777
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Kayısı çekirdeği ve badem kabuğu karışımından aktif karbon üretimi ve sulu ortamlardan boyar madde giderimi
Bu tez çalışmasında, katyonik boyarmaddelerden C.I. Basic Yellow 51 (BY51) ve Basic Blue 3 (BB3) ile Basic Yellow 51- Basic Blue 3 ikili karışımlarının kayısı çekirdeği ve badem kabuğu karışımından hazırlanmış ve K2CO3 ile kimyasal olarak aktive edilmiş aktif karbona adsorpsiyonu kesikli sistemde incelenmiştir. Elde edilen aktif karbonun BET yüzey alanı 1329.31 m2/g bulunmuştur. Kesikli sistemde yapılan deneysel çalışmalarda BY51 ve BB3 boyarmaddelerinin adsorpsiyon verimi üzerine çözelti pH'ının, sıcaklığın ve başlangıç boyarmadde konsantrasyonun etkileri incelenmiştir. BY51 ve BB3 boyarmaddelerinin aktif karbon üzerine adsorpsiyonunda dengeleme süresi sırasıyla 780 ve 840 dakika olarak tespit edilmiştir. Optimum pH değeri 9.0 olarak saptanmıştır. Her iki boyarmadde için başlangıç boyarmadde konsantrasyonunun arttırılmasıyla adsorplanan boyarmadde yüzdesinin düştüğü, adsorpsiyon kapasitesinin ise arttığı belirlenmiştir. 25 ppm başlangıç boyarmadde konsantrasyonunda BY51 ve BB3 boyarmaddeleri için sırasıyla % 98.57 ve % 98.15 giderim verimleri elde edilmiştir. Maksimum adsorpsiyon kapasitesine 45oC'de ulaşılmıştır. Her bir boyarmadde için 25, 35 ve 45oC sıcaklıklarda gerçekleştirilen deneylerin sonuçları Langmuir, Freundlich ve Dubinin-Radushkevich izotermlerine uygulanmıştır. Her iki boyarmadde için Langmuir modelinin adsorpsiyon dengesini daha iyi tanımladığı gözlenmiştir. Langmuir eşitliğinden BY51 boyarmaddesi için aktif karbonun maksimum adsorpsiyon kapasitesi (qmax) değerleri 25, 35 ve 45oC'de sırasıyla 657.89, 666.67 ve 704.23 mg/g olarak hesaplanmıştır. BB3 boyarmaddesi için aynı sıcaklıklarda 588.24, 625.00 ve 666.67 mg/g olarak bulunmuştur. Her iki boyarmadde için ∆H0 değerinin pozitif işaretli çıkması adsorpsiyon prosesinin endotermik olduğunu, ∆G0 değerinin negatif işaretli çıkması adsorpsiyon prosesinin çalışılan sıcaklıklarda kendiliğinden oluştuğunu göstermektedir. Aktif karbon ile BY51 ve BB3 boyarmaddelerinin adsorpsiyonunda elde edilen sonuçlar birinci ve ikinci derece kinetik ve partikül içi difüzyon kinetik modellerine uygulanarak kinetik sabitler hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçların ikinci derece kinetik modele uyduğu gözlenmiştir. Basic Yellow 51- Basic Blue 3 boyarmaddelerinin ikili karışımlarının aktif karbon üzerine adsorpsiyonu 25C'de incelenmiş, boyarmaddelerden birinin konsantrasyonu sabit tutulurken diğer boyarmaddenin konsantrasyonu değiştirilerek, birinci bileşenin ikinci bileşenin adsorpsiyon hızını ve dengede birim adsorbent kütlesi başına adsorplanan miktarını nasıl etkilediği araştırılmıştır. Ortamdaki BY51 boyarmadde varlığının BB3 adsorpsiyonunu, BB3 boyarmadde varlığının ise BY51 boyarmadde adsorpsiyonunu azalttığı gözlenmiştir. Tek bileşenli sistemin verileri kullanılarak BY51-BB3 boyarmaddelerinin ikili karışımlarına ait izoterm verilerini tahmin etmek için Extended Langmuir ve Jain ve Snoeyink Modifiye Edilmiş Extended Langmuir modelleri kullanılmıştır. Extended Langmuir modeli ikili karışımdaki verileri tanımlamak için başarısız olmasına rağmen, aktif karbon üzerine ikili karışım halindeki boyarmaddelerin adsorpsiyon davranışını tanımlamada Jain ve Snoeyink modelinden daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır.
Ham petrol distilasyon ünitesinin proses simülasyonu ve optimizasyonu
In the present study simulation and optimization of crude distillation Unit of Erbil Refinery by HYSYS simulation program has been carried out with the aim of increasing the efficiency of this plant. Different alternatives were evaluated with using the different operational variables, such as the temperature of the kerosene removal plate, the top temperature of the distilling tower, the stripping steam flow, the transfer temperature and the top pressure of the tower. In order to determine the influence each variable on the performance of the unit, one of the variables was changed while keeping the rest of variables to be constant. It was determined that the yield of kerosene increased to be 5.98 % by varying the temperature of the kerosene removal plate from 202 ˚C to 206 ˚C. This variation causes an increase in sulfur content and a decrease in diesel cutting since a part of diesel converts into kerosene. It was observed that reducing the cap temperature from 153 ˚C to 150 ˚C helped to increase low rate of kerosene from 3.2 m3/h to 4.7 m3/h while flow rate of naphtha decreased from 32 m3/h to 30 m3/h since some of naphtha became a part of kerosene that decreased sulfur content in kerosene. It was demonstrated that the increases of both the stripping steam flow in the bottom of the distilling tower and the tower feeding temperature increase flow rates of both the kerosene and the naphtha cuts from 3.2 m3/h to 7 m3/h and from 32 m3/h to 35 m3/h, respectively. It was noted that the adjustment generates the greatest impact on the yields of the products with the highest commercial value without generating additional costs. In other words, the reduction of the pressure from 1.7 kg/cm2 to 1.5 kg/cm2 is enough to accomplish this. It was observed that the optimum operation conditions determined by the simulation increased the efficiency of the plant since the yields of both kerosene and naphtha increased to be 5.98 % with the specified quality and 29.91% with the specified quality, respectively. As a result, there are increases in the recoveries of kerosene, naphtha and diesel, which are highly demanded since they are greater commercially-valuable products than the residue. An increase in commercially-valuable products (lighter cuts) than the residue is of great importance for this study.
Manyetik özellik kazandırılan dehidrate çay posası ile basic blue 3 ve basic yellow 51 boyarmaddelerinin sulu çözeltilerden uzaklaştırılması
Bu çalışmada, boyama prosesleri atık sularında yaygın olarak bulunan C.I. Basic Blue 3 (BB3) ve C.I. Basic Yellow 51 (BY51) boyarmaddelerinin sulu çözeltilerinden manyetik karakter kazandırılan dehidrate çay posası (Fe3O4-DHÇP) kullanılarak giderimi incelenmiştir. Boyarmadde giderim verimi üzerine, başlangıç boyarmadde çözeltisi pH'ının, başlangıç boyarmadde konsantrasyonunun, adsorbent konsantrasyonunun ve sıcaklığın etkileri zamana bağlı olarak incelenmiştir. BB3 ve BY51 katyonik boyarmaddelerinin Fe3O4-DHÇP ile adsorpsiyonunda optimum pH değeri 10.0 olarak saptanmıştır. Optimum sıcaklık 20 ºC olarak seçilmiştir. BB3 ve BY51 boyarmaddelerinin yüzde giderimi boyarmadde konsantrasyonlarının artmasıyla azalmış, adsorbent konsantrasyonunun artmasıyla artmıştır. Sıcaklığın boyarmadde giderim verimi üzerine etkisinin incelendiği çalışmalardan elde edilen sonuçlar yalancı birinci derece ve yalancı ikinci derece kinetik modellere uygulanmıştır. BB3 ve BY51 boyarmaddeleri için adsorpsiyon prosesinin hız sabitleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar adsorpsiyonun yalancı II. derece kinetik modele daha iyi uyduğunu göstermiştir. Sabit sıcaklıkta ve farklı başlangıç boyarmadde konsantrasyonları ile gerçekleştirilen deney sonuçlarından elde edilen denge verileri Langmuir, Freundlich ve Reclich-Peterson izoterm denklemlerine uygulanarak izoterm sabitleri ile birlikte adsorpsiyon prosesine ait termodinamik parametreler (entalpi değişimi (Ho), serbest enerji değişimi (Go) ve entropi değişimi (So)) her bir boyarmadde için hesaplanmıştır. Adsorpsiyon dengesinin Reclich-Peterson izotermine daha iyi uyduğu belirlenmiştir. Bu çalışmada prosesin entalpi değişimi (∆Hº) BB3 ve BY51 boyarmaddeleri için sırasıyla 24.59 ve 22.47 kj/mol olarak hesaplanmıştır. Entalpi değişiminin pozitif olması BB3 ve BY51 boyarmaddelerinin Fe3O4-DHÇP ile adsorpsiyonunun endotermik olduğunu göstermektedir. BB3 ve BY51 boyarmaddeleri için hesaplanan serbest enerji değişimi (∆Gº) değerleri ise negatif işaretlidir ve artan sıcaklıkla mutlak değeri artmıştır.
Atık çay posasındanbiyobozunur ve antimikrobiyal polimerik jel-film üretimi ve karakterizasyonu
Petrol esaslı polimerik malzemelerin çevresel zararları (örneğin küreselısınmaya neden olmak veya aşırı CO2 emisyonu, biyobozunur olmamaları), canlılar üzerindeki toksik etkileri ve petrol rezervinin sınırlı oluşu nedeni ile yakın gelecekte enerji darboğazı ile karşılaşılma ihtimali; polimerik mamullerin üretimi için alternatif ve sürdürülebilir hammadde arayışını doğurmuştur. Bu sebeple, son zamanlarda bitkisel ve hayvansal esaslı sürdürülebilir kaynaklardan biyobozunur ve çevre dostu polimerik mamullerin üretim yöntemlerinin geliştirilmesine yönelik çalışmalar artmaktadır. Üretilen biyopolimerlerin petrol esaslı polimerik mamullerle ticari alanda rekabet edebilmeleri için, mekanik/elastik/su dayanım özelliklerinin artırılmasına yönelik spesifik çalışmalar sürdürülmekle birlikte, ticari-teknik-ekonomik ve sürdürülebilir kaynaklar konularındaki mevcut soru işaretleri yerini korumaktadır. Bu çalışmada, daha önce polimerik malzeme üretiminde değerlendirilmemiş evsel atık nitelikli bir biyokütle kaynağı olan çay posası kullanılarak; mekanik/su dayanımı yüksek, nem tutma kapasitesi ve su buharı geçirgenliği düşük (su buharı bariyeri gibi davranan), çevresel uyarıcılara (pH, sıcaklık) duyarlı, biyobozunur, antimikrobiyal polimerik jel film üretilmesi amaçlanmıştır. Üretilen polimerik jel filmin çevresel pH değişimine cevabı, geleneksel akıllı polimerlerik jellerin aksine şişme ve büzülme hareketi ile değil, pH değişimi ile jel filmin renk değişimi şeklinde gerçekleştirilmiştir. Polimerik jel filmin pH ve sıcaklığa karşı duyarlılığı, antimikrobiyal ve mekanik dayanımı sırasıyla polimerik yapıya katılan doğal bitkisel pH indikatörü (mor lahana ekstraktı), komonomerler, bitkisel uçucu yağlar (nane, biberiye, kekik, ardıç vb.) ve doğal katkı maddeleriyle (kitin, kitosan, montmorillant, bentonit) sağlanmıştır. Jel filmin su dayanımı ise polimerik jelin çapraz bağlı ağ yapısı ile sağlanmıştır. Çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, yerel piyasadan temin edilen çay posası uygulanan ön işlemleri takiben ekstraksiyon yöntemi ile temel bileşenlerine (selüloz-hemiselüloz-lignin) ayrıştırıldı ve elde edilen bileşenler uygun enstrümantal yöntemler (FTIR, XRD ve H-NMR) kullanılarak karakterize edildi. İkinci aşamada, üretilen polimerik jel filme pH duyarlılığı kazandırmak için mor lahanadan renk pigmenti su ile ekstrakte edildi ve yapısı FTIR ile analiz edildi. Üçüncü aşamada, ekstraksiyon işlemi sonucu elde edilen ve karakterize edilen hemiselülozun polimerizasyonu ile pH ve sıcaklık duyarlı polimerik jel film üretilerek karakterize edildi. Jel film çözelti döküm tekniğine uygun olarak üretildi. Üretilen jel filmlerin fizikokimyasal özellikleri ve çevresel uyarıcılara duyarlılığı üzerine; komonomer, çapraz bağlayıcı ve başlatıcının tür ve miktarı, doğal indikatörün miktarı, antimikrobiyal bitkisel ürünlerin türünün etkisi incelendi. Sentezlenen polimerik jel filmlerin yapısal, morfolojik, fizikokimyasal, termal ve optik özellikleri belirlenerek karakterizasyonları sağlandı. Bu amaçla, sentezlenen jel filmlerin FTIR, SEM ve DSC analizleri yapılarak, su buharı geçirgenlik testi, nem tutma kapasitesi testi, denge ve dinamik şişme testleri, ışık geçirgenlik testleri gerçekleştirildi. Hemiselüloz bazlı jel filmlerin %100 bağıl nem içeren ortamda maksimum %1, nem sorbe ettiği belirlenmiştir. Tez kapsamında üretilen polimerik filmlerin ortalama çözünürlük değerlerinin, yaklaşık olarak % 0.4 ile % 1.8 arasında değiştiği tespit edilmiştir. Üretilen filmler içinde en düşük su buharı geçirgenliğine (5.88x10-10g/sn.Pa.m) sahip filmin, kitosan katkılı film olduğu saptanmıştır. Mor lahana ekstratı ekleyerek hazırlanan jel filmlerin farklı pH ortamlarına konduğunda geri dönüşümlü bir renk değişimi gösterdiği gözlenmiştir.Hemiselüloz esaslı polimerik jel filmlerin ışık geçirgenliğinin yaklaşık% 45 ila% 65 arasında değiştiği ve opaklık/kalınlık değerlerinin 0.0027-0.0011 μm-1aralığında olduğu belirlenmiştir.Bu çalışma kapsamında üretilen biberiye, kekik, karanfil ve ısırgan uçucu yağları içeren polimerik filmlerin antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu ve E-coli üzerinde önemli bir inhibitör etkisi olduğu gösterilmiştir.Sentezlenen hemiselüloz bazlı jel filmlerin beklendiği gibi biyobozunur olduğu belirlenmiştir. Farklı koşullar altında üretilen polimerik filmlerin, 60 gün sonra toprakta% 80-98 oranında bozulduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyobozunur, antimikrobiyal, polimer, jel film, çay posası, alkali oksidatif ekstraksiyon, doğal indikatör, pH ve sıcaklığa duyarlı polimerler.
