|
|
PŘÍPRAVA A CHARAKTERIZACE NANOČÁSTIC A NANOVLÁKEN NA BÁZI BIOPOLYMERŮ A JEJICH VYUŽITÍ V POTRAVINÁŘSTVÍ A KOSMETICE
Kundrát, Vojtěch ; Vilčáková, Jarmila (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá polymerem polyhydroxybutyrátem a dalšími biopolymery jakožto základním stavebním kamenem pro výstavbu mikro a nanoskopických struktur a materiálů použitelných v potravinářství a kosmetice. V rámci práce byla vypracována literární rešerše seznamující čtenáře se základy tohoto aplikačního pole. Experimentální část práce je sestavena ze tří bloků výsledků získaných během doktorského studia. V prvním, hlavním bloku jsou uvedeny komentované publikované výsledky a patentové výstupy, které zahrnují dva publikované recenzované články zabývající se elektrostatickým a mokrým zvlákněním PHB a vlastnostmi připravených materiálů. Patentové výstupy jsou tvořeny několika přijatými a podanými patenty, které shrnují několikaletou práci jednak na metodách zvláknění PHB, ale taktéž na obecných přístupech umožňující zpracovávat PHB v podobě roztoku do podob umožňujících mnohé aplikace v potravinářství a kosmetice. Druhá část je tvořena jedním z praktických výstupů, jímž je patentovaná kompozice ochranného krému proti UV záření založena na připravených nanoskopických a mikroskopických morfologiích PHB. Ve třetím bloku jsou shrnuty další výsledky zaměřené na elektrostatické zvláknění PHB a dalších biopolymerů. V závěru práce je uveden stručný popis projektů souvisejících s tématem disertační práce. Jde o praktické rozvojové práce ve střední Tanzánii a západní Africe, které ale čerpají z vědomostí a kontaktů nabytých během studia na FCH VUT Brno.
|
|
|
Studium biodegradace polyhydroxyalkanoátů.
Wurstová, Agáta ; Přikryl, Radek (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na studium biodegradace polyhydroxyalkanoátů, konkrétně polymeru polyhydroxybutyrátu. První část práce se zabývá studiem biodegradace polyhydroxybutyrátu ve formě PHB prášku a PHB fólie pomocí vybraných druhů mikroorganismů z řad bakterií, kvasinek a plísní. Jako zástupce bakterií byl vybrán mikroorganismus Delftia acidovorans, z řad kvasinek Aureobasidium pullulans a ze zástupců plísní Aspergillus fumigatus. Aktivita extracelulární PHB depolymerázy byla analyzována turbidemitrickým měřením suspenze PHB granulí. Zároveň byla stanovena hodnota pH a teplotního optima jednotlivých PHB depolymeráz. Z výsledků vyplývá, že bakterie D. acidovorans dokáže částečně degradovat PHB, naopak kvasinka A. pullulans nedokáže PHB účinně degradovat. Nejvýraznější degradační schopnost vykazovala plíseň A. fumigatus, která PHB kompletně degradovala v rámci daného testu. Extracelulární enzymy exprimované těmito mikroorganismy při kultivaci na PHB jako jediném zdroji uhlíku byly analyzovány pomocí SDS-PAGE. Druhá část práce se zabývá biodegradací PHB ve formě PHB fólie, PHB tvrzené fólie a PHB Nanoul textilie v rámci standardního kompostovacího testu. Polosuchá kultivace podávala pozitivní výsledky, kdy v intervalu od 14. dnů do dvou měsíců byly zcela biodegradovány všechny formy použitých PHB. Co se týče polosuché kultivace, byla touto metodou ještě studována míra biodegradace polyuretanových elastomerů, kde část polyesterového polyolu byla nahrazena PHB (PU-PHB). Testovány byly vzorky obsahující komerční PHB od firmy Sigma a vzorky s PHB připravené na Fakultě chemické VUT v Brně. Jednotlivé vzorky se navíc lišily rozdílnou koncentrací dispergovaného PHB (1 %, 5 % a 10 %) v polyuretanu. Na konci kultivace, která trvala dva měsíce, byly zjišťovány mechanické změny materiálu v tahu, účinnost biodegradace vážkovou analýzou a změna povrchu materiálu analýzou mikroskopickou.
|
|
|
FTIR analysis of soils containing plastics and microplastics
Sinčáková, Lenka ; Pavlovský, Jiří (oponent) ; Doležalová Weissmannová, Helena (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the sources of microplastics in soils, their potential toxicity for men as well as the environment and soil-plastic interaction. It provides an overview of methods that are commonly used for qualitative and quantitative characterisation of microplastics in soils with focus on FTIR spectrometry. In the experimental part, real soil samples were evaluated with the use of ATR-FTIR based on model soils-microplastics mixtures calibrations. Vaidation models for model mixtures and carbon content were also evaluated.
