Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
 AŞÇI Yavuz Selim
Tez Adı : Çeşitli Sentetik Membranların Karboksilli Asitlerin Sulu Çözeltilerinden Ayrılmasında Kullanımının İncelenmesi

Danışman : Prof. Dr. M. Umur DRAMUR

Anabilim Dalı : Kimya Mühendisliği

Programı : Temel İşlemler ve Termodinamik

Mezuniyet Yılı : 2013

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. M. Umur DRAMUR

Prof. Dr. İsmail KIRBAŞLAR

Prof. Dr. Mahmut BAYRAMOĞLU

Doç. Dr. Mehmet BİLGİN

Doç. Dr. Hasan USLU

Çeşitli Senteti Membranların Karboksilli Asitlerin Sulu Çözeltilerinden AyrılmasındaKullanımının İncelenmesi
Kimya endüstrisinde pek çok biyoteknolojik ürün üretilmektedir. Bu ürünlerin üretim aşamaları içerisinde elde edilmeleri kadar bulundukları fermentasyon ortamından uzaklaştırılmaları ve saflaştırılmaları da önemli bir yer tutmaktadır. Başta gıda endüstrisi olmak üzere ilaç, kozmetik, deterjan, polimer ve metal sanayilerinden tarıma kadar çok farklı alanlarda hammadde ve katkı maddesi olarak kullanılan karboksilli asitler, kimya sanayiinde en çok kullanılan biyoteknolojik ürünler arasındadır.

Karboksilli asitlerin en yaygın üretim metodlarından biri fermentasyon yöntemidir. Doğal hammaddeler kullanılarak gerçekleştirilen bu prosesin avantajları bulunmakla birlikte ürünler ancak seyreltik sulu çözeltiler olarak elde edilebilmektedir. Bu nedenle üretim sonrasında ürünlerin sulu ortamdan uzaklaştırılmasına gerek duyulmaktadır. Karboksilli asitlerin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması üzerine destilasyon, kristalizasyon ve ekstraksiyon gibi geleneksel ayırma işlemleri kullanılarak yapılan birçok çalışma bulunmaktadır.

Bu çalışma kapsamında karboksilli asitlerin sulu çözeltilerinden sentetik membranlar kullanılarak ayrılması incelenmiştir. Denemelerde ayrılacak karışım olarak formik, asetik, propiyonik, glikolik, malik ve sitrik asitlerin sulu çözeltileri hazırlanmıştır. Asit çözeltilerini ayırmak üzere nanofiltrasyon (NF) ve ters osmoz (RO) membranları kullanılmıştır. Denemeler 140 cm² aktif yüzey alanına sahip sentetik membranların kullanılabileceği yüksek basınçlı membran sisteminde gerçekleştirilmiştir. Denemeler 10, 20, 30 bar basınçlarda farklı başlangıç asit konsantrasyonları (ağ. %2.5-15) kullanılarak 20 ⁰C’de yapılmıştır. Bu şekilde ilk aşamada tek asitli sulu çözeltiler kullanarak ayırma performansı üzerine basıncın, membran türünün ve asit türünün etkileri incelenmiştir. Cevap yüzey metodu yardımıyla ayırma işlemine ait model denklemler oluşturulmuştur. Daha sonra membran prosesinin karboksilli asit karışımlarını ayırmadaki etkinliğini incelemek üzere, asetik asit ve propiyonik asidin farklı oranlardaki (% 2.5-7.5, % 5-5, % 7.5-2.5) karışımlarını içeren sulu çözeltilerle deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir.
Sonuç olarak bu çalışma kapsamında yapılan denemelerden; karboksilli asitlerin sulu çözeltilerinden ayrılması için genel olarak tek bir membran türünün önerilmesinin mümkün olmadığı anlaşılmıştır. Molekül büyüklükleri yüksek olan asitlerin sudan ayrılmasında veya molekül büyüklükleri birbirinden çok farklı olan asitlerin oluşturduğu karışımlarının ayrılmasında sentetik membranların başarılı bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.