih fazah smo z HPLC metodo določili furfurale (5-HMF, furfural in 5-MF), koncentracija TC pa je z višanjem temperature upadala (pri 300 ˚C je znašala 15,7 – 18,7 g/L, pri 350 ˚C 9,4 – 12,0 g/L in pri 400 ˚C 6,3 – 11,1 g/L).[D. Kovač]20262026-04-07 17:16:49Magistrsko delo/naloga97721sl