Hygiene and softening performance of washing machine integrated with nanofiltration membrane module system
Nanofiltrasyon membran modül sistemi ile entegre olan çamaşır makinesinin hijyen ve su yumuşatma performansı
- Tez No: 465419
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Biyoteknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Membran sistemleri, kullanımı dünya çapında gün geçtikçe artan bir teknolojidir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda membran sistemlerinin birçok alanda kullanımının yaygınlaştığı görülmektedir. Membran maliyetlerinin giderek azalması bu sistemlerin daha çok kullanılmasına olanak tanımıştır. Bu çalışmanın temel gerekçesi, mevcut çamaşır makinesi pazarında bulunan ürünlerin sağladığı yıkama performansının pazarda oldukça yakın değelerde declare edilmesi ve bu mevcut değerlerin iyileştirilmesine yönelik fark yaratacak alternative teknolojilerin uygulamaya alınmamış olmasıdır. Suyun yumuşatılması için ülkemizde üretilmiş olan özel dizayn NF membrane modüllerinin çamaşır makinesine entegre edilerek kullanılması tezin özgün yönünü oluşturmaktadır. İlk aşamada su yumuşatma amacıyla kullanılabilecek ticari nanofiltrasyon membrane türleri belirlenmiştir. Bu membrane tipleri NF90, Trisep ve NF270'dir. Dead-end metodu ile yapılan çalışmalar sonucunda Nf 270 ve NF 90 membranlarının su yumuşatma ve akı performansı istenilen değerlerde olduğu için, bu iki membrane tipi ile modül çalışmaları başlamıştır. Modül çalışmalarından önce, modül yapımında kullanılacak olan uygun spacer seçmek için CFD analizi yapılmıştır. CFD analizinden çıkan sonuçlara göre basınç ve hız değişimi en az olan 0.66 mm kalınlığa sahip spacer optimum spacer olarak seçilmiştir. Modüller istenen boyutlarda (4.5x30 cm) ve istenilen membrane alanı (0.5 m2) olacak şekilde üretilmiştir. Modüllerin testleri cross-flow sistemde yapılmış, akı ve sertlik giderim verimleri takip edilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda NF90 modülünün performansı istenilen değerleri yakalamış ve çalışmaya bu modül ile devam edilmiştir. Sonrasında modülün uzun süreli performansı testi başlatılmıştır. Performans testi, modülün cross-flow sistemde sabit sıcaklık ve basınçta gün içinde 6 saat aktif kullanılması ve saatlik sertlik ve akı ölçümü yapılarak yürütülmüştür. Çamaşır makinesinin 2 günde 1 defa kullanılacağı varsayılarak yapılan testler 45 gün sürdürülmüş ve bu 45 günlük sürenin kullanıcı tarafında 3 aylık bir sürece tekabül ettiği düşünülmüştür. Test sonuçlarında NF 90 modülünün akı ve sertlik giderim verimlerinde büyük dalgalanmalar görülmemiştir. Bu durumda NF 90 modülünün 3 aylık kullanımdan sonra tıkanma problem yaşanmadığı ve modülün stabil bir şekilde çalıştığı gözlemlenmiştir. Arçelik tarafından modül entegrasyonu için uygun makine seçilmiş ve modül için tasarımı yapılmıştır. Öncelikle makine içine NF modül sistemi entegrasyonu SolidWorks programı ile çizilmiş ve simüle edilmiştir. Modüller ilk aşamada makine dışında manuel olarak çalıştırılmış ve yıkama performansındaki değişimler gözlemlenmiştir. Sonrasında, pompa, aktif karbon, NF modül ve depodan oluşan system makine içine yerleştirilmiş ve bu şartlar altında yıkama testleri başlatılmıştır. Yıkama testlerinden elde edilen sonuçlara göre, bu sistemin tüm referans lekelerin çıkarılması üzerinde performans arttırıcı etkisi olduğu saptanmıştır. Toplam leke çıkarma etkisine bakıldığında referans olarak seçilen çamaşır makinesinin leke çıkarma performansına göre artış olduğu görülmüştür. NF membrane modülü tarafından arıtılan suyun çamaşırlar üzerindeki bakteriyolojik büyümeye pozitif ya da negative sonuçları olup olmadığına bakılmıştır. Yapılan mikrobiyoloji analizlerinden çıkan sonuçlara göre, yumuşatılan suyun mikrobiyolojik açıdan temizlenmeye bir katkı sağlamadığı görülmüştür. 45 gün boyunca aktif olarak kullanılan NF 90 membranın otopsisi yapılmış ve tıkanmaya neden olacak inorganik birikime rastlanmamıştır. Sonuç olarak, bu çalışmada elde edilen verilere göre kullanılan NF modül sistemi ile çamaşır makinesinin yıkama performansı arttırılmıştır. Çamaşır makinesine entegre edilebilen bu modüller yıkama performansını arttırmak için etkili bir yöntem olarak kullanılabilecektir.
