Entrainer effects on relative distribution of origanum-oil components in sub/supercritical carbon dioxide
Yardımcı çözücülerin kekik yağı bağıl-dağılımları üzerinde kritikaltı/üstü karbondioksit içindeki etkisi
- Tez No: 95399
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖNER HORTAÇSU, DOÇ. DR. UĞUR AKMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 199
Özet
VI ÖZET Bu araştırmanın asıl amacı, sistem basmcı, sıcaklık, ve etil alkol yardımcı çözücüsünün kekik yağı bileşenlerinin kritik altı/üstü karbon dioksit (C02) içinde fazlararası dağılımları üzerindeki etkilerini incelemektir. Deneysel sonuçlar başlıca 14 kekik yağı bileşeni üzerinde değerlendirilmiş olup, basınç, sıcaklık ve yardımcı çözücünün kekik yağı/ karbon dioksit sisteminden alman gaz ve sıvı örneklerinin kompozisyonlarını ne kadar etkiledikleri incelenmiştir. Kekik yağının asıl bileşenleri monoterpen (MT) ve monoterpen olmayan (NMT) olmak üzere gruplandınlmıştır. Bu çalışmada, 25, 35, 45 and 55°C sıcaklıklarda, her biri 30, 65 ve 80 atm basınçlarda olmak üzere, 32 deney gerçekleştirilmiştir. Deneylerin tutarlılığını test etmek amacıyla dört şarttaki deney tekrarlanmıştır. Yardımcı çözücünün bileşenlerin faz dağılımı üzerindeki etkileri bazı deneysel koşullarda yüzde 2.5 ve 5.0 etil alkol eklenmesi ile test edilmiştir. Yardımcı çözücü eklenmesi kekik yağı polar bileşenlerinin yoğun-gaz fazmdaki çözünürlüğünü az miktarda arttırmasına rağmen etkisi sistem sıcaklığı ve basıncının etkileri kadar önemli değildir. Basıncın, kekik yağı asıl bileşenlerinin, sıvı fazda olduğu gibi, yoğun-gaz fazındaki (orjinal yağ bileşimine göre) bağıl-dağılım-oranı değerleri üzerindeki etkisi, MT ve NMT bileşenlerinin davranışlarına ve deneyin gerçekleştirildiği sıcaklığa göre değişim gösterir 25°C ve 35°C de, etil alkolün varlığından bağımsız olarak, basınç etkisi çözünürlüğü arttırma üzerinde etkilidir. Daha yüksek sıcaklıklarda, basınçla beraber çözünürlüğün artışı daha azdır. Bununla beraber, artan basınç, çözücü (C02) yoğunluğunun artmasına sebeb olur ve bundan dolayı karbon dioksitin çözücü kuvveti artan basmçla beraber artış gösterir. Kekik yağırım GC/MS analizi, yüzdesi olarak yüzde 36.44 oranında MT grubu, yüzde 63.56 olarak NMT grubu bileşenlerini içerdiğini göstermektedir. Kekik yağırım en değerli parçası olan fenolik kısmı (NMTler) genelde sıvı fazda bulunmaktadır ve yoğun-gaz fazmdaki (orjinal yağ bileşimine göre) bağıl-dağılım-oranı değerleri MT bileşenleri ile karşılaştırıldığında genelde düşüktür. NMT bileşenlerinin MT bileşenlerinden en yüksekvu oranda ayrıştırılması, etil alkol varlığından bağımsız olarak, yoğun-gaz fazının (CO2) çözücü yoğunluğu ve bu yüzden çözücü kuvveti yüksek olduğundan 80 atm de, karbon dioksitin MT bileşenlerine olan seçiciliğinin yüksek sıcaklıklarda artmasından dolayı 55°C de gerçekleştirilebilir. 80 atm ve 55°C şartında MT grubunun (orjinal yağ kompozisyonuna göre) yoğun-gaz fazındaki bağıl-dağılım-oranı değeri 1.7, NMT grubunun yoğun-gaz fazmdaki bağıl-dağılım-oranı değeri ise 0.6 dır. Sıvı fazında, 80 atm ve 55°C şartında MT grubunun (orjinal yağ bileşimine göre) bağıl-dağılım-oranı değeri 0.6, NMT grubunun sıvı fazmdaki bağıl-dağılım-oranı değeri ise 1.2 dır. Kekik yağVkarbon-dioksit sistemi için elde edilmiş deneysel sonuçlarla karşılaştırmak amacıyla aynı sistemin faz davranışı üzerine tahminler termodinamik bir model kullanılarak yapılmıştır. Sonuçlar, nitel açıdan deneysel sonuçlarla uyum göstermektedir ve deneysel sonuçlar, model üzerinde gerçekleştirilen karışım kuralı parametreleri ve giriş bileşiminin hassasiyet analizinde elde edilmiş üst ve alt limitler içindedir.