Dispers turuncu boya katkılı nematik sıvı kristallerin yolcu-hancı tipi sistemlerde uygulanabilirliğinin araştırılması
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte günümüzde özellikle ekran yapılarında karşımıza çıkan sıvı kristaller bir çok bilimsel araştırmanın da konusu olmuştur. Sıvı kristal ekranların bir türü olan yolcu-hancı tipi ekranlarda sıvı kristallerle birlikte boyalar da kullanılmakta ve bu boyaların ekranların verimliliğine etkisinin oldukça yüksek olduğu bilinmektedir. Sıvı kristal ekranlardaki görüntü kalitesini, netliğini, geniş görüş açısını ve renk tonlarındaki keskinliği etkilemesi nedeniyle kullanılan boyaların yapıları ve sıvı kristallerle olan uyumlulukları büyük önem arz etmektedir.Yapılan bu çalışmada biri antrakinon, diğer ikisi azo yapıda olan üç boyarmaddenin sıvı kristal sistemlerde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla yapılan çalışma, dispers turuncu 11, 13 ve 37 boyalarının E63 sıvı kristali içerisindeki çözünürlüklerinin belirlenmesini, belirlenen çözünürlük değerlerinden yola çıkılarak hazırlanan sıvı kristal-boya karışımlarının düzen parametrelerinin UV spektrofotmetre cihazı yardımıyla saptanmasını ve sıvı kristal sıcaklık aralığı ile tekstürlerinin polarize mikroskop yardımıyla belirlenmesini içermektedir.Bu kapsamdaki çalışmaların sonucunda, DT-11, DT-13 ve DT-37 boyalarının çözünürlükleri sırasıyla kütlece %0,49 , %1,92 , %0,23 bulunmuştur. Bu değerlerden yola çıkarak üç boya için %0,2'lik, çözünürlüğü diğerlerine göre yüksek çıkan DT-13 için ayrıca %1'lik çözeltiler hazırlanmış ve düzen parametre değerleri belirlenmiştir. En yüksek değer DT-37 boyası için 0,79 olarak elde edilmiştir. Karışımların solvatokromik davranışlar sergilediği gözlenmiştir. Numunelerin tekstürleri incelendiğinde boyaların sıvı kristal faz geçiş sıcaklığını arttırdığı, yalnızca DT-13 boyasında bu değerde düşüş olduğu bulunmuştur.Anahtar Kelimeler : Nematik sıvı kristal, düzen parametresi, tekstür, dispers boya, yolcu-hancı tipi sistemler, faz geçişi
Bazı kloro ve amino antrakinon yapılı boyarmaddelerin Y-H tipi sıvı kristal sistemlerde kullanılabilirliğinin araştırılması
Son yıllarda teknolojik gelişme ile birlikte sıvı kristallerin görüntü teknolojisindeki önemi artmıştır. Özellikle sıvı kristallerin Yolcu-Hancı (Y-H) sistemlerindeki performansının yüksek olması, geniş görüş açısı, düşük maliyet, mükemmel renk tonu ve net görüntü elde edilmesi; araştırmacıların bu sistemlere yoğun ilgisini çekmiştir. Y-H sistemlerinde sıvı kristalle uyum sağlayabilen boyanın seçimi önem teşkil etmektedir.Bu çalışmanın amacı; Yolcu-Hancı (Y-H) tipi sistemlerde kloro ve amino antrakinon yapılı boyaları kullanarak moleküler yönlenmeyi geliştirmektir. İlk olarak beş farklı boyanın (2-kloro-; 1,5 ve 1,8-dikloro-; 1,2 ve 2,6-diaminoantrakinon) E63 sıvı kristali içerisindeki çözünürlükleri belirlendi. Ardından çözünürlük değerleri dikkate alınarak hazırlanan sıvı kristal-boya çözeltileri için düzen parametre değerleri spektrofotometrik olarak tayin edildi. Son olarak, faz geçiş sıcaklıkları belirlenip, tekstürleri elde edildi.Sonuç olarak; boyaların düzen parametreleri karşılaştırıldığında en yüksek değerin çözünürlüğü düşük olmasına rağmen 1,8-DKA boyasından (S=0,86) elde edildiği görüldü. Bu durum boyada yer alan fonksiyonel grupların türü, sayısı ve konumunun etkili olduğu şeklinde yorumlandı. Polarize mikroskop sonuçları incelendiğinde hiçbir boyanın nematik fazın sıcaklık aralığı üzerine olumsuz etki etmediği gözlendi.
Hegzagonal bor nitrürün nötron absorblayıcı olarak kullanılabilirliği
Türkiye'nin %72 civarında olduğu tahmin edilen bor madeni kaynaklarından ileri teknolojiye dönük uç ürünler eldesinin global ticaret ölçeğinde milli gelir payınınoldukça yüksek olacağı bilinmektedir. Bu amaçla Hegzagonal BN yüksek sıcaklık refrakterliği, ısıliletkenlik, kimyasal inertlik ve kolay işlenebilirlik özellikleri sebebiyle yüksek sıcaklığın oluştuğu nükleer reaktörlerde nötron absorplamada kullanılmaktadır.Demir esaslı çelik gibi malzemeler havacılık ve tıp endüstrisi yanında daha birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle radyasyonun yoğun olarak kullanıldığı radyoloji gibi birimlerde bu malzemelerin kullanılması önemini daha da artırmaktadır. Bunun yanında nükleer enerji santrallerinde nötron kaçışı en önemli sorun olduğundan nötron kaynaklı radyasyonun zırhlanması daha öenmli ve zordur. Nükleer enerji üretimi sırasında hasıl olan radyoaktif fisyon ürünlerinin çevreye sızmasını önlemek amacıyla araya bir takım fiziksel engeller konulur. İnsanlar ve çevre öncelikle bu engeller vasıtasıyla korunurlar. Bunların tasarımları, bu engellere zarar verebilecek olası anormal çalışma şartlarına göre yapılır. Bu çalışma da, AISI 1040 çeliğinin tüm yüzeyi katı borlama tekniği ile 800-900?C'de bir saat süreyle kaplanmıştır. Işınlama çalışmaları TAEK - SANEM laboratuvarlarında yürütülmüştür. Sonuç olarak 35 ?m h-BN kaplama kalınlığında kaplanmamış çeliğe göre %5,8 oranında nötron absorpladığı tespit edilmiştir.
Determination and modelling of liquid-liquid phase equilibriumfor ternary systems in biodiesel production from vegetableoil and animal fat mixtures
In this study, ternary liquid-liquid equilibrium of biodiesel-methanol-glycerol systems were investigated experimentally and thermodynamically. Biodiesel samples were produced from sunflower oil and beef tallow mixtures. In the experimental studies, biodiesel samples were first produced by using potassium hydroxide catalyzed transesterification method with methanol. The solubility curves and tie-lines data for ternary liquid-liquid system of the produced biodiesel samples-methanol-glycerol were determined experimentally. The effects of biodiesel type and temperature on the solubility curves of biodiesel-methanol-glycerin ternary liquid-liquid systems were investigated. Similarly, biodiesel type and temperature effects were also determined on the equilibrium tie-lines for ternary liquid-liquid systems consisting of different amounts of biodiesel-methanol-glycerol mixtures. Biodiesel samples were produced by using catalyst of 1% (v/v) of the oil used and methanol of 1/6 (molar ratio of methanol to oil) at 60 ° C. Three types of biodiesel prepared by using beef tallow and sunflower oil mixtures of 0, 10% and 20% by volume. The solubility curves of the biodiesel-methanol-glycerol mixtures prepared in different ratios of three compounds were determined according to the cloud point titration method at 25 ° C, 35 ° C and 45 ° C. Similarly, for the ternary liquid-liquid systems consisting of mixtures of biodiesel-methanol-glycerol, the phase equilibrium tie-lines were determined by the equilibrium cell method at temperatures of 25 ° C, 35 ° C and 45 ° C. The phase compositions for equilibrium tie-lines were determined by evaporation of methanol and refractive indexes. The solubility of methanol in ternary mixtures increased with the increasing of temperature for each biodiesel sample. The solubility of three components in each other increases as the temperature increases for all biodiesel types used The accuracy of the phase equilibrium data (tie-lines) obtained from the experimentally tested by using the Othmer-Tobias correlation. Biodiesel-methanol-glycerol ternary liquid-liquid phase equilibrium data were correlated with NRTL thermodynamic activity coefficient model. Experimental and model results were found to be in good agreement with each other. Standard deviation between experimental and model results was determined as 0.663%.
Reaktif boyar maddelerin tekli ve ikili karışımlarının fotokatalitik degradasyon yöntemi ile sulu çözeltilerden gideriminin incelenmesi
Tekstil endüstrisi, işlenen hammaddelerin boyanmasında kullanılan kimyasal ve yardımcı maddelerin çeşitlilik göstermesinden dolayı farklı özellikte ve fazla miktarda atık su oluşturmaktadır. Bu durum; sudaki toksik etki yanında, suda ışığın penetrasyonuna engel olarak sudaki oksijeni kısıtlar ve çevresel sorunları beraberinde getirir. Bu sorunların üstesiden gelebilmek için birçok arıtım yöntemi geliştirilmiştir. En etkili arıtım yöntemlerinden birisi olan ve çalışmada da uygulanan fotokatalitik oksidasyon prosesi, organik kirleticileri CO2 ve H2O gibi son ürünlere parçalar. Çalışmada tesktil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan Reaktif Blue 19 (RB19) ve Reaktif Yellow 145 (RY145) boyar maddelerinin, tekli ve ikili karışımlarının renk giderim verimi ile Toplam Organik Karbon (TOC) giderim verimi incelenmiştir. Sistemde, hava beslemeli bir fotoreaktör, TiO2 (P25) fotokatalizörü ve UV-C ışık kaynağı kullanılmıştır. Çalışmada; pH'ın etkisi, TiO2 (P25) miktarı, başlangıç boyar madde konsantrasyonu, hava akış hızı, karıştırma hızı ve sıcaklık parametrelerinin değişimlerinin mekanizmayı nasıl etkilediği incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda; gözlenen uygun şartlar altında (RB19 için 4 g/L, RY145 için 3 g/L TiO2 (P25) miktarı; 0.5 L/dk hava besleme ve 600 rpm karıştırma hızı; 20oC sıcaklık) 200 mg/L RB19 ve 350 mg/L RY145 için maksimum renk giderim verimi sırasıyla %100 ve %98.70 olarak elde edilirken, TOC giderim verimi ise sırasıyla %76.00 ve %62.40 olarak elde edilmiştir. Ayrıca eşit konsantrasyonlarda karışımın sağlandığı deneyde ise katalizör miktarının artışı ile renk giderim verimi neredeyse %100'e ulaşırken, TOC giderim verimi de maksimum %73.70 olarak belirlenmiştir. Karışım deneylerinde başlangıç boyar madde konsantrasyonunun etkisi de incelenmiş ve konsantrasyon artışı ile renk ve TOC giderim verimi azalmıştır. Sonuç olarak bu çalışmanın, tekstil endüstrisinde büyük bir sorun olan renkli atık suların arıtılmasında uygulanacak olan heterojen fotokatalitik degradasyon yöntemleri için bir birikim oluşturacağı düşünülmektedir.
Kerosenin reformlama reaksiyonu ile hidrojen üretimi
Yüksek enerji yoğunluğu, güvenliği ve lojistik olmasından dolayı araçlarda genellikle kerosen tipli yakıtlar tercih edilmektedir. Bu araçlara yardımcı güç kaynağı geliştirilirken kullanılabilecek olan yakıt pili sistemlerine gereken hidrojenin sağlanması için kerosen yakıtının buhar reform reaksiyonunun gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada hidrojence zengin gaz karışımı elde etmek amacıyla su buharı ve kerosenin katalitik reaksiyonu gerçekleştirilmiştir.Bu çalışmada alümina destekli Rutenyum ve Nikel bazlı katalizörler sentezlenmiştir. Katalizörler, %1 Ru, %15 Ni, %1 Ru-%5 Ni, %1 Ru-%10 Ni ve %1 Ru-%15 Ni içerecek şekilde farklı Ru/Ni oranlarında emdirme yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Üretilen katalizörlerin kristal yapıları XRD, karbon birikimi analizleri TGA, mikro yapı incelemeleri SEM-EDS ve yüzey alanları ve gözenek çapları hesaplamaları BET yöntemiyle karakterize edilmiştir. Katalizörlerin XRD analizlerinde RuO2, NiO2, CeO2 ve Al2O3 elementlerine ait dört tane karakteristik pik incelenmiştir. BET analizleri ile belirlenen katalizörlerin yüzey alanları 122 ve 103 m2/g arasındadır. Bunun yanı sıra hazırlanan katalizörlerin Nikel içeriği arttıkça alümina piklerinin şiddetinin arttığı, yüzey alanlarının ise küçüldüğü gözlenmiştir.Hazırlanan katalizörlerin katalitik deneyleri yapılmıştır. Deneylerde reaksiyon sıcaklığı 800 ?C'da sabit tutulmuştur. Katalitik deneylerde 5,84, 4,88, 3,89 olmak üzere farklı H2O/C oranları kullanılmıştır. Katalitik deneyler sonucu elde edilen gaz karışımları gaz kromotografisinde analiz edilerek hacimsel gaz oranları ölçülmüştür. Üretilen gazın metan, karbon oksitler ve yüksek miktarda hidrojen içerdiği görülmüştür. Gaz kromotografisi sonuçları kullanılarak katalizörlerin % CO2 verimleri hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar sonucunda %1Ru-%15Ni bazlı katalizörün veriminin %99,63 olduğu ve bu değerin diğer katalizörlerin verimlerinden yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca katalitik deneylerde H2O/C oranının düşürülmesi ile üretilen gazın bileşimindeki hacimsel % CH4 miktarının arttığı ve katalizörlerin verimlerinin ortalama% 96 civarına düştüğü görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Reforlama, kerosen, Ru/Al2O3, Ni/Al2O3
Sabit yataklı kolonda şeftali çekirdeği kabuğu kullanılarak sulu çözeltilerden boyar madde giderimi
Bu deneysel çalışmada, sabit yataklı kolonda Bazik Sarı 51 (BY51) ve Metilen Mavisi (MM) boyar maddelerinin sulu çözeltilerinden uzaklaştırılmasında sürdürülebilir ve uygun maliyetli şeftali çekirdeği kabuğunun adsorplama kapasitesi incelenmiştir.Adsorpsiyon özellikleri üzerine başlangıç boyar madde konsantrasyonu (20-60 mg/L), akış hızı (5-10 mL/dk) ve adsorbent miktarının (1.5-2.5 g) etkileri belirlendi. Deneysel veriler, breakthrough (kırılma) eğrilerinin akış hızına, başlangıç boyar madde konsantrasyonuna ve adsorbent miktarına bağlı olduğunu gösterdi. Yüksek başlangıç boyar maddekonsantrasyonu, düşük akış hızı ve yüksek yatak yüksekliği maksimum boyar madde adsorpsiyonu için en iyi şartlar olarak belirlendi. Breakthrough eğrilerini tahmin etmek ve proses tasarımı için yararlı olan kolon dinamiğinin karakteristik parametrelerini belirlemek için deneysel verilere Thomas modeli, Yoon-Nelson modeli ve Adams-Bohart modeli uygulanmıştır. Adams-Bohart modelinin kolonun dinamik davranışını tanımlamak için diğer iki modele göre daha uygun olduğu bulundu. Sonuçlar, şeftali çekirdeği kabuğunun kolon sisteminde sulu çözeltilerden BY51 ve MM boyar maddelerinin giderilmesi için etkili bir adsorbent olduğunu ve boyar madde içeren atık suların arıtılmasında kullanılabileceğini göstermiştir.