|
|
|
Konfigurace QoS v IP síti s využitím Cisco prvků
Brož, Kamil ; Šporik, Jan (oponent) ; Růčka, Lukáš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je rozdělena na dvě hlavní části. První, teoretická část, pojednává o parametrech a požadavcích moderních real-time aplikací. Dále rozebírá konkrétní prostředky pro zajištění QoS. Jedná se přístup ve formě integrovaných služeb (IntServ) a novější přístup ve formě diferencovaných služeb (DiffServ). V integrovaných službách jsou vysvětleny jen jejich základní principy. Diferencované služby a využívané algoritmy jsou rozebrány podrobněji. Druhá, praktická část, popisuje možnosti zařízení Cisco a jejich konkrétní implementaci ve dvou navržených síťových scénářích společně s měřením provozu a testu vnímání z hlediska uživatele.
|
|
|
Využití pilin jako substrátu pro biotechnologickou produkci PHA
Ladický, Peter ; Sedláček, Petr (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Cieľom práce bolo štúdium vhodnosti hoblín a pilín ako substrátu pre mikrobiálnu produkciu PHA baktériami Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. V experimentálnej časti práce bol skúmaný najvhodnejší spôsob hydrolýzy hoblín a pilín a vplyv koncentrácie furfuralu a polyfenolov na schopnosť akumulovať PHA. Burkholderia sacchari mala v porovnaní s Burkholderia cepacia vyššiu schopnosť akumulovať PHA. Pri kultivácii Burkholderia sacchari na médium obsahujúce detoxifikovaný hydrolyzát z pilín boli dosiahnuté hodnoty kedy PHB predstavoval 87–89 % celkovej koncentrácie biomasy. Piliny teda predstavujú sľubný substrát na mikrobiálnu produkciu PHA z hľadiska zníženia produkčných nákladov a vysokého obsahu PHB v biomase.
|
|
|
Biodegradable seed carriers for large area regeneration of forests
Balej, Marek ; Kučera, František (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on finding a suitable biodegradable polymer for the construction of mechanically activated forest seed carriers. The subject of the theoretical part of the work is a description of the investigated polymeric materials and characterization of the species composition of trees in domestic forests. Furthermore, the issue of technology to produce these seed carriers for the preparation of prototypes using 3D printing and for high-volume production through plastic injection moulding is elaborated. Finally, in this section, attention is paid to the difference between biodegradable and compostable plastics. The experimental part of the thesis deals with the application of the method of determining the complete aerobic biodegradability of the investigated materials in the soil, measuring the amount of carbon dioxide released and additional DSC, GPC and TGA analysis. It further investigates the saturation of the samples with carbon dioxide, their subsequent temperature-induced batch foaming and SEM analysis of the resulting structure. Finally, it focuses on the preparation of 3D printed prototypes of seed carriers and test specimens, on which the tests of their impact strength and tensile properties are performed. For more detailed analysis, two commercially available bioplastics, NonOilen® and ecoflex® were selected. The test of complete aerobic biodegradability of plastics in soil according to ISO 17556 proved that the biodegradation of NonOilen® and ecoflex® in the soil took place. This was subsequently substantiated by the results of the associated DSC, GPC and TGA analysis. Furthermore, in pressed samples from both materials, it was found by SEM observation that the method of CO2 saturation and subsequent batch, temperature-induced foaming is ineffective in obtaining a porous structure in the given materials. Finally, the impact strength and tensile properties of 3D printed prototypes for the investigated materials (NonOilen® and ecoflex®) were determined using 3D printed test specimens.
|
|
|
Studium extrakce poly(3-hydroxybutyrátu) z biomasy
Jašek, Vojtěch ; Ing. Jiří Švrček, Ph.D (oponent) ; Figalla, Silvestr (vedoucí práce)
Polyhydroxyalkanoáty jsou skupina biopolymerů vyskytujících se uvnitř buněk mikroorganismů. Na základě jejich zjištěných fyzikálně-chemických vlastností je možné vnímat je jako alternativu běžně používaných materiálů petrochemického původu jako jsou polypropylen a polyethylen. Bakalářská práce se zabývá izolací konkrétního druhu PHA z biomasy a obsahuje experimentální část a literární rešerší týkající se této problematiky. Pojednává o původu a využitelnosti PHA, úskalích jejich biotechnologické produkce a především se zabývá různými možnostmi jejich izolace. Předmětem experimentální části bylo srovnat výsledky extrakce PHA z biomasy pomocí dvou rozpouštědel na esterové bázi. Sledovanými parametry byla molekulová hmotnost polymeru, extrakční schopnost rozpouštědel a jejich odolnost proti hydrolýze. Cílem práce bylo ověřit koncept izolace P3HB pomocí nehalogenovaného bio-rozpouštědla za vhodných podmínek.
