Yeşil çözücü etil laktat üretim prosesinin optimizasyonu
Optimization of green solvent ethyl lactate production process
- Tez No: 1002772
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMÜR ARAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Metasezgisel algoritmalar, Optimizasyon, Organik çözücüler, Süreç modelleme, Yeşil kimya, Metaheuristic algorithms, Optimization, Organic solvents, Process modelling, Green chemistry
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Petrol bazlı çözücüler, endüstride birçok proseste ve kimyasalların üretim sürecinde yer almaktadır. Kimya endüstrisinde avantajlı konumda olan yeşil çözücü etil laktat (EL), petrol türevli konvensiyonel çözücülere alternatif sağlamıştır. Etil laktat biyolojik olarak doğada çözünebilen, kimya sektöründe çeşitli uygulamalarda ve proseslerde kullanılan, yenilenebilir ve çevre dostu yeşil bir bileşiktir. Etil laktatın üretim prosesleri, geleneksel ve yenilikçi yöntem olarak ikiye ayrılmaktadır. Yenilikçi yaklaşımda proses yoğunlaştırma teknikleri uygulanmaktadır. Yenilikçi yöntemlerin geliştirilmesine yönelik çalışmalar devam etmektedir. Bu tez çalışmasında, çevresel ve ekonomik sürdürülebilirliği arttırmak amacıyla etil laktatın yoğunlaştırılmış üretim prosesinin optimizasyonu yapılmıştır. Etil laktatın reaktif distilasyon kolonu tasarımlı üretim prosesinin, tasarımı ve simülasyonu bir simülasyon programında modellenmiştir. Ardından bu model temel alınarak MATLAB ortamında optimizasyonlar gerçekleştirilmiştir. Meta-Sezgisel optimizasyon algoritmalarından parçacık sürü optimizasyon algoritması ile süreç parametreleri (toplam kademe sayısı, beslemelerin sıcaklığı, besleme rafları yerleri, reaksiyon başlangıç ve bitiş kademeleri, reflux oranı, yan akım akış molar fraksiyonu, kaynatıcı ısıl yük değeri ve yan akım çekim rafı kademeleri) için en optimum değerler elde edilerek daha düşük enerji tüketimi ve yüksek saflıkta etil laktat alınarak üretilmiştir. Optimizasyon sonuçlarına göre yenilikçi tasarımda, reaktif distilasyon kolonunun enerji tüketiminde %8 oranında bir düşüş gerçekleşmiştir ve etanol ve suyu ikinci distilasyon kolonunda kimyasal beslemesi yapmadan ayrım gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile elde edilen bulgular, etil laktat üretim süreçlerinde enerji verimliliğinin artırılabileceğini ve çevresel etkilerin azaltılabileceği gösterilmektedir.
Özet (Çeviri)
Petroleum-based solvents have been widely used in various industrial processes and chemical production. The green solvent ethyl lactate (EL), which holds an advantageous position in the chemical industry, has provided an alternative to conventional petroleum-derived solvents. Ethyl lactate is a biologically degradable, renewable and environmentally friendly compound, applied in various processes and applications within the chemical industry. The production processes of ethyl lactate can be classified into conventional and innovative methods. In the innovative approach, process intensification techniques are employed. Research aimed at further developing these innovative methods is ongoing. In this study, the optimization of the intensified production process of ethyl lactate was carried out with the aim of enhancing both environmental and economic sustainability. The design and simulation of the ethyl lactate production process using a reactive distillation column were modeled in simulation software. Based on this model, optimizations were subsequently performed in the MATLAB. Using one of the Meta-Heuristic optimization algorithms, the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, the optimal values for process parameters-including total number of stages, feed temperatures, feed stages, reaction start and finished stages, reflux ratio, side-stream molar fraction, condenser duty, and side-stream withdrawal stages-were determined, resulting in the production of both lower energy consumption and higher purity. According to the optimization results, the innovative design achieved an 8% reduction in energy consumption of the reactive distillation column. The separation of ethanol and water in the second distillation column was accomplished without any chemical additives, while maintaining the same level of energy consumption. These findings demonstrate that the energy efficiency of ethyl lactate production processes can be improved while minimizing environmental impacts.
Benzer Tezler
- Etil laktatın lipaz katalizörlüğünde üretimi için biyoproses parametrelerinin incelenmesi
Investigation of bioprocess parameters for the lipase catalysed production of ethyl lactate
AZİME ARIKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyoteknolojiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİYE SERPİL TAKAÇ
- Tosilamido ftalosiyanin sentezi, spektroskopik özellikleri ve çözücü etkisinin incelenmesi
The synthesis and investigation of solvent effects on spectroscopic properties of tosylamido substituted phthalocyanines
FATMA YÜKSEL
- Extraction of cottonseed oil by homogenization, ultrasonic and enzymatic pretreatments using green solvents
Pamuk tohumu yağının homojenizasyon, ultrases ve enzimatik ön işlemlerle yeşil çözücüler kullanılarak ekstraksiyonu
EZGİ KALKAN
Doktora
İngilizce
2025
Gıda MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEDENİ MASKAN
- Klorofil ile organik güneş pili üretimi ve verimliliğinin artırılması
Organic solar battery production with chlorophyll and increasing efficiency
ABDULHAKİM KAHYAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELAMİ SAĞIROĞLU
- Bazı soğansı bitkilerin antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi
Determination of antioxidant activity of some bulp plants
ELİF EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
BiyokimyaSakarya ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLNUR ARABACI