Цели и
Хипотези
Цел на проекта
Целта на проектното предложение е да се разработят или идентифицират търговски налични обратноосмотични мембрани, устойчиви на запушване от целевите компоненти в процеса на мембранно концентриране на природни биологично активни фенолни съединения, след тяхната екстракция от ароматни растения. Паралелно с мембранния синтез и подбор ще се цели и обогатяване на съществуващото фундаментално познание относно механизмите на мембранното запушване и факторите, които му влияят при този тип многокомпонентни системи.
Цел на проекта
Предпоставки и хипотези
Синтезиране на мембрани
За първи път в България ще бъдат направени опити за синтезиране на еднотипни обратноосмотични мембрани с активен слой от полиамид, чиято хидрофилност ще бъде модифицирана чрез подходящи добавки;
Хидрофилност
Наличието на серия от експериментални мембрани с еднакви други характеристики, но различна хидрофилност ще позволи системното изучаване на ефектите от вариране на хидрофилността на мембраните върху устойчивостта им към запушване от целевите фенолни съединения, а също така и върху работните им характеристики – степен на задържане, стационарен пермеатен поток;
Търговските мембрани
Съществуват наноструктурирани или обратноосмотични търговски мембрани, селективни по отношение на фенолни съединения или групи от фенолни съединения, които ще бъдат използвани за предварителни изследвания;
Фенолни съединения
С цел характеризиране на изследваните мембрани ще бъдат използвани моделни разтвори на представителни фенолни съединения с биологична активност, съдържащи се в растителни култури, които са от една страна емблематични и от икономически интерес за България, а от друга страна представителни за широк кръг маслодайни растения от гледна точка на фитохимичния им състав;
Мембранно запушване
С помощта на QSAR (quantitative structure activity relationship) и други емпирични и полуемпирични модели, използващи физикохимични и молекулно-структурни свойства на веществата и мембраните като параметри, ще бъде възможно изследване на механизмите на мембранно запушване и количественото му охарактеризиране;
Статистическа термодинамика
Данни за някои липсващи физикохимични параметри на изследваните обекти ще бъдат осигурявани чрез използването на универсални модели на статистическата термодинамика (Conductor-like Screening Model Real Solvents, COSMO RS).
ПОДХОДИ
За да се постигне целта на проектното предложение се предполага използване на теоретичните постижения в областта на квантовата химия, термодинамиката и моделирането на механизмите на масопренос в наноструктурирани полупропускливи мембрани. В основата на проектното предложение е синтезът на нови композитни материали с предварително „програмирани“ качества, което предполага експертиза и в сферата на химията и материалознанието. За охарактеризиране на материалите ще бъдат използвани широк набор от инструментални методи. Следователно проектното предложение е с изразен интердисциплинарен характер, а работата по заложените дейности ще използва експертиза, ще генерира и ефективно ще комбинира нови познания в широк спектър от научни дисциплини: органичен синтез, квантова химия, материалознание, фитохимия, математично моделиране и симулация на процеси, термодинамика.
Подходи
За постигане на целите
Композитни мембрани
Разработване на еднотипни композитни мембрани за обратна осмоза със селективен полиамиден слой и различна хидрофилност, получен от смеси на различни функционални компоненти (например аминоалкилсиланоламини, полиетерамини, хидрофобни добавки на базата на трифункционални органични съединения със силанолни, амино и флуороалкилни функционални групи);
Мембранно филтруване
Качествата на получените нови обратноосмотични мембрани, както и на селектираните търговски мембрани ще бъдат охрактеризирани чрез планирани експерименти по мембранно филтруване в периодичен и непрекъснат режим на моделни разтвори на ключови фенолни компоненти с доказана биологична активност, съдържащи се в емблематични за България, широко култивирани и преработвани етеричномаслени култури – Роза Дамасцена, лавандула и маточина;
Мембранно запушване
Механизмите на мембранно запушване ще бъдат изследвани чрез обработка на получените експериментални данни при изследваните мембрани с помощта на модела на съпротивления в серия или чрез тестване за адекватност на математични модели, изведени като модификации на обобщения модел на Hermina.
info@nanoessential.eu
(+359) 898 266 880
(+359) 898 266 880