Separace organických sloučenin ze směsí permeací par nebo pervaporací

Publikovali jsem přehled membránových materiálů pro permeace par těkavých organických látek, od komerčních po experimentální, přičemž jsme zjistili nedostatek informací o separacích u dvousložkových směsí VOC/N₂ a zřídka dostupná data pro vícesložkové směsi. Náš experimentální a teoretický výzkum se zaměřil na využitelnost rozpustnostních parametrů při předpovědi účinnosti separace VOC/N₂, přičemž jako nelepší pro VOC se ukázaly Hansenovy parametry rozpustnosti s limitací pro cyklické uhlovodíky. Vyřešili jsme stárnutí tenkovrstvých kompozitních membrán vystavených parám alkanů, jež bylo možné regenerovat konvenční metodou sušení pomocí sekvenční výměny rozpouštědel. Dále jsme identifikovali hlavní přispěvatele k chybám při měření propustnosti pro páry, přičemž jsme zdůraznili význam optimalizace provozních parametrů pro snížení teoretických chyb, což je výhodné zejména pro membrány s nízkou propustností.

Propustnost par strukturně odlišných těkavých organických látek v závislosti na jejich aktivitě v nástřiku včetně odpovídajícíh 3D grafu Hansenových rozpustnostních parametrů

• Jirsakova K., Stanovsky P., Dytrych P., Moravkova L., Pribylova K., Petrusova Z., Jansen J. C., Izak P.: Organic vapour permeation in amorphous and semi-crystalline rubbery membranes: Experimental data versus prediction by solubility parameters. J. Membr. Sci. 627(1 Jun), 119211, 2021. DOI
• Petrusová Z., Morávková L., Stanovský P., Machanová K., Koštejn M., Jandová V., Izák P.: Regeneration of thin-film composite membrane used for permeation of hexane vapors. Sep. Purif. Technol. 224(1 Oct), 62-69, 2019. DOI
• Petrusova Z., Machanova K., Stanovsky P., Izak P.: Separation of organic compounds from gaseous mixtures by vapor permeation. Sep. Purif. Technol. 217(15 Jun), 95-107, 2019. DOI
• Dytrych P., Vajglová Z., Morávková L., Jandová V., Izák P., Petrusová Z.: Minimization of the Theoretical Error of Input Parameters for a Vapor Permeation Apparatus Chem. Eng. Technol. 41(9), 1727-1736, 2018. DOI

Náš výzkum se zabýval použitím pervaporace pro separaci organických sloučenin ze směsí. Úspěšně jsme využili pervaporaci ve spojení s chirálním katalytickým komplexem Ru-BINAP, čímž jsme se vyhnuli sorpci katalyzátoru do membrány a použili jsme kapalnou fázi iontová kapalina/metanol jako ekologické rozpouštědlo pro reakci. Dále jsme úspěšně využili pervaporace azeotropní směsi s trimethylboranem, prekurzorem boronových kyselin používaných v Suzukiho spojkách, za použití komerčních membrán. Nakonec naše testování ukázalo potenciál pro dealkoholizaci piva pomocí pervaporace s komerčně dostupnými membránami Sulzer.

• Gaalova J., Hejda S., Stavarek P., Sykora J., Fajgar R., Kluson P., Izak P.: Pervaporation of (R)/(S)-methyl 3-hydroxybutyrate (Sigma MHB) from a mixture containing an ionic liquid, methanol and Ru catalyst. Sep. Purif. Technol. 222(1 Sep), 45-52, 2019. DOI
• Gaalova J., Vojtek L., Lasnier S., Tadic T., Sykora J., Izak P.: Separation of Trimethyl Borate from a Liquid Mixture by Pervaporation. Chem. Eng. Technol. 42(4), 769-773, 2019. DOI
• Halama R., Broz P., Izak P., Kacirkova M., Dienstbier M., Olsovska J.: Beer dealcoholization using pervaporation. Kvasny Prumysl 65(2), 65-71, 2019. DOI