Metal katkılı karbon aerojel üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Bulunduğumuz çağda teknoloji ve sanayinin hızla ilerlemesi enerjiyi depolamaya olan gereksinimi de arttırmaktadır. Bu nedenle oldukça güvenli ve çevre dostu elektrik enerjisi depolama aygıtı olmaları nedeniyle elektrokimyasal kapasitörlere olan ilgi büyümektedir. Karbon aerojeller (KA) yüksek gözeneklilik, düşük elektriksel özdirenç, kontrol edilebilir gözenek yapısı, yüksek yüzey alanı, iyi elektriksel iletkenlik, termal ve mekanik özellikleri gibi cazip özelliklerinden dolayı süperkapasitör elektrot malzemeleri uygulamaları için aday gösterilmektedir.Bu çalışmada KA'nın yapısal ve elektrokimyasal özelliklerine metal katkısının etkisini incelemek için tüm değişkenler sabit tutularak KA üretilmiştir. KA'ya Ni, Co, Cr ve Zn metallerinin tuzları kullanılarak değişik molar oranlarda metal katkıları yapılmıştır.Sentezlenen ve herhangi bir metal katkısı olmayan KA'nın FTIR spektrumu ticari KA'nın FTIR spektrumu ile karşılaştırılmış ve oldukça benzer oldukları görülmüştür. Buradan KA üretiminde başarılı olunduğu sonucu çıkarılmıştır. Metal katkısının KA yapısına etkisini incelemek amacı ile metal katkılı KA'ların FTIR spektrumları alınmış ve metal katkılarının KA yapısına etki ettiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca her metal grubunun FTIR spektrumu kendi içinde uyum göstermektedir.Yapılan metal katkılarının KA'nın BET yüzey alanına doğrusal bir etki yapmadığı görülmüştür. Yapılan metal katkılarının BET yüzey alanına etkisi incelendiğinde en belirgin artış Ni katkısı (0,7 mmol/L) ile sağlanmıştır. Zn ve Cr metallerinin de BET yüzey alanı artışında oldukça etkili olduğu görülmektedir. Ancak Co metali incelendiğinde BET yüzey alanını arttırma yönünde bir etkisi bulunmadığı görülmektedir. En yüksek BET yüzey alanı 0,7 mmol/L Ni katkısı yapılan KA için 481 m2/g olarak elde edilmiştir.Metal katkısı yapılan KA'ların kapasitans değerlerinin BET yüzey alanı değerleri ile birebir ilişkili olmadığı ancak benzer bir çizgide hareket ettikleri görülmüştür. En yüksek kapasitans değeri 5 mV/s tarama hızı ve + 1,2 - ?1,2 potansiyel aralıkta 0,3 mmol/L Ni katkısı yapılan KA için 44,6 F/g olarak elde edilmiştir.
Silis kumu, feldspat ve tetraetilortosilikattan sol-jel yöntemi ile silika aerojel sentezi ve karakterizasyonu
ÖZETSilika aerojeller, yüksek yüzey alanına, gözenekli yapıya ve düşükyoğunluğa sahip olmaları nedeniyle birçok alanda kullanılmaktadır. Busebeple silika aerojellerin üretimi birçok teknolojik araştırmanıntemelini oluşturmaktadır.Bu çalışmada sol-jel yöntemiyle farklı başlangıç maddeleri kullanılaraksilika aerojeller sentezlenmiştir. Başlangıç malzemeleri olarak siliskumu, feldspat ve tetraetilortosilikat (TEOS) kullanılmıştır. Silis kumu vefeldspat doğal malzemeler olduğu için sodyum hidroksit ile kaynatılaraksilika ekstraksiyonu işlemi yapılmıştır. İşlem sırasında 1, 2 ve 3 saatkarıştırma yapılmıştır. Veriler değerlendirilerek, silis kumu için 3 saatkarıştırma ve feldspat için ise 2 saat karıştırma süresi seçilmiştir.Yaşlandırma sıcaklığının (30, 40, 50, 60 ve 80?C) yüzey alanına veortalama gözenek çapına etkisi incelenmiştir. TEOS' tan farklısıcaklıklarda yaşlandırma yapılarak elde edilen silika aerojellerin yüzeyalanları ve gözenek çap değerleri farklılık göstermemiştir. Hem siliskumu hem de feldspattan yaşlandırma sıcaklığı 30 ºC' de elde edilensilika aerojellerin yüzey alanı değerleri en yüksek çıkmıştır ve sırasıyla609 m2/g ve 954 m2/g olarak ölçülmüştür. Tüm yaşlandırma sıcaklığındaelde edilen numunelerin gözenek çapı silis kumunda 20-60 Å arasında, vfeldspatta ise 15-60 Å arasında değişmiştir. Silis kumundan elde edilensilika aerojeller mezo gözenekli, feldspattan elde edilen silika aerojellermikro ve mezo gözenekli bir yapıya, TEOS' tan elde edilenler ise mikrogözenekli yapıya sahip oldukları gözlenmiştir.Silis kumu ve feldspattan elde edilen silika aerojellerden yaşlandırmasıcaklığı 50?C olan aerojelle yüzey modifikasyonu yapılmıştır.Modifikasyon için yaşlandırma sırasında TEOS kullanılmıştır. Siliskumunun yüzey modifikasyonuyla elde edilen silika aerojelin hidrofobikbir yapıya sahip olduğu gözlenmiştir.
Yüksek yoğunluklu polietilen-linyit karışımlarının birlikte yakılması
Bir petrol ürünü olan plastik malzemeler, elde edildikleri günden itibaren üretimi ve tüketimi her geçen yıl artış göstermektedir. Bu artış beraberinde endüstriyel ve evsel atıklardaki plastik atık oranlarının da artmasına neden olmaktadır. Atık depolama alanlarındaki azalma, insan sağlığına ve çevreye verdikleri zararlar nedeniyle plastik atıkların geri dönüştürülmesi için çeşitli geri dönüşüm yöntemleri araştırılmakta ve uygulanmaktadır. Dünyanın enerji ihtiyacı, nüfus artışı ve endüstrinin gelişmesine bağlı olarak sürekli artış göstermektedir. Fosil yakıtlar, elektrik üretiminde kullanılan ana enerji kaynaklarıdır. Dünyada elektrik üretiminin yaklaşık %41'i kömürün yakılması ile karşılanmaktadır. Buhar veya elektrik üretiminde alternatif bir yakıt olarak biyokütlenin kömür ile birlikte yakılması çevresel ve ekonomik açıdan, kullanım sonrası plastiklerinde kömür ile birlikte yakma işleminde kullanılması çöp alanlarının azaltılması ve fosil kaynakların korunması açısından önemlidir. Plastik malzemeler hafif olmaları nedeni ile depolama ve taşıma işlemini kolaylaştırmak açısından peletleme (yoğunlaştırma) işleminin uygulanması önemlidir. Bu çalışmada ham yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) ile linyit olarak seçilen Afşin Elbistan Linyitinin (AEL) birlikte yanması araştırıldı. Sabit yataklı yakma sisteminde, karışım oranının ve sıcaklığın bu malzemelerin belirli oranlarıyla hazırlanan peletlerin yanma davranışına etkisi incelenmiştir. AEL-YYPE karışımlarının tutuşma sürelerinin YYPE oranındaki artış ile kısaldığı, uçucu madde yanma sürelerinin ise YYPE oranındaki artış ile arttığı belirlendi. Karışımların karbon yanma sürelerinin YYPE oranındaki artış ile azaldığı tespit edildi. Uçucu madde yanma süresi ile uçucu madde yanma hızı arasında bir ilişki olmadığı ancak karbon yanma süresi ile karbon yanma hızı arasında bir ilişki olduğu görüldü. Fırın başlangıç sıcaklığının tutuşma süresi, uçucu madde yanma ve karbon yanma süresi üzerinde etkili olduğu görüldü. Her bir karışım peletinin uçucu madde yanma hızının sıcaklık ile arttığı, karbon yanma hızının ise sıcaklık ile düzenli bir değişim sergilemediği sonucuna varıldı.
Farklı biyokütle kaynaklarından hemiselüloz, selüloz ve ligninin ayrıştırılması ve karakterizasyonu
Bu çalışmada farklı atık türlerinin sürdürülebilir biyo-rafineri yaklaşımıyla katma değeri yüksek ürünlere dönüşüm potansiyelleri karşılaştırmalı olarak incelenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla kayısı çekirdeği kabuğu, ceviz kabuğu, şeker pancarı küspesi, çay posası ve çam odununun talaşı değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk adımında, biyokütlenin kimyasal yapısının hemiselüloz, selüloz, ligninin izolasyon verimleri üzerine etkisi araştırılmıştır. İkinci adımda ise alkali ön işlem sürecine ait parametrelerin temel bileşenlerin izolasyon verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Etkisi incelenen parametreler, alkali konsantrasyonu, peroksit konsantrasyonu ve temas süresidir. Üçüncü adımda elde edilen temel bileşenler enstrümantal analiz metotları ile karakterize edilmiş ve elde edilen veriler literatürle kıyaslanmıştır. Karakterizasyon sürecinde, biyokütlelerin ve izolasyon ürünlerinin FTIR, TGA, H-NMR ve XRD analizleri gerçekleştirilmiştir. Biyokütlenin lignin içeriğinin hemiselüloz ekstraksiyon verimi üzerine etkisinin olmadığı buna karşılık lignin verimini etkilediği belirlenmiştir. Kullanılan biyokütlenin kimyasal analiz sonuçları ile temel bileşenlerin izolasyon verimlerinin uygunluk içinde olduğu tespit edilmiştir. Çay posasının hemiselüloz izolasyon veriminin (% 25) ceviz kabuğunun ise lignin izolasyon veriminin (%19) diğer biyokütle türlerinden daha yüksek olduğu ortaya konulmuştur. Kaysı çekirdeğinden elde edilen hemiselülozun diğer biyokütle kaynaklarından elde edilenlere kıyasla daha açık renkli olduğu deneysel olarak gözlemlenmiştir. Alkali ön işlem parametrelerinin etkisi çay posası ve kaysı çekirdeği atıkları ile yapılan çalışmalarda incelenmiştir. Optimum izolasyon şartları olarak temas süresinin 6 saat, alkali konsantrasyonunun 20g/L, peroksit konsantrasyonunun % 2-4, sıcaklıklığın 55 °C olduğu belirlenmiştir. Hemiselüloz, selüloz ve ligninin optimum şartlarda elde edilen izolasyon verimleri (hammadde temeli üzerinden) çay posası için sırasıyla yaklaşık % 36, % 25, % 23, kayısı çekirdeği kabuğu için ise % 26, % 34, % 24 olarak tespit edilmiştir.
Reactive black 5 boyar maddesinin fotokatalitik degradasyon yöntemi ile sulu çözeltilerinden gideriminin incelenmesi
Tekstil endüstrisinde kullanılan boyar maddeler stabilite edilmek için çok fazla su kullanırlar. Bu da ortamda kirliliğe neden olmaktadır. Bu boyar maddeler içerisinde en fazla su kullanan boyar madde reaktif boyadır. Çok fazla su kullanılması çevrede önemli sorunlara yol açmaktadır. Oluşan sorunlar, toksik etki yaratmakta ve sudaki oksijen miktarını kısıtlamaktadır. Bu sorunları ortadan kaldırmak için birçok arıtma yöntemi geliştirilmiştir. Bu çalışmada da kullanılan fotokatalitik oksidasyon prosesi, organik kirleticileri CO2 ve H2O gibi ürünlere parçalar. Bu çalışmada tekstilde yaygın olarak kullanılan Reactive Black 5 boyar maddesinin renk giderim verimi ve TOC (Toplam Organik Karbon) giderim verimi incelenmiştir. Kullanılan sistemde hava beslemeli fotoreaktör, TiO2 ve ZnO fotokatalizörleri ve UV-C ışık kaynağından yararlanılmıştır. Çalışmada pH etkisi, TiO2 ve ZnO katalizör miktarları, boyar maddenin başlangıç konsantrasyonu, hava akış hızı, sıcaklık ve karıştırma hızları gibi parametrelerin değişimi ile renk giderim verimi ve degradasyon incelenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmanın, tekstil endüstrisinde büyük bir sorun olan renkli atık suların arıtılmasında uygulanacak olan heterojen fotokatalitik degradasyon yöntemleri için bir birikim oluşturacağı düşünülmektedir.
