Scriptiebank overzicht

Vloeibaar water van hoge kwaliteit is een van de belangrijkste zaken op aarde. Deze moet koste wat het kost behouden blijven. Bedrijven en gemeenschappen dragen hieraan toe door hun afvalwater te zuiveren, alvorens het in de natuur te lozen. Hoewel dit proces zorgt voor natuurlijke wateren van hogere kwaliteit, heeft dit proces ook zijn keerzijde, namelijk de productie van enorme hoeveelheden afvalslib. Tot hiertoe is nog geen grootschalige toepassing gevonden voor het recycleren van deze afvalstroom. Met dit werk, wil ik graag kijken naar een mogelijke toepassing van het afvalslib, meer bepaald het gebruik van EPS als hydrogel. Hierbij wordt gekeken naar de verschillende stappen van dit proces.

In een eerste stap wordt gekeken welke componenten het meeste potentieel tonen om gebruikt te worden. in een bepaalde toepassing. Na een literatuurstudie blijkt dat de extracellulaire polymere substanties of EPS het meeste potentieel tonen. Het proces gaande van afvalslib naar toepassing van EPS bestaat echter uit heel wat verschillende stappen. Deze thesis focust op deze verschillende stappen, vertrekkend bij de extractie van EPS uit het afvalslib. In dit werk worden vier extractieprotocols met elkaar vergeleken, aan de hand van kwalitatieve en kwantitatieve criteria. Op basis hiervan is het meest optimale extractieprotocol geselecteerd.

In een volgende stap zijn dan EPS'en van verschillende bronnen chemisch gekarakteriseerd, om na te gaan of EPS van verschillende bronnen ook verschillende samenstellingen hebben. Met behulp van verschillende technieken blijkt dat de samenstelling van EPS soortafhankelijk is. Elke bron van EPS resulteert dus in materiaal met een unieke compositie.

Om vervolgens na te gaan wat voor effecten dit heeft op de toepassingen van EPS, zijn EPS van vier verschillende industriële slibben gebruikt om hydrogels te maken, aan de hand van een 3D-geprinte mal. Met behulp van reologie zijn dan de mechanische eigenschappen van deze hydrogels getest. Deze resultaten zijn vervolgens gebruikt om het mechanisch gedrag van de EPS te linken aan hunchemische samenstelling. Door de complexe compositie van de EPS was het vinden van zo'n relatie echter niet mogelijk.

In het kader van botweefsel engineering worden hydrogels geprint met behulp van een bioprinter. De focus ligt op het bestuderen van de eigenschappen van deze hydrogels enerzijds en het printproces, met het oog op de optimalisatie van de print parameters, anderzijds.

De reologische eigenschappen van een groente- of fruitpuree zijn enerzijds een kwaliteitskenmerk voor de klant aangezien onder andere het mondgevoel en de nutritionele kwaliteit erdoor worden bepaald. Anderzijds zijn deze eigenschappen van belang voor de industrie om bijvoorbeeld de verpompingsenergie te bepalen en te minimaliseren. Om de reologische eigenschappen (zoals de viscositeit en de vloeispanning) te voorspellen en te optimaliseren is de kennis van de structuureigenschappen (zoals de partikelconcentratie, -vorm en –grootte) zeer belangrijk.