Geri Dön

Sulu akımlardan uçucu asitlerin membran kontaktörlerle uzaklaştırılması

Volatile acid removal from aqueous streams using membrane contactors

PDF İndir

  1. Tez No: 697195
  2. Yazar: EZGİ KAYA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AYÇA MERİÇ HASANOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Uçucu organik asit giderimi, asetik asit, reaktif membran absorpsiyonu, fermente ürünler, membran kontaktör, Volatile organic acid removal, acetic acid, reactive membrane absorption, fermentation products, membrane contactor
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 101

Özet

Uçucu asitlerin fermantasyon sonrası sulu akımlardan ve asit fazlası içeren fermente sıvı gıdalardan uzaklaştırılması, membran kontaktörler kullanılarak incelenmiştir. Fermentasyon sonrası ürünlerde açığa çıkan en yaygın uçucu organik asit olan asetik asit, asidik besleme çözeltileri hazırlamak için kullanılmıştır. Asetik asit içeren (1,2-4 g/L) besleme çözeltileri ile 1-1,5 N NaOH içeren sıyırma çözeltileri hazırlanarak reaktif membran absorpsiyonu yöntemi ile asit giderimi gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında, ampirik olarak ve seri dirençler esasına göre kütle transfer katsayıları hesaplanarak model çalışmaları yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Gövde sınır tabakası, membran ve boru sınır tabakası dirençleri hesaplandığında membran direncinin kütle transferi üzerinde en fazla etkiye sahip olduğu sayısal olarak saptanmıştır. Deneysel çalışmalarda hidrofobik polipropilen içi boşluklu fiberler içeren Liquicel Membrana marka ve model membran kontaktörler kullanılmıştır. Besleme çözeltisi, membran kontaktörün gövde tarafı boyunca sirküle edilirken, reaktif NaOH sıyırma çözeltisi boru tarafında sirküle edilmiştir. Bu şekilde asetik asit, kimyasal absorpsiyonla sıyırma çözeltisine aktarılmıştır. Böylece besleme tarafındaki asit membran gözeneklerinden buharlaşarak sıyırma tarafına difüze olmuş, burada NaOH ile reaksiyona girerek tuza dönüşmüştür. Bu yöntem ile aynı anda asidin beslemeden uzaklaştırılması ve sıyırma kısmında sodyum asetat olarak geri kazanılması sağlanmıştır. Çalışmalarda üç çeşit besleme kullanılmıştır; asetik asit- su çözeltileri, asetik asit ve su ile beraber %13 etanol içeren simule fermente gıda çözeltisileri ve asit fazlası içeren sıvı fermente gıda. Deneysel çalışmalar ile akış hızı (1200-2000 mL/dk), sıcaklık (25-35°C), besleme konsantrasyonu (1,2-4 g/L), sıyırma çözeltisi konsantrasyonu (1-1,5 N) gibi proses parametrelerinin ayırma işlemine etkisi incelenmiştir. Sıcaklığın asit gideriminde en etkin parametre olduğu saptanmıştır. Sistemin gerçek gıdalardaki etkinliğini incelemek için asit fazlası içeren fermente gıda olarak şarap kullanılmıştır. Şaraptan 25, 30 ve 35°C'de asit giderimi performansları incelenmiştir. Yapılan çalışmalar ile asit fazlası içeren şaraptan asidin kontrollü bir şekilde uzaklaştırılabildiği görülmüştür. Deneysel çalışma asetik asidin sulu çözeltilerden etkin bir şekilde ayrılabileceğini ve ayrıca bu konfigürasyonla sıyırma aşamasında çok verimli bir şekilde geri kazanılabileceğini göstermiştir. Ayrıca bu yöntem ile asit fazlası içeren okside olmuş sıvı fermente gıdalardan fazla asidin uzaklaştırılmasında kullanılabileceği ön görülmektedir. Böylece bu işlem ile hem sulu endüstriyel post-fermantasyon akımlarından hem de bozulmuş fermente sıvı gıdalardan uçucu asidin uzaklaştırılması mümkün olmuştur. Bu yöntemin endüstride özellikle asit uzaklaştırma içeren ayırma işlemlerinin çeşitli alanlarında potansiyel içerdiği düşünülmektedir.