Yukarı akışlı çamur yataklı anaerobik reaktörde (YAÇYAR) peynir altı suyunun arıtılabilmesi ve biyogaz üretimi için en uygun ön arıtım yöntemi ve koşullarının belirlenmesi
Bu çalışmada, AÇKAR Peynir Üretim Tesislerinden alınan ve başlangıçta yaklaşık 60 000 mg KOİ/L değerinde organik yüke sahip olan peynir altı suyunun yukarı akışlı çamur yataklı havasız(YAÇYH) reaktörlerde arıtılabilirliği, PAS ön arıtım koşullarının incelenmesi ve biyogaz üretimi için uygun koşulların belirlenmesi üzerine çalışılmıştır.Peynir altı suyu 1/10, 1/8, 1/6, 1/5, 1/4, 1/3,64 ve 1/3 oranında farklı seyreltme oranları kullanılarak reaktöre verilen farklı organik yüklemelerin sistem üzerindeki etkileri incelenmiş ve peynir altı suyunun ön arıtımının reaktör arıtımına etkileri araştırılmıştır. Ayrıca farklı organik yüklemelerdeki arıtım verimi incelenmiş ve peynir altı suyunun ön arıtımının (YAÇYH) reaktöründeki arıtımına etkileri araştırılmıştır. Ayrıca farklı organik yüklemelerdeki arıtım verimi incelenmiştir. Arıtım verimi ve granül oluşumu üzerinde iki değerlikli metal tuzlarının etkileri araştırılmıştır.Çalışmada 2,36 L hacimli yukarı akışlı çamur yataklı reaktör kullanılmıştır. Reaktör ASKİ Sincan-Yenikent arıtım tesislerinden alınan özümleyici çamurla aşılanmıştır. Reaktöre yapılan organik yüklemelerde 24-28 saatlik hidrolik alıkoyulma süresinde çalışılmıştır. Başlangıçta reaktörde 19 cm olan çamur yatak yüksekliği organik yüklemelerin artmasıyla beraber zamanla artmış, artan granül oluşumunun sistemde KOİ giderim verimi üzerine etkisi incelenmiştir. Sisteme eklenen metal tuzlarından Co2+ ve iz element karışımında bulunan Ni+'in metan arkelerinin aktivitelerini artırdığı, bu nedenle oluşan granül yatağı artışının arıtım verimini olumlu yönde artırdığı gözlenmiştir. Değişik KOİ derişimlerinde sisteme verilen beslemeler içinde en yüksek arıtım verimi %93,4 olarak PAS'nun 1/4 oranında seyreltildiğinde elde edilmiştir. Bu orandan sonra seyreltme miktarı azaltılıp sisteme verilen organik yük artırıldıkça sistemin arıtma veriminin düşmeye başladığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Anaerobik arıtım, ön arıtım, yukarı akışlı çamur yataklı .anaerobik reaktör, peynir altı suyu, biyogaz, KOİ giderimi
Atık sulardan reactive red 239'un biyosorpsiyonunun kinetik ve termodinamiği
Yapılan bu çalışmada, ölü Saccharomyces cerevisiae mayası ile Reactive Red 239 biyosorpsiyonu ortam koşullarına bağlı olarak incelenmiştir. Reactive Red 239 için, belirlenen en uygun ortam koşulları pH 2, 200 ppm başlangıç Reactive Red 239 çözeltisi derişimi ve 2 g/L biyokütle derişimi şeklindedir. En uygun sıcaklık 400C bulunmuştur fakat ticari nedenlerden ötürü 250C olarak seçilmiştir. Bu koşullarda, biyokütlenin giderim etkinliği % 62,8 ve biyosorpsiyon kapasitesi 64,8 mg/g'dır. Biyokütlenin etanol, metanol ve ısı ile işlem görmesi, Reactive Red 239 biyosorpsiyon kapasitesini arttırırken; ısı ile işlem görmesi, biyosorpsiyon kapasitesini azaltmıştır. Etanol ile muamele 25 °C sıcaklıkta S. cerevisiae'nın biyosorpsiyon kapasitesini 64,8 mg/g'dan 90,48 mg/g'a yükseltmiştir. S. cerevisiae mayasının üreme eğrisinin durağan fazından alınan biyokütle, logaritmik fazından alınan biyokütleye göre daha yüksek biyosorpsiyon kapasitesi göstermiştir. Reactive Red 239 yüklenmiş biyokütleden boya iyonlarının desorpsiyonu için yapılan çalışmalarda boyanın biyokütleden uzaklaştırılmasının güç olduğu görülmüş, desorpsiyon verimi düşük bulunmuştur. Tekstil endüstrisi atık sularının içerisinde bulunması muhtemel olan tuzun Reactive Red 239'un biyosorpsiyonunu olumlu etkilediği görülmüştür.Reactive Red 239'un Saccharomyces cerevisiae ile biyosorpsiyonu Langmuir modeli, biyosorpsiyon kinetiği ise birinci derecemsi hız modeli ile çok iyi açıklanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise, 1,31 kcal.mol-1 olarak belirlenmiştir. Reactive Red 239 için biyosorpsiyon ısısı, 8,89 kcal.mol-1 olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan adsorpiyon ısısı, biyosorpsiyon prosesinin hem kimyasal hem de fiziksel adsorpsiyonu içerdiğini ve endotermik olduğunu göstermektedir.Anahtar Kelimeler : Biyosorpsiyon, Saccharomyces cerevisiae, Reactive Red 239, reaktif boyar madde, denge modelleri
Dispers turuncu boya katkılı ZLI-1132 tipi sıvı kristalin Y-H tipi göstergelerde kullanılabilirliğinin araştırılması
Sıvı kristaller, göstergelerin temel bileşenleri olduklarından görüntü teknolojisinde önemli malzemelerdir. Uygulanan elektrik alanıyla sıvı kristal moleküllerin yönelimlerinin değişme olasılıkları onların LCD'lerde kullanımı açısından önemlidir. Yolcu-Hancı(Y-H) tipi sıvı kristal göstergeler geniş görüş açısı, düşük maliyet, mükemmel renk tonu ve yüksek parlaklıkları sebebiyle çok fazla ilgi çekmektedirler. Bu çalışmanın amacı farklı moleküler yapıda boyalar kullanarak moleküler yönlenmeyi geliştirmek ve nematik-izotropik faz geçiş sıcaklığı üzerine etkilerini incelemektir. Bu amaçla 3 farklı boyarmadde (Dispers turuncu 11, 13 ve 37) ZLI-1132 nematik sıvı kristaline ayrı ayrı eklenmiş ; çözünürlükleri, düzen parametreleri, tekstürleri ve faz geçiş sıcaklıkları belirlenmiştir. Sonuçta, maksimum çözünürlük Dispers turuncu 13 boya için %2,60 ; maksimum düzen parametresi Disperse turuncu 37 için 0,56 olarak elde edilmiştir. Ayrıca ZLI-1132 nematik sıvı kristaline boya katkısı nematik-izotropik faz geçiş sıcaklığı üzerine olumsuz bir etki göstermemiştir.Anahtar Kelimeler : Sıvı kristal, Düzen parametresi, Tekstür, Dispers boya, Yolcu-Hancı sistemler, Faz geçişi
Yumuşak ve sert odun peletlerinden torrefaksiyonla biyokömür üretimi
Günümüz dünyasında sera gazı emisyonunun gitgide artmasının neden olduğu iklimsel değişiklik endişeleri enerji üretiminde kullanılan yanma, gazlaştırma ve piroliz gibi ısıl kimyasal işlemler için yenilenebilir hammaddeler olarak lignoselülozik biyokütlelere daha fazla ilgi gösterilmesini sağlamaktadır. Lignoselülozik kütleler genellikle karmaşık kimyasal yapılı heterojen maddelerdir. Menşelerine bağlı olarak fiziksel ve kimyasal bileşimlerinin geniş bir aralıkta değişmesinden dolayı ısıl kimyasal işlem teknolojilerinin uygulanabilirliği karmaşıktır. Çoğu uygulamada asıl işlem öncesi ön işlemlere sokulmaları gerekmektedir. Torrefaksiyon da bilinen biyokütle ön işleme yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada sert ve yumuşak ağaç odunundan hazırlanan peletlerin torrefaksiyon işlemi ile kullanılabilir bir katı yakıta dönüştürülmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle meşe ve çam ağacı odunu gibi iki farklı odun türü sabit yatak sisteminde torrefaksiyon işlemine tabi tutuldu. Ürün verimi ve katı ürünün özelliklerine, sıcaklık, işlem süresi ve biyokütle türü gibi parametrelerin etkisi araştırıldı. Torrefaksiyon işlemi 230, 260, 300 °C sıcaklık ve 10, 20, 40, 60 dakika işlem süresinde gerçekleştirildi. İşlem sonunda elde edilen katı ürünün özelliklerinin belirlenmesi ve ham biyokütle ile karşılaştırılması için; kısa, elementel, TGA ve DTG analizleri yapıldı. Meşe ve çam ağacı odunlarının torrefaksiyon işlemi ile kullanılabilir bir katı yakıta dönüştürülmesi amacıyla yapılan çalışma sonucunda, ürün veriminin en fazla çalışma sıcaklığından etkilendiği ve artan sıcaklıkla katı ürün verimi düşerken sıvı ürün veriminin arttığı belirlendi. İşlem süresinin ise düşük sıcaklıklarda etkili olduğu görüldü. Meşe ağacı odunundan elde edilen katı ürün veriminin çam ağacı odunundan düşük olduğu tespit edildi. Artan işlem sıcaklığının katı ürünün sabit karbon oranını artırdığı ve oksijen içeriğinde azalmaya neden olduğu belirlendi. İşlem sıcaklığı ile peletlerin yoğunluğunun azaldığı görüldü. Ham biyokütle ve torefiye biyokütlelerin TGA ve DTG eğrileri incelendiğinde, torrefaksiyon sıcaklığının lignoselülozik yapı üzerinde etkili olduğu ve artan torrefaksiyon sıcaklığı ile lignin içeriği yüksek bir katı ürün elde edilebileceği sonucuna varıldı. Katı üründeki lignin içeriğinin meşe ağacı odununda belirgin bir şekilde yüksek olduğu gözlemlendi.
Sulu çözeltilerden fenol ve metilen mavisinin gideriminin fotokatalitik degradasyon yöntemi ile incelenmesi
Dünyada ve ülkemizde endüstriyel faaliyetler önemli bir yer tutmaktadır. Endüstriyel faaliyetler; şehirleşme, teknolojide meydana gelen ilerlemeler ve artan nüfus gibi birçok etmen nedeniyle gün geçtikçe artmakta ve doğal kaynaklar ise tükenmektedir. Bunun yanında endüstriyel prosesler sonucu oluşan atık sular içeriklerinde bulunan çeşitli kimyasallar, ağır metaller gibi maddeler ile çevre kirliliği oluşturarak insanların sağlığını ve doğadaki diğer canlıların hayatını tehdit etmektedir. Endüstriyel atık sularda bulunan en önemli kirleticiler arasında aromatik bileşikler sınıfına dahil olan fenol ve boyar maddeler yer almaktadır. Endüstriyel kaynaklı aromatik bileşik içeren atık suların arıtımı zordur ve ileri arıtma tekniği gerektirir. Etkin bir atık su arıtımı için son yıllarda alternatif bir metod olarak ileri oksidasyon prosesleri geliştirilmektedir. Fotokatalitik oksidasyon, organik kirleticileri CO2 ve H2O gibi son ürünlere parçalayan ileri oksidasyon proseslerinden bir tanesidir. Bu çalışmada, endüstriyel atık sularda yüksek oranda bulunabilen fenol ve metilen mavisinin ZnO fotokatalizörü kullanılarak kesikli sistemde giderimi için tasarımı ve imalatı gerçekleştirilecek olan fotokatalitik reaktörde degradasyonu incelenmiştir. Bu kapsamda fotokatalitik degredasyon verimi üzerine, fotokatalizör yükü, başlangıç fenol konsantrasyonu, hava giriş hızı, başlangıç çözelti pH'ı, fotokatalitik reaktör işletim sıcaklığı gibi parametrelerin etkileri incelenerek fenol ve metilen mavisi giderimi ile birlikte toplam organik karbon (TOC) giderim düzeyleri de zamana bağlı olarak araştırılmıştır. Önemli ileri oksidasyon parametreleri olan pH, sıcaklık, başlangıç boyar madde derişimi ve ZnO derişiminin % renk ve TOC giderim etkilerini incelemek üzere Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) kullanılmıştır. Yanıtlar ve proses değişkenleri arasındaki etkileşimi elde etmek ve verileri incelemek üzere ANOVA analizi kullanılmıştır. Giderim yüzdelerinin tahmin edilmesi için ikinci dereceden regresyon modelleri, Design Expert 10 yazılım programı kullanılarak geliştirilmiştir. Klasik yöntemle elde edilen optimum ileri oksidasyon parametreleri YYY ile bulunan optimum parametreler ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Metilen mavisi, fenol, boyar madde, fotokatalitik degradasyon, TOC, yanıt yüzey yöntemi.