Özet (Çeviri)
Membrane systems are a growing technology worldwide. In recent years, studies have shown that the use of membrane systems in many areas is widespread. The steadily decreasing membrane costs allow these systems to be used more often. The main reason for this study is that the washing performance provided by the products in the current washing machine market is declared near the market and alternative technologies that make a difference to improve these existing values are not put into practice. The special design NF membrane modules that are produced in our country for water softening are integrated into the washing machine to create the original side of the thesis. Commercial nanofiltration membrane types, which can be used for water softening in the first stage, have been identified. These membrane types are DOW Filmtec NF 270, DOW Filmtec NF 90, GE Osmonics, TriSep-XN45. Since the water softening and flux performance of the NF 270 and NF 90 membranes are at the desired values module studies have started with these two membrane types. Prior to module studies, CFD analysis was performed to select the appropriate spacer to be used in module construction. According to the results from CFD analysis, 0.66 mm was selected as the optimum spacer with a minimum pressure and speed variation Modules were produced with desired dimensions (4.5x30 cm) and desired membrane area (0.5 m2). The tests of the modules were carried out in a cross-flow system and the flux and hardness removal efficiencies were monitored. Because of these studies, the performance of the NF90 module has reached the desired values and the operation has been continued with this module. Then the long-term performance test of the module was started. The performance test was conducted by using the module in a cross-flow system at constant temperature and pressure for 6 hours during the day and measuring the hardness and flux in hours. Assuming that the washing machine is to be used once every 2 days, the tests were carried out for 45 days and it was thought that this 45-day period corresponds to a 3-month period on the user side. No significant fluctuations in the flux and hardness removal efficiencies of the NF 90 module were observed in the test results. In this case, the NF 90 module did not experience clogging problems after 3 months of use and the module was observed to operate in a stable manner. Arçelik selected a suitable machine for module integration and designed it for the module. First, the integration of the NF module system into the machine has been drawn and simulated with the SolidWorks program. Modules were operated manually outside the machine in the first stage and changes in wash performance were observed. Subsequently, the system consisting of pump, activated carbon, NF module and reservoir was placed in the machine and washing tests started under these conditions. According to the results obtained from the wash tests, it has been determined that this system has a performance enhancing effect on the removal of all reference stains. When the total stain removal effect is considered, it is seen that the washing machine selected as the reference has an increase in stain removal performance. Whether the water treated by the NF membrane module has positive or negative results for bacteriological growth on the laundry was investigated. According to the results of the microbiological analyzes, it has been found that the softened water does not contribute to microbiological cleaning. The NF 90 membrane, which was actively used for 45 days, was autopsied and no inorganic accumulation was found to cause clogging. As a result, the washing performance of the washing machine has been increased with the NF module system used according to the data obtained in this study. These modules, which can be integrated into the washing machine, can be used as an effective method for increasing washing performance.
Benzer Tezler
- Marinasyon işlemlerinin sığır eti üzerindeki kimyasal, duyusal ve tekstürel etkilerinin belirlenmesi
Determination of chemical, sensory and textural effects of marination treatments on beef meat
ÜMİT ÇARBUĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Besin Hijyeni ve TeknolojisiNecmettin Erbakan ÜniversitesiGastronomi ve Mutfak Sanatları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT SORMAZ
- Beyaz peynirden izole edilen mayaların moleküler karakterizasyonu
Molecular characterization of yeast isolated from white cheese
MUSTAFA APAN
Doktora
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA EVREN
- Lavaş ekmeğine farklı düzeylerde kinoa tohumu unu katılmasının hamur ve ekmek özellikleri ile kimyasal bileşim üzerine etkisi
Effects of addition of different levels of quinoa on dough and bread properties and chemical composition of lavash bread
MUSTAFA AKTURFAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Besin Hijyeni ve TeknolojisiSelçuk ÜniversitesiBesin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUZAN YALÇIN
- Elektroüretimle nanolif eldesine etki eden faktörlerin ve jelatin-pektin içeren nanoliflerin model gıdaların reolojik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigations on affecting parameters of electrospinning and rheological properties of model food systems containing electrospun gelatin-pectin nanofibers
ALPARSLAN KUMRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY
- Hava ve su soğutma işleminden sonra farklı sıcaklıklarda muhafaza edilen broiler karkaslarında bazı mikro organizmaların gelişimi
Growth of some microorganisms on broiler carcasses stored at different temperatures after air and water chilling processes
NACİYE BAŞAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiBesin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. U. TANSEL ŞİRELİ