|
|
|
Regulovaná produkce polyhydroxyalkanoátů bakterií Ralstonia eutropha s využitím různých typů substrátů
Šnajdar, Ondřej ; Duroňová, Kateřina (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) bakterií Ralstonia eutropha. Ke snížení nákladů na vstupní surovinu byla studována produkce PHA s využitím různých typů substrátů. V teoretické části byla zpracována literární rešerše zabývající se nejdůležitějšími typy PHA, produkčními kmeny a možností kultivace bakterie Ralstonia eutropha na různých typech nutričních zdrojů. V praktické části byla studována produkce PHA na různých rostlinných olejích, včetně využití odpadních olejů z různých zdrojů (restaurace, domácnosti, potravinářské podniky). Dále byla v těchto olejích studována inkorporace prekurzorů za účelem řízené produkce kopolymerů. Nejvyšších výtěžků poly-3-hydroxybutyrátu (P3HB) bylo dosaženo použitím odpadních olejů. Z ekonomických a ekologických důvodů jsou tyto oleje velmi vhodným substrátem. Při použití odpadního řepkového oleje z menzy o koncentraci 20 g/l bylo v 84. hodině kultivace získáno 13,32 g/l biomasy s obsahem P3HB 58,63%. Při studiu inkorporace prekurzorů bylo nejvyšších výtěžků dosaženo aplikací 1% propanolu ve 24. hodině, kdy došlo k navýšení výtěžku PHA o 97 %. Vniklý PHA obsahoval 91% 3HB a 9 % 3-hydroxyvalerátu.
|
|
|
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadů kávového průmyslu
Vašíčková, Monika ; Benešová, Pavla (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) kmeny bakterií Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. Produkce PHA byla studována s využitím různými způsoby předupravené a hydrolyzované kávové sedliny. V rámci práce byla porovnána standardní metoda hydrolýzy kávové sedliny zředěnou minerální kyselinou a následnou enzymatickou hydrolýzou provedenou pouze pomocí enzymů. Vzniklé hydrolyzáty byly analyzovány se zaměřením na obsahu redukujících sacharidů a výtěžnost hydrolýzy. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro produkci PHA měly vzorky vyprodukované bakterií Burkholderia cepacia a to v kultivačním médiu připraveném hydrolýzou kávové sedliny, která byla vystavena extrakci 60% ethanolem. Výtěžek biomasy v tomto médiu byl 3,553 g/l s procentuálním obsahem PHA 32,472% v biomase. Vzniklý PHA obsahoval 6,09% 3-hydroxyvalerátu. V rámci dalšího experimentu byl ověřen alternativní přístup hydrolýzy kávové sedliny, kde byly použity komerčně dostupné enzymy celuláza, hemiceluláza a extracelulární enzymatický koktejl vyprodukovaný plísní schopnou utilizovat kávovou sedlinu. Hemiceluláza se ukázala být nejefektivnějším hydrolytickým enzymem a proto nejvyšší obsah biomasy 5,708 g/l se také nacházel v médiu připraveného hemicelulázou katalyzovanou hydrolýzou kávové sedliny, která byla extrahovaná 60% ethanolem. Nedocházelo zde k produkci kopolymeru P(HB-co-HV), ale jen polymeru PHB, což bylo nejspíše způsobeno tím, že v průběhu enzymatické hydrolýzy nevznikala kyselina levulinová ani žádný jiný potenciální prekurzor 3HV.
|
|
|
Posouzení vybraných parametrů na biotechnologickou produkci polyhydroxyalkanoátů
Eremka, Libor ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Cílem práce je studium mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů (PHA). V teoretické části je zpracován stručný přehled produkce PHA pomocí mikroorganismů a transgenních rostlin. Pro laboratorní práci byla využita průmyslově užívaná bakterie Cupriavidus necator H16. Různé odpadní oleje byly použity jako jediných zdroj uhlíku a energie. Pro zlepšení materiálových vlastností PHA byly použity prekurzory 1-propanol a propionát sodný, které byly inkorporovány do polymeru ve formě 3-hydroxyvalerátu (3HV). Hlavní část experimentální práce byla zaměřena na studium vlivu aerace (koncentrace rozpuštěného kyslíku v médiu) na tvorbu biomasy, na ovlivnění vybraných metabolických drah a na akumulaci PHA. Dle získaných experimentálních výsledků byla potvrzena závislost mezi aerací a monomerním složením PHA. Dále byl potvrzen fakt, že vyšší koncentrace kyslíku podporuje bakteriální růst a ovlivňuje intenzitu akumulace PHA v buňkách. NADPH má podstatný vliv na osud acetyl-CoA v metabolismu, vyšší vnitrobuněčná koncentrace NADPH inhibuje citrátový cyklus a zvyšuje akumulaci PHA v buňkách. Z toho důvodu byla vyhodnocena enzymová aktivita vybraných intracelulárních enzymů v závislosti na intenzitě aerace, včetně enzymů schopných generovat NADPH.
|
host ::
RSS.