Kayın ağacı odun peletinin torrefaksiyonu ve torrefiye peletlerin yanma davranışı
Fosil yakıta bağımlı endüstrinin çevresel sonuçları göz önüne alındığında, yenilenebilir kaynakların kullanımı, enerji tedariki için hala önemli bir seçenektir. Bugün, dünyadaki enerji ihtiyacının sadece % 10'u biyokütle kaynakları tarafından karşılanmaktadır. Bu, biyokütle enerjisine olan büyük ilgiyi göz önünde alındığında beklentilerin altındadır ve fosil yakıt kullanımı yerine daha pratik yaklaşımlar gerektirmektedir. Torrefaksiyon günümüzün enerji sistemlerine dahil edilebilecek kömür benzeri katılar elde etmek için umut verici bir tekniktir. Bu çalışmada, kayın ağacı odun talaşından hazırlanan peletlerin torrefaksiyonu ve torrefiye peletlerin yanma davranışı incelenmiştir. Bunun için odun peletleri sabit yatak sisteminde torrefaksiyon işlemine tabi tutuldu. Ürün verimi ve katı ürünün özelliklerine, sıcaklık, işlem süresi gibi işlem parametrelerinin etkisi incelendi. Torrefaksiyon işlemi 220, 260 ve 300 °C sıcaklık ve her bir sıcaklıkta 10, 20, 40 ve 60 dakika işlem süresince gerçekleştirildi. İşlem sonunda elde edilen katı ürün sabit yatak yakma sisteminde yakılarak yanma davranışı üzerine fırın başlangıç sıcaklığının etkisi incelendi. Ayrıca torrefiye ürünün kısa, elementsel, TGA ve DTG analizleri yapıldı. Kayın ağacı odun peletinin torrefaksiyon işlemi ile kullanılabilir bir katı yakıta dönüştürülmesi amacıyla yürütülen çalışmada, katı ürün verimi üzerine işlem sıcaklığının işlem süresinden daha etkili olduğu sonucuna varıldı. Katı ürünün torrefaksiyon sıcaklığı ile uçucu madde içeriğinin azaldığı ve sabit karbon içeriğinin arttığı belirlendi. İşlem sıcaklığındaki artış ile torrefiye katıların karbon içeriği artarken oksijen içeriği azaldı. TGA ve DTG analizleri hemiselülozun orta ve şiddetli torrefaksiyon sonucu elde edilen katı ürünlerde tamamen parçalandığını gösterdi. Torrefiye peletlerin sabit yatak yakma sisteminde yanma davranışlarının incelendiği deneylerde torrefiye peletlerin tutuşma sürelerinin kısaldığı görüldü. Torrefiye peletlerin uçucu madde yanma sürelerinin torrefaksiyon sıcaklığı ve işlem süresi ile kısaldığı ve uçucu madde yanma süresi ile uçucu madde yanma hızı arasında ilişki olmadığı tespit edildi. Karbon yanma süresinin, torrefiye ürünün sabit karbon içeriği ile uzadığı görüldü. Uçucu madde yanma periyodu ile karbon yanma periyodunun fırın başlangıç sıcaklığından etkilendiği sonucuna varıldı. Ham ve torrefiye katıların uçucu madde yanma periyodunda belirlenen CO2 ve NO emisyonlarının torrefaksiyon şiddetine bağlı olarak yapıdan uçucu bileşenlerin ayrılması nedeni ile azaldığı tespit edildi.
Metanın kuru refom reaksiyonu için katalizör geliştirilmesi
Metanın karbondioksit ile kuru reformu reaksiyonu, sera etkisine neden olan gazların (CH4 ve CO2) kullanılabilir ürünler olan sentez gazına (CO, H2) dönüşümü nedeniyle önem kazanmıştır. Çalışma kapsamında yüksek yüzey alanı ve kararlı yapılara sahip hidrotalsit (HT) benzeri katalizörler sentezlenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, birlikte çöktürme yöntemi ile farklı Ni/Mg mol oranlarına sahip Ni-MgAlO katalizörleri ve nikel miktarı sabit tutularak HT yapısında bulunan Mg yerine Ca kullanılarak Ni-CaAlO katalizörleri sentezlenmiş ve katalitik aktivite deneyleri yürütülmüştür. Bu deneyler sonucunda, farklı Ni/Mg mol oranlarına sahip katalizörler arasında en iyi dönüşümü ve kararlı aktiviteyi gösteren Ni-MgAlO3 (Ni/Mg:0,2) ile uzun ömürlülük deneyleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanma yönteminin etkisinin belirlenebilmesi amacıyla emdirme yöntemiyle Ni@MgAlO ve Ni@CaAlO katalizörleri hazırlanmış ve reaksiyonda denenmiştir. Çalışmanın son aşamasında Ni-CaAlO ve Ni-MgAlO katalizörlerine emdirme yöntemi ile kütlece %1 rutenyum yüklenerek Ru@Ni-MgAlO ve Ru@Ni-CaAlO hazırlanmış ve katalitik aktiviteleri denenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin yapısal ve fiziksel özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla XRD, BET yüzey alanı, ICP-MS, SEM, TPR ve TGA/DTA analizleri yapılmıştır.Katalitik aktivite deneyleri sonucunda, birlikte çöktürme yöntemi ile hazırlanan Ni-CaAlO katalizörü varlığında yürütülen reaksiyon sonucunda H2/CO oranının bire yaklaştığı görülmüştür. Uzun ömürlülük deneyine tabi tutulan Ni-MgAlO3 katalizörünün 50 saatlik reaksiyon sonrasında aktivitesini koruduğu ve metan ve CO2 dönüşümlerinin sırası ile 0,27 ve 0,32 olduğu belirlenmiştir. Ters su gazı reaksiyonunun, emdirme yöntemi ile hazırlanan katalizörde (Ni@MgAlO1) önemini kaybettiği gözlenmiştir. TGA analizi sonucunda Ni-MgAlO3 katalizörüne emdirme yöntemi ile rutenyum ilavesinin oluşan karbon miktarını %27'den %18'e düşürdüğü gözlenmiştir.
Kitosan bazlı polimerik jel partiküllerin üretimi ve sorpsiyon-desorpsiyon etkinliklerinin araştırılması
Bu çalışmada kitosanın pozitif yüklü (zayıf bazik gruplardan dolayı) hidrofilik bir polimer olma özelliğinden hareketle, kitosan esaslı jel partikül üretimi ve sorbent olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Kitosandan iki farklı metotla (çöktürme-toplama metodu ve emülsiyon çapraz bağlama metodu) polimerik partikül üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen partiküller uygun enstrümantal ve analitik metotlarla karakterize edilmiştir. Son olarak partiküllerin bazik boyar madde (bazik mavi 41, BB41), su ve yağ asidi (oleik asit) sorpsiyon etkinlikleri araştırılmıştır. BB41 boyar maddesinin sorpsiyon verimi üzerine sorpsiyon parametrelerinin (sıcaklık, başlangıç pH değeri, kitosan miktarı, başlangıç boyar madde konsantrasyonu, temas süresi vb.) etkisinin belirlendiği adımda çöktürme toplama metodu ile üretilen kitosan partiküller kullanılarak optimum sorpsiyon şartları belirlenmiştir. Deney sonuçları Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modelleri uygulanarak değerlendirilmiştir. Bu aşamada elde edilen verilerin Langmuir izotermi modeline oldukça iyi derecede uyduğu belirlenmiştir. Çalışmada kinetik parametreleri hesaplamak ve adsorpsiyon sürecinin ideal mekanizmasını belirlemek için yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece model eşitlikleri kullanılmıştır. Yalancı ikinci dereceden modelin deneysel verileri açıklamak için daha uygun olduğu gözlenmiştir. BB41 boyar maddesinin sorpsiyon verimi üzerine kitosan partikül üretim şartlarının irdelendiği ikinci adımda, partikül üretim şartları (çapraz bağlayıcı türü, oranı, çapraz bağlanma süresi, kitosanın deasetilasyon derecesi, kitosanın molekül ağırlığı vb.) optimize edilen sorpsiyon şartlarında araştırıldı. Bu adımda emülsiyon ile çapraz bağlanmış partiküller kullanılmıştır. Sentez şartlarının BB41 boyar maddesinin sorpsiyonu üzerine etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Sunulan çalışmada iki farklı metotla üretilen partiküllerin karakterizasyonu ve sorpsiyon etkinliği karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çapraz bağ yoğunluğunun, çapraz bağlanma mekanizmasının sorpsiyon verimi üzerine etkisi tartışılmıştır. Ayrıca bu çalışmada kitosan bazlı partiküllerin karakteristik özellikleri ve sorpsiyon etkinliği üzerine deasetilasyon derecesinin ve molekül ağırlığının etkisi yorumlanmıştır.
Nano çubuk sentezi ve elektro-katalitik aktivitesinin belirlenmesi
Bu tez çalışmasının ilk aşamasında, doğrudan etanol yakıt hücresi için dayanıklı elektro-katalizör geliştirmek amacıyla, seryum oksit (CeO2) destek maddesi araştırılmıştır. Seryum oksitin morfolojik yapısının hazırlama tekniği ile değiştiği ve bunun da elektro-katalitik mekanizmaları değiştirdiği bilindiğinden, bu çalışmada hidrotermal sentez yöntemi kullanılarak seryum oksit nano çubuk elde edilmiştir. Hidrotermal metotla hazırlanmış seryum oksit (CeO2(HT)) katalizörünün, üç elektrotlu hücrede CO ve etanol electro-oksidasyonuna karşı aktiviteleri, amonyum seryum nitrat'ın doğrudan kalsinasyonu ile (CeO2(K)) hazırlanmış seryum oksit ile kıyaslanmıştır.Çalışmanın ikinci aşamasında, farklı yöntemler ile hazırlanan seryum oksit destek malzemesinin kullanıldığı kompozit elektro-katalizörler, ağırlıkça %5 ve %10 PtRu/C eklenerek ıslak emdirme yöntemi ile hazırlanmıştır. CeO2'nin etkisini kıyaslayabilmek amacıyla CeO2'nin yerine aktif karbon kullanılarak yine aynı PtRu/C ağırlık oranlarında ve yine ıslak emdirme tekniği ile katalizörler elde edilmiştir.Hidrotermal sentez yöntemi ile elde edilen seryum oksitin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile incelendiğinde düzensiz yaklaşık 1 ? m boyutunda ve 200 nm çapında nano çubuk yapılar görülmektedir. Buna karşın kalsinasyon yöntemi ile elde edilen (CeO2(K)) yaklaşık 400 nm boyutunda partiküler yapıya sahiptir. Enerji dağıtım X-ışını spektroskopisi ile elde edilen sonuçlara göre CeO2(HT), CeO2(K)'e göre oldukça yüksek oksijen stokiyometrisine sahiptir.Yapılan tüm elektrokimyasal analiz sonuçlarına göre %10PtRuC/(CeO2(HT)) üzerinde en yüksek CO ve etanol elektro-oksidasyon aktivitesi elde edilmiştir.
Badem kabuğu ve kayısı çekirdeği kabuğu kullanılarak sabit yataklı kolonda adsorpsiyon ile sulu çözeltilerden boyar madde giderimi
Bu çalışmada, sulu çözeltiden Basic Blue 3'ü (BB3) uzaklaştırmak üzere iki tarımsal atık olan kayısı çekirdeği kabuğu ve badem kabuğunun adsorpsiyon kapasitesini araştırmak için sabit yataklı kolonda deneyler yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, yatak yüksekliği (1-2 cm), çözelti akış hızı (5-10 mL/dk) ve başlangıç boyar madde konsantrasyonu (10-30 mg/L) gibi deneysel parametrelerin etkileri incelenmiştir. Deneysel adsorpsiyon verilerine Thomas modeli, Yoon-Nelson modeli ve Adams-Bohart modeli gibi farklı modeller uygulanmıştır. Breakthrough eğrisinin başlangıç bölgesi incelenen tüm deney koşullarında Adams-Bohart modeli tarafından iyi tanımlanırken, breakthrough eğrisinin tam açıklaması Thomas modeli tarafından iyi tanımlanmıştır.Yatak derinliğinin breakthrough eğrileri üzerindeki etkisini araştırmak için yatak derinliği servis zamanı (BDST) modeli kullanılmıştır. Her iki adsorbent tarafından Basic Blue 3'ün adsorpsiyonunda, BDST modeli deneysel verilerle iyi bir uyum göstermiştir ve elde edilen korelasyon katsayılarının yüksek değerleri (R2<0.9952 ve R2<0.9745 ) mevcut kolon sistemi için yatak derinliği servis zamanı modelinin geçerliliğini göstermektedir. Kayısı çekirdeği kabuğu ve Badem kabuğu tarafından BB3'ün uzaklaştırılması için adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 17.07 ve 24.07 mg/g olarak bulunmuştur. Kayısı çekirdeği kabuğu ve badem kabuğunun atık su arıtımında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır
Üzüm posasının (cibre) farklı kurutucular kullanılarak kurutulması ve karakterizasyonu
Üzüm posası (Cibre) değerli bir atık ürünüdür ve işlendikten sonra bir çok farklı son ürün elde edilmektedir. Son zamanlarda, bu ürünler sağlığa yararlı etkilerinden ötürü ticarileştirilmiştir. Kurutma, bu işlemlerin çok önemli bir safhasıdır. Bu çalışmada Elazığ bölgesinden temin edilen cibre kurutulmuş, kurutma kinetiğinin belirlenmesi ve modellenmesi yapılmıştır. Ayrıca posanın ve çekirdeğin karakterizasyonu amacıyla yağ asitleri ve suda çözünebilen ve yağda çözünebilen vitamin analizleri yapılmıştır. Üzüm posası tepsili kurutucu içerisinde 1.5, 2.0 ve 2.5 m/s hava hızı ve 35, 45 ve 55 °C olmak üzere 3 farklı hava sıcaklığında kurutulmuştur. Kurutma eğrileri göstermiştir ki kurutma hızı hava sıcaklığı ile artmaktadır. Altı farklı kurutma modeli literatürden seçilmiş ve en iyi uyan model gerekli istatistiksel analiz metotları uygulanarak belirlenmiştir. Kurutulan cibre için Modifiye Page modelinin en uygun olduğu bulunmuştur. Cibrede ve çekirdekte yağ asitleri analizi yapılmış ve literatürle uyumlu veriler elde edilmiştir. Üzüm posasında en fazla bulunan yağ %35.66 ile palmitikasit, çekirdekte ise %59.12 ile linoleik asittir. Anahtar kelimeler: Kurutma, üzüm çekirdeği, üzüm kabuğu, modelleme, etkin nem yayınma katsayıları
Genleştirilmiş camın hafif beton agregası olarak değerlendirilmesi
Günümüzde, gözenekli ve hafif malzemelerin kullanımı, farklı endüstriyel alanlarda giderek artan bir eğilim göstermektedir. Bu malzemeler genellikle inşaat sektöründe hafif yapı elemanları üretmek için kullanılırlar. Hafif beton, normal betondan çok daha düşük yoğunluğa sahiptir. Oldukça gözenekli veya hücresel özelliklerinden dolayı gelişmiş yalıtım performansı gibi pek çok avantaja sahip bir malzemedir. Hafif beton üretmek için çeşitli hafif agrega türleri kullanılır ve bu hafif agregaların özellikleri malzeme özelliklerini önemli şekilde etkiler. Hafifliği, yanmazlık özelliği ve su geçirgenliğinin düşük olması gibi özelliklerinden faydalanmak amacı ile bu çalışmada, hafif beton agregası olarak geri dönüştürülmüş camdan elde edilen genleştirilmiş cam kullanılmıştır. Bu çalışmada; hacimce farklı oranlarda genleştirilmiş cam ve doğal kum kullanılarak, hafif betonlar üretilmiştir (Genleştirilmiş cam oranı: %0, %5, %10, %15, %20). Aynı harç karışımlarına, işlenebilirliği sağlamak ve su oranını azaltmak amacıyla akışkanlaştırıcı katkı maddesi ilave edilerek hazırlanmıştır. Çeşitli birim ağırlıklarda üretilen hafif agregalı betonların, basınç dayanımları, elastisite modülleri, ısıl iletkenliği ve su emme oranları ile birim ağırlıkları araştırılmıştır. Genleştirilmiş cam içeren beton numunelerin yoğunluğu 1.5-2.2 g/cm3, su emme oranları %4-16.69, ısı iletim katsayıları 1-0.063 W/mK, 28 günlük basınç dayanımları 18.3-68.8 MPa aralığında değişmektedir. Kontrol beton numunelerine kıyasla genleştirilmiş cam oranı arttıkça beton numunelerin yoğunluğu, su emme oranı, ısı iletim katsayısı ve basınç dayanımı azalmıştır. Bu azalma genleştirilmiş camın düşük yoğunluk (0.17-0.23 g/cm3), düşük su emme oranı (%23), düşük ısı iletim katsayısına (0.0639 W/mK) sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada betonun elastisite modulü, UPV metodu kullanılarak araştırılmıştır. Genleştirilmiş cam içeren beton numunelerin dinamik elastisite modülü 18.6-40.23 GPa arasında değişmektedir. Kontrol beton numunelerine kıyasla genleştirilmiş cam oranı arttıkça dinamik elastisite modülü azalmıştır. Kum içeren beton numunelerin dinamik elastisite modülü daha yüksektir. Genleştirilmiş camın hafif beton üretiminde kullanılması; yapının deprem yükünün azaltılması, yenilenmeyen doğal kaynakların korunması, atık kaynakların yeniden kazanımı, çevre kirliliğinin önlenmesi, enerjinin korunması ve enerjinin üretimde yeniden kullanılması gibi açılardan oldukça avantajlı olacağı düşünülmektedir. Elde edilen deneysel sonuçların literatürle uyumlu olması, genleştirilmiş camın hafif beton üretiminde kullanılabilirliğini desteklemiştir. Anahtar Kelimeler: Hafif beton, genleştirilmiş cam, mekanik özellikler, elastisite modülü
Experimental determination and modelling of phase equilibrium for washing step during biodiesel production from vegetable oil and animal fat mixtures
The ternary liquid-liquid equilibrium data of biodiesel-methanol-water system involved in the biodiesel production provides important tools for the development and design of the equipment. In this investigation, the effects of temperature and amount of beef tallow in corn oil on ternary liquid-liquid equilibrium data for the system of biodiesel-methanol-water were experimentally and thermodynamically examined.. In the experimental studies, the biodiesel samples (0%, 10% and 20% v/v beef tallow) were produced using the mixtures of corn oil and beef tallow with methanol (methanol to oil: 1/6, n/n) using potassium hydroxide of %1 (w/w) at 60 °C. The solubility data were determined using the cloud point titration method, while the tie-lines data were obtained by using the equilibration cell method for biodiesel-methanol-water systems at temperatures of 25 °C, 35 °C and 45 °C. It was found that the effect of temperature on the solubility curves of ternary liquid-liquid system of biodiesel-methanol-water was negligible at low methanol compositions but had a little effect at high methanol compositions. The ternary liquid-liquid solubility curves of biodiesel-methanol-water systems did not significantly change with the increasing of the beef tallow concentration in corn oil. It was observed that water composition was low in biodiesel-rich phase and also biodiesel composition was low in water-rich phase for all tie-lines obtained. The experimental tie-line equilibrium data were correlated with the NRTL activity coefficient model and a good agreement between experimental and calculated tie-line equilibrium data were observed. Average deviation between experimental and model results was determined as 1.78%.
