Şeker pancarı melası ve küspesinden hidrotermal yöntemle manyetik nanopartikül destekli karbon (MNPDK) üretimi
Magnetic nanoparticle supported carbon (MNSC) production from sugar beet pulp and molasses by hydrothermal method
- Tez No: 546957
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMDİ SONER ALTUNDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Manyetik nanopartikül, Hidrotermal karbonizasyon, Şeker pancarı, Melas, Küspe, Magnetic nanoparticle, Hydrothermal Carbonisation, Sugar Beet, Molasses, Pulp
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Bu çalışmada, manyetik nano partikül destekli karbon (MNPDK) üretimi, şeker endüstrisi yan ürünleri olan şeker pancarı melasından ve pancar küspesinden hidrotermal karbonizasyon yöntemiyle incelenmiştir. Hidrotermal karbonizasyon sırasında karbonlu ürünlere manyetik özellikler kazandırmak için demir (III) klorür tuzu kullanılmıştır. Tüm deneyler Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) ve Merkezi Kompozit Dizayn (MKD) tekniği ile tasarlanmıştır. Şeker pancarı melasından MNPDK üretimi için optimum koşullar, 1,52 M FeCl3 konsantrasyonu, 15,25 g melas miktarı, 147°C hidrotermal karbonizasyon sıcaklığı ve 6,25 st reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Cevap değeri olarak karbonize ürün verimiyle manyetik kısım ağırlık kesrinden kompoze edilerek tanımlanan manyetik ürün verimi, bu şartlar altında % 2,2 olarak bulunmuştur. Benzer şekilde, şeker pancarı küspesinden MNPDK üretimi için optimum koşullar, 0,52 M FeCl3 konsantrasyonu, 15,25 g küspe miktarı, 130°C hidrotermal karbonizasyon sıcaklığı ve 4,9 st reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Şeker pancarı küspesi için kompozit manyetik ürün verimi % 18,4 olarak belirlenmiştir. Deneylerde, manyetik karbonize ürün veriminin yanı sıra, karbonize ürünlerin metilen mavisi sorpsiyon kapasiteleri ve hidrotermal karbonizasyon sırasında üretilen glukonik, formik ve asetik asitler gibi bazı organik asitlerin miktarları incelenmiştir. Melas ve küspeden elde edilen karbonize ürünler için maksimum metilen mavisi sorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 71,2 ve 70,6 mg/g olarak bulunmuştur. Melas ve küspeden elde edilen maksimum organik asit verimleri sırasıyla ağırlıkça % 33,1 ve % 23,6 olarak belirlenmiştir. Ayrıca melas ve pancar küspesinden elde edilen manyetik karbonize ürünler için bazı karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla bazı kimyasal analizler, SEM, XRD, FTIR, partikül boyut dağılımı ve N2-BET yüzey alanı analizi yapıldı. Karakterizasyon çalışmaları, melastan ve pancar küspesinden elde edilen manyetik nano partikül içeren karbonize ürünlerin önemli yapısal farklılıklara sahip olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, production of magnetic nanoparticle supported carbon (MNPSC) was investigated by hydrothermal carbonisation method from sugar beet molasses and beet pulp that are sugar industries by-products. Iron (III) chloride salt was used to gain magnetic properties to carbonised products during the hydrothermal carbonisation. All experiments were designed by Response Surface Methodology (RSM) and Central Composite Design (CCD) technique. The optimum conditions for production of MNPSC from sugar beet molasses were determined as 1,52 M of FeCl3 concentration, 15,25 g of molasses amount, 147°C of hydrothermal carbonisation temperature and 6,25 h of reaction time. A composite response value, which is defined magnetic product yield calculated from carbonized product yield and magnetic portion weight ratio, was found as 2,2 % under these optimum conditions. Similarly, the optimum conditions for production of MNPSC from sugar beet pulp were determined as 0.52 M of FeCl3 concentration, 15,25 g of beet pulp amount, 130°C of hydrothermal carbonisation temperature and 4,9 h of reaction time. Composite magnetic product yield for sugar beet pulp was determined as 18,4 %. In the experiments, besides the magnetic carbonized product yield, methylene blue sorption capacities of carbonised products and amounts of some organic acids such as gluconic, formic and acetic acids produced during hydrothermal carbonisation were investigated. Maximum methylene blue sorption capacities were found as 71,2 and 70,6 mg/g for carbonised products obtained from molasses and pulp, respectively. Maximum organic acid production yields by weight from molasses and pulp were determined as 33,1 % and 23,6 %, respectively. In addition, some characterization studies were made for magnetic carbonised products obtained from molasses and beet pulp. For these purpose some chemical analysis, SEM, XRD, FTIR, particle size distribution and N2-BET surface area analysis were made. Characterization studies showed that carbonized products including magnetic nanoparticles obtained from molasses and beet pulp have significant structural differences.
Benzer Tezler
- Escherichia coli W pqq+ vgb+ rekombinant suşu ile şeker pancarı melasından glukonik asit üretiminin biyoreaktörde incelenmesi
Investigation of gluconic acid production in bioreactor from sugar beet molasses by Escherichia coli W pqq+ vgb+ recombinant strain
ŞEYDANUR ADAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikFırat ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYİS SELEN
- Sitrik ve fosforik asitlerle modifiye edilen şeker pancarı küspesinin sulu şerbetten katyonların ve renkli maddelerin giderilmesinde kullanılması
The use of sugar beet pulp modified with citric and phosphoric acids in the removal of cations and colorants from thin juice
HASAN ARSLANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Kimya MühendisliğiFırat ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. FİKRET TÜMEN
- A Study on the use of activated carbon to remove color in the sugar
Şekerdeki renk vericileri gidermek için aktif karbon kullanımı hakkında bir çalışma
HUMPHREY LUMADEDE MUDOGA
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
PROF. DR. SUZAN KINCAL
- Sürekli kolonda adsorpsiyonla Ankara Şeker Fabrikası'nın ham ve sulu şerbetlerinden melas yapıcı iyonların uzaklaştırılmasının araştırılması
The investigation of the removal of the melassigenic ions in the raw and thin juices of Ankara Sugar Factory with adsorption on the beet pulp
ALİYE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU
- Bitüm ve bitümlü karışımların özelliklerinin şeker pancarı melası kullanılarak geliştirilmesi
Improvement of performance properties of bitumen and bitumineous mixtures by adding sugar beet molasses
SİNA AMİNBAKHSH
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
UlaşımGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KÜRŞAT ÇUBUK