Özet (Çeviri)

Removal of volatile acids from aqueous streams and fermented liquid foods with excess acid content was studied using membrane contactors. Acetic acid, the most common organic volatile acid in post-fermentation products, was used to prepare acidic feed solutions. Acetic acid containing (1.2-4 g/L) feed solutions and stripping solutions containing 1-1.5 N NaOH were prepared and acid removal was performed by reactive membrane absorption method. Besides, theoretical studies performed by calculating mass transfer coefficients on the basis of expermental and Resistance-in-series models, and the results were compared. When the shell boundary layer, membrane and lumen boundary layer resistances were calculated, it was numerically determined that the membrane resistance has the greatest effect on the mass transfer. Hydrophobic membrane contactors with polypropylen fibers (Membrana brand Liquicel minimodule model, Germany) were used for the expermental study. A reactive NaOH stripping solution was circulated on the lumen side while the feed solution was circulated through the shell side of the membrane contactor. In this way, acetic acid was transferred to the stripping solution by chemical absorption. The acetic acid in feed diffused to the stripping side by vaporizing through the pores of the fibers and it reacted with NaOH forming an organic salt in the strpping side. With this method the removal of acetic acid and its recovery as sodium acetate in the stripping side were achieved simultaneously. In the experimental work three different feed solutions were used; aqueous acetic acid solutions, simuled fermented food which contains 13% ethanol with aqueous acetic acid, and real liquid fermented food which contains excess acid. In the experimental work the effect of process parameters including flow rate (1200-2000 mL/min), temeprature (25-35°C), feed concentration (2-4 g/L) and stripping solution concentration (1-1.5 N) on the separation performance was investigated. Temperature was found to be the most effective parameter. In order to investigate the efficiency of the system for the real liquid food, wine with excess acid content was used as feed. The performance of acid removal from wine was investigated at 25, 30 and 35 °C. The experiments showed that the acid can be removed in a controlled manner from excess acid containing wine. Experiments have shown that acetic acid can be separated from aqueous solutions and can also be recovered very efficiently in the stripping step with this configuration. In addition this method can be used to remove excess acid from oxidized liquid fermented foods containing excess acid. Thus, with this process, it was possible to remove volatile acid from both aqueous industrial post-fermentation streams and spoiled fermented liquid foods. This method is considered to have potential in various areas of separation processes involving acid removal in industry.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    543055

    Effect of microwave pretreatment on fate of antimicrobials and conventional pollutants during anaerobic sludge digestion and biosolids quality for land application

    Anaerobik çamur çürütme prosesinde uygulanan mikrodalga dezentegrasyon işleminin antimikrobiyallerin ve konvansiyonel kirleticilerin akıbetine ve arazi uygulaması için biyokatı kalitesine etkisi

    GÖKÇE KOR BIÇAKCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR

  2. Tez No

    388284

    Diklorometan çözelti ortamında polianilin / polikarbazol kopolimerinin elektrokimyasal sentezi ve elektroanaliz için kullanılması

    Electrochemical synthesis and using for electroanalysis of polyaniline / polycarbazol copolymer in dichloromethane solution

    GÖZDE KILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    KimyaRecep Tayyip Erdoğan Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MUAMMER KAVANOZ

  3. Tez No

    706067

    Swelling dynamics and thermomechanical properties of multifunctional hybrid systems based on N-alkyl methacrylate esters

    N-alkil metakrilat ester-esaslı çok fonksiyonel hibrit sistemlerin şişme dinamikleri ve termomekanik özellikleri

    RABİA BOZBAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN

  4. Tez No

    834308

    Novel biopolymer applications as adsorbent, drug encapsulation and controlled drug release agents

    Adsorban, ilaç kapsülleme ve kontrollü ilaç salımı ajanları olarak yeni biyopolimer uygulamaları

    NİLAY KAHYA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER

  5. Tez No

    268272

    İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi katodik koruma uygulamaları ve ekonomik analiz

    Istanbul Water and Sewerage Administration cathodic protection applications and economical analysis

    YUSUF MUTLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELİM AY

Geri Dön