Bitkisel yağlardan poliollerin sentezlenmesi ve üretilen poliüretanların karakterizasyonu
Bu çalışmada, farklı bitkisel yağlardan elde edilen poliollardan poliüretan üretimi araştırılmıştır. Kanola, pamuk, ayçiçek, mısır, fındık, ketencik, soya ve zeytinyağı gibi bitkisel yağlar poliol üretiminde kullanılmıştır. Bitkisel yağlara epoksilleme, hidroksilleme, nötralizasyon ve saflaştırma işlemleri yapılarak bitkisel yağ bazlı poliollar elde edilmiştir. Bitkisel yağlardan poliol üretiminde, hidroksil sayısı üzerinde etkin olan -hidrojen peroksit miktarı ve reaksiyon süresi gibi- parametreler optimize edilmiştir. Aynı koşullarda farklı bitkisel yağların hidroksil sayılarının da farklı olduğu görülmüştür. Farklı sıcaklıklarda hem bitkisel yağların hem de bitkisel yağlardan elde edilen poliolların reolojik özellikleri belirlenmiştir. Hem bitkisel yağ hem de bu yağdan elde edilen poliolun viskoziteleri ile sıcaklık arasında kolerasyonlar geliştirilmiştir. Üretilen poliüretanın mekanik mukavemeti, yoğunluğu, ısıl iletkenliği, gözenek yapısı, yanmazlığı, çapraz bağ yapısı, termal kararlılığı gibi özellikleri karakterize edilmiştir. Ayrıca mermer, melamin fabrikası atıkları ve bazı inorganik katkı maddelerinin poliüretanın özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kanola, ayçiçek, mısır, pamuk, fındık ve soya yağından elde edilen bitkisel yağ bazlı poliollar poliüretan üretiminde daha pozitif sonuçlar vermişlerdir. Ketencik ve zeytinyağı bazlı poliollar ile üretilen poliüretanlarda çapraz bağ yapısı, mekanik dayanım, ısıl iletkenlik ve gözeneklilik negatif etkilenmiştir. Bitkisel yağ bazlı poliol ve poliüretan sentezlenirken; sıcaklık, nem, ham madde, katkı maddeleri, katalizörler, karıştırma hızı ve basınç gibi parametrelerin optimum ve sabit değerlerde tutulmasının gerekli olduğu görülmüştür. Çünkü maksimum verim elde etmek için her bir parametrenin uygun değerlerde olması gerekmektedir. Bitkisel yağ bazlı poliollara uygun katalizör, başlatıcı ve katkı maddeleri ilave edilerek poliüretan üretimi için karışım hazırlanmıştır. İlk olarak bitkisel yağ bazlı poliola oda sıcaklığında katkı maddeleri ilave edilerek karışım homojen hale getirilmiştir. Karışımın homojen olması için ilave edilen katkı maddelerinin boyutu önemlidir. Su, silikon ve amin katalizörleri optimize edilmiş oranlarda ayrı bir yerde karıştırılıp hazırlanmıştır. Poliüretan üretimi için karışıma izosiyanat ve kalay oktoat optimum oranlarda ilave edilmiştir. Sırasıyla katkı maddeleri, su, silikon, amin, kalay oktoat ve izosiyanat bileşenleri bitkisel yağ bazlı poliol içerisine ilave edilmiştir. Diğer tüm parametreler sabit tutularak, aynı hidroksil sayısına sahip bitkisel yağ bazlı poliollar kullanılarak, yağ cinsinin poliüretan malzeme üzerinde etkisi araştırılmıştır. Aynı koşullarda farklı yağ temelli poliollar kullanılarak üretilen poliüretanın hücre yapısı, çapraz bağ yapısı ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Hidroksil sayısının poliüretan malzeme üzerindeki etkisini araştırmak amacı ile diğer etkin parametreler sabit tutularak, farklı hidroksil sayılı kanola yağı bazlı poliol kullanılarak poliüretanlar üretilmiştir. Elde edilen poliüretanların gözenek morfolojisi, bağ yapısı ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Optimum hidroksil sayısında elde edilen poliüretanın gözenekleri homojen, açık ve çapraz bağ yapısının güçlü olduğu görülmüştür. Düşük hidroksil sayılı poliollarla üretimlerde gözenekler kapalı ve yumuşak iken yüksek hidroksil sayılı poliollarda kırılganlık artmış ve mekanik dayanım düşmüştür. Katkı maddesinin tanecik boyutunun ısı iletim katsayısına etkisi de incelenmiştir. Kullanılan katkı maddesinin tanecik çapı arttıkça, poliüretanın ısı iletim katsayısının da artığı gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Bitkisel yağlar, Bitkisel yağ bazlı poliol, Poliüretan.
Hambeles meyve (Myrtus communis L.)'lerindeki vitaminler, bazı peptitler ve malondialdehit miktarları ile toplam antioksidan kapasitelerinin araştırılması
Bu çalışmada Osmaniye ve Mersin bölgesinde yetişen, aşılı ve aşısız Hambeles (Myrtus Communis Linn) meyve örnekleri taze, -20 °C'de dondurulmuş, güneş ve mikrodalgada kurutularak incelenmiştir. Hambeles meyveleri antioksidan kapasite, toplam fenolik ve flavonoid madde, vitaminler, grelin, glutatyon ve malondialdehit, selenyum, bakır, demir, mangan ve çinko içerikleri bakımından araştırıldı. Taze hambeles meyvelerindeki A, E vitaminleri, likopen ve β-karoten miktarları sırasıyla; 1.61-2.15; 127.02-206.57; 8.50-9.79; 4.57-8.17 µg/g km (kuru madde) aralığında bulunmuştur. Aynı meyvelerdeki tiamin, riboflavin, nikotin amid, pridoksin, folik asit, askorbik asit, siyaokobalamin miktarları ise sırasıyla 78.72-108.32, 52.20-159.40, 161.97-383.10, 38.85-67.20, 1287.00-5190.00, 1020.00-1323.00, 25.85-71.39 µg/g km aralığında olduğu belirlenmiştir. MDA, GSH, GSSG ile Grelin miktarları ise sırasıyla; 4.50-6.68, 571.80-806.10, 97.07-195.42, 14.50-34.40 µg/g km aralığında bulunmuştur. Toplam fenolik madde 26.88-43.01 µg gallik asit/g km, toplam flavonoid madde 15.65-23.42 µg kuersetin/g km, TEAC 231.24-295.08 µmol troloks/g km, DPPH (IC50) 27.45-57.50 µg/mL aralığında olduğu belirlenmiştir. Yapılan analizler sonucunda taze meyvelerin en yüksek vitamin değerlerine sahip olduğu, mikrodalga ve güneşte kurutma işlemlerinde vitamin ve peptit miktarlarında kayıplar olduğu, diğer taraftan dondurarak saklama yönteminde kayıpların daha az olduğu gözlenmiştir. Ayrıca. Siyah renkli hambeles meyvelerindeki toplam fenolik ve flavonoid madde miktarları beyazlara göre daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Bütün türlerde kurutma işlemleri sonucunda stres göstergesi olan MDA ve GSSG miktarı artmış ve GSH/GSSG oranı ile antioksidan kapasite azalmıştır. Hambeles meyvelerinin Zn ve Fe açısından zengin olduğu söylenebilir.
Parabolik oluk tipi güneş kollektörü ile enerji üretimi
Dünyada artan nüfus ile orantılı olarak enerji ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Günümüzde enerji ihtiyacı esas olarak fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil yakıtların kullanılması sonucu meydana gelen emisyonlar çevre kirliliği yaratmakta ve günümüzün önemli bir çevre sorunu olan küresel ısınmaya yol açmaktadır. Ayrıca fosil kaynakların giderek tükenmesi ve ülkelerin ekonomik özgürlüklerini kısıtlaması, araştırmacıları enerji ihtiyacı için yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde güneş enerjisi, sahip olduğu potansiyeli, zararlı emisyonunun olmaması ve teknolojik gelişmelerinin artmasıyla ön plana çıkmaktadır.Türkiye, konumu itibariyle güneş kuşağı içerisinde yer almaktadır ve güneş enerjisi potansiyeli önemle ele alınması gereken büyüklüktedir. Güneş enerjisinden ısıtma, soğutma, pişirme, kurutma gibi amaçlarla yararlanılmasının yanında yoğunlaştırılmış sistemlerle yüksek sıcaklıklarda buhar elde ederek elektrik üretimi yaygınlaşmaya başlamıştır.Bu çalışmada yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemlerinden biri olan parabolik oluk tipi güneş kollektörü incelenmiştir. Parabolik oluklu güneş kollektörünün yansıtıcı yüzey, emici boru ve cam örtü tasarımları yapılarak ısıl deneyler için prototip imalatı yapılmıştır. Tasarlanan 1,40 x 3,00 m boyutundaki parabolik oluk tipi güneş kollektörüyle yapılan deneyler sonucu optik ve ısıl verim hesaplamaları yapılarak ısı transfer sıvısına aktarılan faydalı enerji belirlenmiştir. Hesaplamalar sonucunda sistemin ortalama ısıl veriminin % 85 ve ortalama optik veriminin % 20 olduğu görülmüştür. Optik verimi önemli oranda etkileyen cam örtü optik veriminin ortalama % 25 olduğu görülmüştür. Isı transfer sıvısına aktarılan faydalı enerji ile Organik Rankine Çevrimi (ORC) prosesinde elektrik üretimi teorik olarak simüle edilmiş ve çevrimin çalışma koşullarındaki termodinamik analizi yapılmıştır. ORC prosesinin ekserji analizi yapılmış ve birinci yasa verimi % 9, ikinci yasa verimi % 45 olarak hesaplanmıştır. Yapılan simülasyonlarda deneysel sistem için buhar türbininde net güç çıkışının yaklaşık 50 W olduğu görülmüştür.