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT The major aim of this research is to observe the effects of system pressure, temperature, and ethanol as an entrainer on the interphase distributions of the origanum-oil components in Sub/Supercritical Carbon Dioxide (CO2). Experimental results are evaluated in terms of the 14 major components of the origanum oil to determine to what extent, pressure, temperature, and entrainer influenced the compositions of the gas and liquid samples obtained from the origanum 0İI/CO2 system. The major components of the origanum oil are classified as monoterpene (MT) and nonmonoterpene (NMT) groups. In this study, 32 experiments are carried out at 25, 35, 45 and 55°C, each of which are performed at 30, 65 and 80 atm. Experiments at four conditions are repeated to test the reproducibility of the experiments. Entrainer effects on the phase distribution of components are tested by the addition of 2.5 and 5.0 per cent ethanol at some of the experimental conditions. It is observed that the effect of ethanol addition as an entrainer is not as significant as the effects of system temperature and pressure, although it slightly increases the solubility of the polar components of the origanum oil in the dense gas phase. The effect of pressure on the relative-distribution-ratio values of the major oil components in the dense gas, as well as in the liquid phase, with respect to the original feed composition, varies according to the difference in the behaviors of MT and NMT components and the temperature at which the experiment is performed. At 25°C and 35°C, independent of the ethanol presence, pressure effect is dominating on increasing the solubility. At higher temperatures, the solubility increase with pressure is less. The elevated pressure, however, leads to increased solvent (CO2) density, and hence the solvent power of CO2 increases with increasing density. The GC/MS analysis of the origanum oil shows that the origanum oil contains 36.44 area per cent of MT group and 63.56 area per cent of NMT group. The phenolic content of the origanum oil (NMTs), which is the most valuable part of the origanum oil from the pharmaceutical point of view, is mostly resident in the liquid phase and the relative-distribution-ratio values of the NMTs in the dense-gas phase with respect to theoriginal feed composition are usually low as compared to the MT components of the origanum oil. It is observed that the maximum possible separation of the NMT components from the MT components can be achieved at 80 aim independent of the ethanol presence, since the solvent density and therefore the solvent power of the dense-gas phase (CO2) is high, and at 55°C, since the selectivity of CO2 to MT components increases at higher temperatures. Hence, at 80 atm and 55°C conditions, the MT group has a relative- distribution-ratio value of 1.7 in the dense-gas phase with respect to the original feed composition, whereas the NMT group has a relative-distribution-ratio value of 0.6 in the dense gas phase. In the liquid phase, at 80 atm and 55°C conditions, the MT group has a relative-distribution-ratio value of 0.6 with respect to the original feed composition, whereas the NMT group has a relative-distribution-ratio value of 1.2 in the liquid phase. The predictions for the phase behavior of the origanum 0İI/CO2 system using a thermodynamic model are also made in order to make a comparison with the experimental results obtained for the same system. The results are in qualitative agreement with the experimental results and the experimental results are within the upper and lower limits obtained in the sensitivity analysis performed on the model for the uncertainties in the feed composition and mixing-rule coefficients.
Benzer Tezler
- Packing and entrainer effects on supercritical carbon dioxide fractionation of origanum oil
Kekik yağının kritik üstü karbon dioksit ortamında ayrıştırılmasında dolgu maddesi ve yardımcı çözücünün etkileri
HALİM KUBAT
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNER HORTAÇSU
- Sıkıştırılmış sıvı kaynaması
Subcooled boiling
ZEHİR FATİH ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞARMAN GENÇAY