26.1.2024
Tohtorinväitös epoksidoiduista kasviöljyistä kemikaalien ja biomateriaalien tuotannolle
M.Sc. (Tech.) Tommaso Coglianon väitöskirja teknillisen kemian ja reaktiotekniikan alalta esitetään julkisesti tarkastettavaksi Åbo Akademin luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunnassa.
Väitöskirjan otsikkona on Vegetable Oils Epoxidation: from Batch to Continuous Process.
Väitöstilaisuus järjestetään perjantaina 2. helmikuuta 2024, klo. 13, osoitteessa Auditorio XXII, Agora, Vesilinnantie 3, Turku. Vastaväittäjänä toimii professori Stefan Haase, Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW-Dresden, Saksa ja kustoksena akatemiaprofessori Tapio Salmi, Åbo Akademi.
Yhteenveto
Epoksidit ovat kemiallisia yhdisteitä, joissa keskeisessä roolissa ovat funktionaaliset oksiraaniryhmät. Oksiraani on kolmionmuotoinen rengas, joka koostuu kahdesta hiiliatomista ja yhdestä happiatomista. Tämän rakenteen johdosta oksiraanirengas on erityisen aktiivinen. Korkean aktiivisuutensa takia oksiraanit ovat tärkeitä ja arvokkaita teollisen synteesin rakenneosia, joita käytetään monien orgaanisten komponenttien valmistuksessa. Tässä skenaariossa uusiutuvasta luonnonvarasta saatavat epoksidoidut kasvisöljyt muodostavat merkittävän vihreän alustan kemikaalien ja biomateriaalien tuotannolle. Kasviöljyistä peräisin olevia epoksideja on jo hyödynnetty mm. biovoiteluaineena, polyvinyylikloridihartsien pehmentimenä, ftalaattien korvikkeena sekä välituotteina polyuretaanien valmistuksessa, jossa epoksidien käyttö mahdollistaa ympäristöystävällisen reaktioreitin korvaten näin myrkyllisen, isosyanaatien käyttöön perustuvan reaktiotien. Näin ollen intensiivinen akateeminen ja teollinen tutkimusintressi näitä erittäin arvokkaita kemiallisia yhdisteitä kohtaan on helposti ymmärrettävissä. Valitettavasti nykyinen teollinen valmistusmenetelmä epoksidoitujen kasvisöljyjen tuottamiseksi perustuu edelleenkin puolijatkuvaan teknologiaan, mikä rajoittaa näiden kysyttyjen kemikaalien tuottavuutta ja selektiivisyyttä.
Kasviöljyjen epoksidointia Prilezhaevin menetelmällä tutkittiin reaktioreittinä tässä väitöskirjassa epoksidien tuottamiseksi elintarvikkeiksi kelpaavista ja ei-kelpaavista kasvisöljyistä. Synteesireitin valinta perustui siihen tosiseikkaan, että Prilezhaevin menetelmä on toistaiseksi ainut teollisesti relevantti sovellus tämän ympäristöystävällisen raaka-aineen epoksidoimiseksi ja menetelmä kuuluu ehdottomasti vihreän kemian ja vihreän prosessiteknologian piiriin. Työn painopisteenä oli Prilezhaevin menetelmän eri reaktioaskelten tutkiminen päämääränään siirtyminen nykyisestä hankalasta puolijatkuvasta reaktiotekniikasta jatkuvatoimiseen prosessiin, mikä johtaa nopeampaan synteesiin ja parempaan prosessiturvallisuuteen. Jatkuvatoiminen teknologia, joka perustuu yhden tai useamman sarjaan kytketyn kolonnireaktorin käyttöön, osoittautui ylivoimaiseksi nykyisin käytössä olevaan puolijatkuvaan prosessiin verrattuna: jatkuvatoimisessa reaktorissa saavutettiin huomattavasti korkeampi reagoivien aineiden konversio ja halutun tuotteen selektiivisyys. Reaktiosysteemi myös mallinnettiin matemaattisin menetelmin.
Coglianon tutkinto on kansainvälinen kaksoistutkinto yhteistyössä Italialaisen Università degli Studi di Napoli Federico II -yliopiston kanssa.
Tommaso Cogliano on syntynyt 1993, Italiassa. Hän on tavoitettavissa sähköpostitse osoitteesta tommaso.cogliano@abo.fi.
Väitöskirja on luettavissa Åbo Akademin julkaisuarkistossa Doriassa.
Tästä linkistä voit ladata lehdistökuvan väittelijästä.