Bağıl nemi atomizer nemlendirici ile kontrol edilen bir kamarada depolanan bazı baklagillerin nem sorpsiyon izotermleri ve termodinamik yaklaşım
Bağıl nemi atomizer nemlendirici ile ayarlanan bir kamarada depolanan fasulye, nohut, yeşil mercimek, börülce ve bakla gibi bazı baklagillerin nem sorpsiyon özellikleri 0.1-0.9 aralığındaki su aktivitelerinde ve 25, 35 ve 45oC sıcaklıklarda incelendi. Baklagillerin sorpsiyon izotermleri BET sınıflandırmasına göre J şekilli Tip-III davranış gösterdi. Tüm baklagillerin adsorpsiyon ve desorpsiyonunda belirli bir su aktivitesinde sıcaklığın artması ile denge nem içeriği değerlerinde azalma gözlendi. Baklagillerin sorpsiyon izotermleri tüm su aktivitesi aralığında histeresis etki gösterdi. Deneysel sorpsiyon verileri GAB, BET, Henderson, Oswin, Peleg, Smith, Caurie, Halsey, Ferro-Fontan, Khun, Chung-Pfost, White-Eiring gibi çeşitli modellere uygulandı. Eşitliklerdeki sabitlerin belirlenmesi için non-lineer regresyon analizi kullanıldı. Modellerin deneysel verilere uyumunu değerlendirmek için r2, E, ortalama hata ve RMSE gibi istatistiksel testler uygulandı. Her baklagil için, incelenen tüm sıcaklık ve bağıl nem aralığında su aktivitesi ve denge nem içeriği arasındaki ilişkiyi tarif eden en uygun model bulundu. Sorpsiyon izosterik ısısı, sorpsiyon entropisi, yüzey potansiyeli, net integral entalpi ve net integral entropi gibi termodinamik fonksiyonlar sorpsiyon izoterm verileri kullanılarak belirlendi. Sorpsiyon izosterik ısısı deneysel verileri en iyi temsil eden eşitlikten elde edilen sorpsiyon izotermlerine Clausius-Clapeyron eşitliğinin uygulanması ile belirlendi. Sorpsiyon izosterik ısısı ve sorpsiyon entropisi nem içeriğindeki artış ile azaldı ve saf suyun buharlaşma gizli ısısı değerine yaklaştı. Gibbs serbest enerjisi nem içeriğindeki artış ile azaldı. Entalpi-entropi dengeleme teorisi, baklagillerin nem sorpsiyonunun entalpi kontrollü olduğunu gösterdi. Yüzey potansiyeli, su aktivitesindeki artış ile arttı. Net integral entalpi nem içeriğindeki artış ile azaldı. Net integral entropi değerleri negatif idi ve nem içeriğindeki artış ile arttı.
Polimerik gıda ambalaj malzemelerinde gaz difüzyonunun ve geçirgenliğinin moment tekniği ile belirlenmesi
Gıdaların kötü koku, gaz, ışık ve nem gibi etkilerden korunması için polivinilklorur (PVC), polietilen (PE), polipropilen (PP), polistiren (PS) ve poliamid (PA) gibi polimerlerden üretilen membran yapılı gıda ambalaj malzemeleri sıklıkla kullanılmaktadır. Bundan dolayı gaz ve buharların polimerik ambalaj malzemelerindeki difüzyon, çözünürlük ve geçirgenlik gibi taşınım parametrelerinin bilinmesi polimerik ambalaj malzemesi seçiminde önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, polimerik gıda ambalaj malzemelerinden PVC streç film ve LDPE buzdolabı poşetlerindeki N2, He ve CO2 gibi gazlar ve H2O buharının taşınımı çift taraflı dinamik difüzyon hücresi kullanılarak farklı sıcaklıklarda (30, 40 ve 50 °C) ve izobarik ve izobarik olmayan şartlarda (2-20 kPa basınç farkı) çalışıldı. Gaz izleyicilerin ve su buharının ambalaj malzemelerindeki difüzyon (De), çözünürlük (S) ve geçirgenlik (Pe) katsayıları deneysel olarak elde edilen sıfırıncı ve birinci mutlak moment verilerinin analizi ile belirlendi. İzobarik şartlarda ve çalışılan sıcaklıklarda gazların ve su buharının PVC'deki De değerlerinin He>CO2>N2>H2O sırasında, S değerlerinin H2O>CO2>N2>He sırasında ve Pe değerlerinin ise CO2>He>N2> H2O sırasında azaldığı gözlendi. LDPE ise gazların De değerlerinin He>CO2>N2 sırasında, S değerlerinin CO2>N2>He sırasında ve Pe değerlerinin ise ise CO2>He>N2 sırasında azalma gösterdiği belirlendi. LDPE'nin gaz ve su buharına karşı PVC'ye göre daha geçirgen özellik gösterdiği gözlendi. İzobarik şartlarda gazlar ve su buharının PVC ve LDPE ambalaj malzemelerindeki De ve Pe değerlerinin sıcaklıkla artış gösterdiği, S değerlerinin ise sıcaklıkla azaldığı gözlendi. Basınç farkının artmasıyla birlikte De, S ve Pe değerlerinde belirgin bir değişim olmadığı görüldü.
Tekstil atıksularındaki metal-kompleks boyarmaddelerin ve krom iyonlarının Saccharomyces cerevisiae ve Candida tropicalis mayalarıyla biyobirikiminin araştırılması
Bu çalışmada, Saccharomyces cerevisiae ve Candida tropicalis mayalarının canlı formunun, şekerpancarı melasını karbon ve enerji kaynağı olarak içeren üreme ortamında, Violet 90 metal-kompleks boyarmaddesi ve krom iyonlarını, biyobirikimi araştırılmıştır. Çalışmanın ilk kısmında, S. cerevisiae ve C. tropicalis mayaları ile boyarmadde biyobirikim performansına, mayanın boyarmaddeye adaptasyonu, ortam başlangıç pH'ı, başlangıç indirgen şeker ve başlangıç boyarmadde derişiminin etkileri incelenmiştir. S. cerevisiae ve C. tropicalis ile 10 g/L başlangıç indirgen şeker ve 50 mg/L başlangıç boyarmadde derişiminde, elde edilen en yüksek boyarmadde giderimleri pH 5'te sırasıyla % 74,4 and % 42,9 bulunmuştur.Boyarmadde ve krom içermeyen besin ortamında, S. cerevisiae ve C. tropicalis'in üremesini tanımlamak için Monod eşitliği kullanılmıştır. S. cerevisiae ve C. tropicalis mayaları için µm (en yüksek özgül üreme hızı) ve KS (Monod doygunluk sabiti) değerleri Monod eşitliğinin lineerleştirilmesiyle, sırasıyla, 0,473 saat-1, 3,16 g/L ve 0,253 saat-1, 0,765 g/L olarak hesaplanmıştır.S. cerevisiae ve C.tropicalis mayalarının üremesine boyarmadde inhibisyonunu tanımlayabilmek için lineer karma tip inhibisyon modeli denenmiştir. KI (inhibisyon sabiti) S. cerevisiae için 1132 mg/L ve C.tropicalis için 546 mg/L olarak bulunmuştur.Çalışmanın daha sonraki kısmında S. cerevisiae ve C. tropicalis mayaları ile krom (VI) giderimine, başlangıç pH'ının etkisi incelenmiştir. pH 5'te krom gideriminin daha yüksek olduğu görülmüş ve bu pH'ta S.cerevisiae ile % 4,5, C. tropicalis ile % 30 krom giderimi elde edilmiştir. Krom (III) biyobirikimine başlangıç indirgen şeker ve krom (III) derişiminin etkisi C. tropicalis mayası ile incelenmiştir. Krom (III)'ün C. tropicalis'in özgül üreme hızına etkisi lineer karma tip inhibisyon modeline uygunluk göstermiş ve KI (inhibisyon sabiti) 96,6 mg/L olarak hesaplanmıştır.10 g/L başlangıç indirgen şeker derişiminde, başlangıç boyarmadde ve krom (III) derişiminin C. tropicalis mayası ile boyarmadde ve krom (III)'un biyobirikimine birlikte etkisi Box-Wilson deneysel tasarım metoduna göre incelenmiştir. Design Expert 7.0 programında yapılan ANOVA analizine göre, her iki değişkenin, boyarmadde ve krom biyobirikimi üzerinde istatistiksel açıdan etkili olduğu görülmüştür.Çalışmanın son bölümünde, S.cerevisiae ile boyarmadde giderimi, sürekli beslemeli reaktör sisteminde araştırılmıştır. Seyrelme hızının boyarmadde giderimine etkisi araştırılmış ve en uygun seyrelme hızı 0,104 saat-1 (0,87 mL/dak) olup bu hızda % 30 boyarmadde biyobirikimi elde edilmiştir.
Sıcaklık kontrolü ile elde edilen polistiren nanokompozitlerinin araştırılması
Polimerler yüksek molekül ağırlıklı, modern toplumda çeşitli uygulamaları bulunan malzemelerdir. Polimerler monomer olarak adlandırılan küçük moleküler bileşiklerin kimyasal reaksiyonları sonucu elde edilirler. Polimerler genellikle yüksek sertliğe ve camsı geçiş sıcaklığına sahip, kauçuk elastikliği gösteren malzemelerdir. Polimer malzemeler çözelti ve eriyikler gibi yüksek viskoziteye sahiptirler. Polimer endüstrisi günümüzde oldukça önemli bir sanayi kolu haline gelmiştir. Polimer reaktörlerinde istenen özelliklerde ürün elde etmek için sistem değişkenlerinin ve ortam şartlarının kontrolü gerekmektedir. Nanokompozitler, bir matris içerisinde nanometre büyüklüğünde parçacıkların dağılması ile oluşan malzemelerdir. Organik-inorganik kompozitler, hem polimerlerin hem de inorganik malzemelerin özelliklerinin birleşimine sahip oldukları için son yıllarda birçok alanda ilgi uyandırmaktadırlar. Çok iyi dağılmış nanometre boyutundaki parçacıklar ile hazırlanmış klasik polimer kompozitlere göre üstün fiziksel özelliklere ( termal, mekanik ve gaz bariyeri gibi) sahiptirler. Polimer nonokompozit hazırlanmasında inorganik parçacık olarak kil, SiO2 ve TiO2 sıklıkla kullanılır. Bu çalısmada, polistiren/silika nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu amaçlanmış, nanokompozit malzemelerin elde edilmesinde iki farklı üretim metodu kullanılmıştır, eriyikle harmanlama ve eş zamanlı üretim metodu. Polimerizasyon reaksiyonu radikalik katılma polimerizasyonu ile yarı kesikli polimerizasyon reaktöründe gerçekleştirilmiştir. Polimerizasyon süresince kendinden ayarlamalı PID denetleyici ile sistem sıcaklığı kontrol altında tutulmuş, sıcaklık visiDAQ programı ile takip edilmiştir. PID denetleyicinin ayar parametrelerinin bulunmasında genetik algoritma kullanılmıştır. Proses süresince belirlenen zamanlarda alınan numunelerin karakterizasyonunun incelenmesinin yanı sıra numunelerin % monomer dönüşümleri ve sayıca molekül ağırlıkları da hesaplanmıştır. Nanokompozit malzemelerin karakterizasyon aşamasında, yapısal, termal, mekanik ve yüzey karakterizasyon özellikleri incelenmiştir. Termal özelliklerin belirlenmesinde temogravimetrik analiz (TGA), yüzey karakterizasyonu için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve yapısal analiz için Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) kullanılmıştır. Sertlik ölçümlerinden de mekanik özelliklerin değerlendirilmesinde yararlanılmıştır. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda silika oranına bağlı olarak ısıl ve mekanik özelliklerin arttığı görülmüştür. Yüzey karakterizasyonunda silika partiküllerinin dağılımının homojen olmadığı ve topaklaşmalar olduğu belirlenmiştir. Karakterizasyon çalışmaları da incelenerek nanokompozit üretim metodları karşılaştırılmış ve eriyikle harmanlama metoduyla elde edilen nanokompozitlerin özelliklerinin daha iyi olduğu belirlenmiştir.
Uçucu organik çözücülerin çeşitli alçı örneklerindeki difüzyon ve adsorpsiyonu
Bu çalışmada, uçucu organik bileşiklerin (UOB) çeşitli alçı örnekleri peletlerindeki difüzyon ve adsorpsiyon davranışı tek pelet moment tekniği ile incelenmiştir. Deneysel çalışmalar bir yönlü tek pelet Wicke Kallenbach tipi bir difüzyon/adsorpsiyon hücresinde izobarik şartlarda gerçekleştirilmiştir. Yapı malzemesi olarak perlitli sıva, ısı yalıtım levha sıva, inşaat, makine ve perdah alçıları kullanılmıştır. Taşıyıcı gaz olarak azot, izleyici bileşen olarak da toluen, metanol ve aseton kullanılmıştır. Kuru ortam deneyleri 50-175 ml/dk aralığında farklı gaz akış hızlarında ve 25-60 °C aralığında gerçekleştirilmiştir. Nemli ortam deneyleri ise 25 ve 40 °C' de %20 ve %40 nem ortamında yürütülmüştür. Gaz analizleri gaz kromatografisinde gerçekleştirilmiştir. GC dedektöründen elde edilen cevap pikinin analizi ile adsorpsiyon mekanizması belirlenerek adsorpsiyon denge sabiti ve etkin difüzyon katsayısı hesaplanmıştır. Sıfırıncı moment analizlerinden izleyici bileşenlerin çalışılan tüm alçı peletlerinde tersinir olarak adsorplandığı gözlenmiştir. Tüm alçı peletlerinde uçucu organik bileşiklerin adsorpsiyon denge sabiti ve etkin difüzyon katsayısı birinci mutlak ve ikinci merkezi momentlerin değerlendirilmesiyle hesaplanmıştır. Çalışılan izleyicilerin kullanılan bütün katılardaki adsorpsiyon katsayılarının sıcaklıkla azaldığı gözlenmiştir. Bütün izleyiciler en fazla makine ve inşaat alçısında, en az ısı yalıtım alçısında adsorplanmıştır. İzleyicilerin alçı peletlerindeki etkin difüzyon katsayıları ise sıcaklıkla artmıştır. Nem etkisinin araştırıldığı çalışmalarda ise nem oranı arttıkça izleyicilerin adsorpsiyon denge sabitlerinde ve etkin difüzyon katsayılarında azalma gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Alçı, Uçucu organik bileşik, Adsorpsiyon, Etkin difüzyon katsayısı, Dinamik metot.
Çevresel atıkların kompozit yapı malzemesinde değerlendirilmesi
Bu çalışmada, yurdumuzun çevresel atıkları tuğla kilinde kullanılarak kompozit malzeme üretimi amaçlanmıştır. Ana malzeme Reşadiye kili; dolgu malzemeleri ise Kütahya- Emet Bor İşletmesi bor atığı, Seyitömer Termik Santral uçucu külü ve Ankara-Tatlar Atıksu Arıtma Tesisi arıtma çamurudur. Değişik kaynaklardan elde edilen numuneler önce öğütülmüş daha sonra değişik oranlarda iyice karıştırılmış, nemlendirilmiş ve kalıplara dökülmüştür. Deneylerde kütle temel alınmak üzere kompozitlerde bor atığı %2,5-20, uçucu kül %2,5-10, arıtma çamuru %0-10 oranında değiştirilmiş ve tuğla kili %75-85 arasında kullanılmıştır. 50x50x50 mm ebadında şekillendirilen numuneler sırasıyla oda sıcaklığında 24 saat, daha sonra 105±1 °C'de 12 saat kurutulmuştur. Birim hacim ağırlığı, kuruma küçülmesi, su emme, basınç dayanımı ve kütle kaybı testleri yapılmıştır. Yapılan testler sonunda, TS EN 771-1 standardı olan tuğla fiziksel parametrelerine kısmen yaklaşıldığı tespit edilirken aynı zamanda enerji tasarruflu ve çevre dostu kompozit malzeme üretilmiştir.
Rekombinant mikroorganizmalar kullanılarak L-dopa ve dopamin'in eşzamanlı biyosentezi
Çalışmada, Citrobacter freundii (NRRL B-2643) ve Erwinia herbicola (NRRL B-3466) gibi gram-negatif bakterilerin doğal (yabanıl) suşları ile Vitrocella hemoglobin (VHb+/VHb-) geni (vgb+/vgb-)'nin aktarılması sonucu elde edilen rekombinant suşları (Citrobacter freundii pMK57, Citrobacter freundii pMK79, Erwinia herbicola pUC8, Erwinia herbicola pUC8:15) kullanılmıştır. Doğal ve rekombinant suşlar ile hücre içi ve hücre dışı L-DOPA ve Dopamin'in biyosentezi sentetik fermantasyon ortamlarında karşılaştırmalı olarak çalışılmıştır. Araştırmada L-DOPA ve Dopamin üretim miktarının, hem genetik mühendisliği uygulaması olan rekombinant DNA teknolojisi ile hem de metabolit mühendislik uygulamalarından olan ortam optimizasyonu ile artırılması amaçlanmıştır. Deneyler, 250 ml'lik erlenlerde ve 1 litre hacmindeki biyoreaktörde gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, karbon kaynağı (glikoz) derişimi, organik (pepton, yeast ekstrakt, üre) ve inorganik ((NH4)2SO4, NaNO3) azot kaynakları ve derişimleri ile diğer ortam bileşenleri (NaCl ve CaCl2)'nin yanı sıra, inokulum oranı, pH, sıcaklık ve çalkalama hızının L-DOPA ve Dopamin üretimi üzerine etkisi sentetik ortamlarda kesikli sistemde incelenmiştir. En yüksek L-DOPA ve Dopamin üretimi Citrobacter freundii MK79 rekombinant suşu kullanılarak sırasıyla hücre dışı 663 mg L-1 ve 481 mg L-1, hücre içi ise 339 mg L-1 ve 190 mg L-1 düzeylerinde optimize edilen fermantasyon ortamında (5.0 g L-1 glikoz, 15.0 g L-1 pepton, 12.5 g L-1 yeast extract, 2.5 g L-1 amonyum sülfat, 1.0 g L-1 kalsiyum klorür, pHb: 7.0, İnokulum oranı: % 5.0 v/v; Ortam sıcaklığı: 30 oC ve çalkalama hızı 200 rpm) elde edilmiştir. Kesikli olarak işletilen biyoreaktördeki fermantasyon ortamında kütle aktarım parametreleri araştırılmıştır. Karıştırma ve hava giriş hızı arttıkça hacimsel kütle transfer katsayısı, kLa ve oksijen tüketim hızı, ro değerinin de arttığı görülmüştür. Kesikli olarak işletilen bioreaktör sistemde, Citrobacter freundii (NRRL B-2643)'den L-DOPA biyosentezi kinetiği incelenmiştir. Çalışmada literatürde mevcut çeşitli kinetik modeller ile Yapay Sinir Ağı (YSA) ile oluşturulan model kıyaslanmıştır. Kinetik parametrelerin değerleri Genetik Algoritma Toolbox'ı ile optimizasyon yapılarak belirlenmiştir. Mikrobiyal büyüme, L-DOPA üretimi ve glikoz tüketimine ait deneysel sonuçlar ile modellerden elde edilen sonuçlar kıyaslanmış ve YSA modelinin sistemin davranışını daha iyi tanımladığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: L-DOPA, Dopamin, Citrobacter freundii (NRRL B-2643) Citrobacter freundii pMK57, Citrobacter freundii pMK79, Erwinia herbicola (NRRL B-3466), Erwinia herbicola pUC8, Erwinia herbicola pUC8:15, Rekombinant DNA teknolojisi, Daldırmalı fermantasyon, Biyoproses şartları, Kesikli fermantasyon, Biyoreaktör işletim parametreleri, Kinetik model, Genetik algoritma, Yapay sinir ağı.
Mekanokimyasal yöntemle sodyum amitten sodyum borhidrür sentezi, katalitik dehidrojenasyonu ve yakıt hücrelerinde kullanımı.
Dünya nüfusunun giderek büyümesi ve teknolojinin gelişmesi nedeniyle, artan nüfusun daha iyi yaşam koşullarına ulaşma isteği günden güne artmaktadır. Buna paralel olarak daha çok tüketim söz konusu olmakta ve üretim ihtiyacını karşılayacak enerji miktarı da yükselmektedir. Artan enerji ihtiyacı; fosil yakıtların ıslahına yol açmakta, yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi yönünde araştırmaların yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Hidrojen enerjisi temiz bir enerji olmasına rağmen, hidrojen depolama, taşıma ve güvenli bir şekilde son kullanıcıya ulaştırma problemleri sebebiyle henüz uygulamaya geçilememektedir. Bu amaçla sodyum borhidrür sentezi geliştirilerek, hidrojenin depolanmasındaki problemlerin giderilmesine çalışılmaktadır. Bununla beraber, dehidrojenasyon yöntemi ile kontrollü hidrojen açığa çıkarılması ve emniyetli kullanım yöntemleri önem kazanmaktadır. Bu konuda, çeşitli katalizörler varlığında ve farklı reaksiyon şartlarında en yüksek reaksiyon verimini optimum şartlarda belirlemek amacıyla çalışmalar yürütülmektedir.Bu çalışmada sodyum amit, magnezyum hidrür ve bor oksitten speks tipi 3 boyutlu öğütücü sisteminde mekanokimyasal reaksiyon ile yüksek oranda hidrojen depolayabilen sodyum borhidrür (NaBH4), üretilmiş ve etilen diamin ile saflaştırılmıştır. Elde edilen ürünün karakterizasyonu amacıyla FT-IR, XRD, TGA/DTA, tane boyutu analizi ve iyodimetrik analiz tekniklerinden yararlanılmıştır. Sodyum borhidrürden enerji elde etmek amacıyla katalitik dehidrojenasyon reaksiyonu ile hidrojen üretilmiştir. Dehidrojenasyon işleminde kullanılan katalizörler ekonomik olarak sentezlenmiştir. Katalizörlerin dehidrojenasyon reaksiyonunda kullanılması sonucunda, tepkimeye ait kinetik özellikler geliştirilmiştir. Katalizörlerin yüzey özelliklerinin ve elementel içeriklerinin belirlenmesi için SEM+EDS ve BET analizleri yapılmıştır. Ayrıca üretilen hidrojenin proton değişim membran (PEM) yakıt hücresinde kullanımın geliştirilmesi yönünde ön çalışmalar yapılmıştır. PEM yakıt hücresinde performans ölçümü gerçekleştirilerek entegre bir sistemin kurulabilmesi için gereken sistem koşulları belirlenmiştir.Yapılan çalışmalar sonucunda, sodyum borhidrür sentezi için reaksiyon stokiyometrisine göre %30 oranında fazla magnezyum hidrür kullanımı ve speks tipi öğütücüde 500 dakika süresince gerçekleştirilen mekanokimyasal reaksiyon ile en verimli sonuç elde edilmiştir. Etilen diamin ile gerçekleştirilen saflaştırma sonucunda %84 verimle sodyum borhidrür üretilmiştir. Dehidrojenasyon reaksiyonunda kullanılan katalizörle 2171 çevrim gerçekleştirilmiş ve katalizör 212 gün kullanılmıştır.
Alüminyum matrisli bor karbür takviyeli sermet kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Bor karbür, elmas ve kübik bor nitrürden sonra gelen en sert malzemedir. Ayrıca, birçok kimyasal reaksiyona karşı dayanımının iyi ve yoğunluğunun da düşük olması önemli özelliklerindendir. İçerik bakımından yaklaşık %80 Bor ihtiva eden bor karbür, yüksek ergime noktasına, iyi kimyasal ve fiziksel kararlılığa sahip olmasından dolayı nötronların absorbe edilmesinde etkin ve ekonomik kullanıma sahiptir. Bu özellikleri ile kesici alet yapımında, özel uç oluşturmada ve zırh malzemesi yapımında önemli kullanım alanları bulunmaktadır. Ayrıca, bor karbür kullanılarak en yüksek özgül mukavemete sahip seramiklerden biri elde edilebilmekte ve kompozitin toplam ağırlığı arttırılmaksızın mekanik özellikleri geliştirilebilmektedir.Bu çalışmada, bor ve karbon reaktiflerinden çıkılarak mekanokimyasal yöntemle bor karbür sentezlenmiş ve bu malzemeden stratejik öneme sahip seramik metalik kompozit malzeme üretilerek dayanımı test edilmiştir. Çalışma 2 aşamadan oluşturulmuştur. İlk aşamada, 4 farklı orandaki karbon ve bor elementlerinin inert atmosferde mekanokimyasal reaksiyonla oluşumu gerçekleştirilmiş, elde edilen ürünler 1550°C'de sinterlenerek bor karbür kristallerinin oluşumu sağlanmıştır. Elde edilen ürüne sırasıyla FT-IR ve XRD analizi yapılarak pik şiddetleri incelenmiş ve kullanılması gereken B/C oranı belirlenmiştir. 20 ml/min azot-argon gaz akışında yapılan TGA-DTA analizi sonucunda, çalışılan en yüksek sıcaklığa kadar bor karbürün kararlı yapıya sahip olduğu, yüksek sıcaklıkta herhangi bir bozunma olmadığı tespit edilmiştir. İkinci aşamadaki deneylerde, 5 farklı oranda hazırlanmış Al-B4C kompozitleri bilyalı değirmende üniform hale getirilerek 400 MPa basınçta plaka halinde preslenmiştir. Preslenen kompozitler 600°C'de atmosferik ortamda 1 saat süreyle sinterlendikten sonra sertlik ölçümleri yapılmıştır. Kütlece %50 takviye oranına kadar kompozit sertliğinde artış meydana gelmiş, %50'den fazla takviye katkısının sertliği düşürdüğü gözlenmiştir. Takviye katkısına karar verildikten sonra, sinterleme süresinin ve sinterleme ortamının kompozit sertliği üzerindeki etkisi incelenmiş ve malzeme yoğunluğu hesaplanmıştır. Aynı zamanda SEM ve EDS analizleri yapılarak partiküllerin matris içindeki dağılımları incelenmiştir.Yapılan çalışmalar sonucunda optimum parametrelere sahip numune argon atmosferinde 120 dakika boyunca sinterlenerek hazırlanmış, B/C mol oranı 4/1 olan, kütlece %50 takviye katkılı kompozit numunesi olarak belirlenmiştir. Bu numuneye ait sertlik değeri 418 Hv, yoğunluk değeri 2,48 g/cm3'dir. SEM-EDS analizlerinin uniform dağılım göstermesi ve teorik yoğunluk değerine %95 oranında yaklaşılması yüksek bor rezervinden dolayı uç kimyasalların ticari değere katma değer olarak ülkemize kazandırılması yönünde önemli katkılar sağlayacaktır.
Kabarcıklı kolonda sodyum metaborat çözeltisine karbon dioksitin absorpsiyonu
Günümüzün en güncel problemlerinden birisi olan küresel ısınma, atmosfere salınan sera gazlarından dolayı olmaktadır ve en önemli sera gazlarından birisi de karbon dioksittir. Küresel ısınmanın engellenmesi için özellikle termik santrallerden proses sonucu çıkan CO2'in tutulması ve uygun yerlere depolanması gerekmektedir. Karbondioksitin tutulması için endüstride genellikle amin çözeltileri ya da amonyak gibi değişik çözeltiler kullanılmaktadır. Absorpsiyon kolonlarında bu farklı çözeltilerle tutulan CO2'in yer altında veya okyanuslara depolanması hakkında da çalışmalar sürmektedir.Bu çalışma CO2'in atık gazlardan tutulması üzerinedir. İlk olarak sodyum metaborat çözeltisinin CO2 tutulmasında kullanılabileceği araştırılmış ve uygun bir tutucu olduğu kanıtlanmıştır. Ardından endüstriyel uygulamanın ilk ve basit bir örneği olan sıvıya göre kesikli kabarcıklı kolonda kimyasal reaksiyonlu absorpsiyonun gerçekleştirildiği gösterilmiştir.Çalışmanın sonraki aşamasında ilk olarak sodyum metaborat çözeltisine CO2'in absorpsiyonu sonucu gerçekleşen reaksiyonun kinetiği incelenmiştir ve frekans faktörü ile aktivasyon enerjisi sırasıyla 1,97x10-3 m3/mol-s ve 18062 J/mol olarak hesaplanmıştır. Üçüncü olarak çalışmalara sürekli kabarcıklı kolonda devam edilmiştir. Öncelikle kabarcıklı kolonda farklı gaz akış hızlarındaki gaz ve sıvı tutulmaları belirlenmiştir. Daha sonra kabarcıklı kolonda, oksijen desorpsiyonu ile sıvı fazı fiziksel kütle transferi katsayısı ve sodyum metaborat çözeltisine CO2'in absorpsiyonu çalışmaları ile sıvı fazı kimyasal kütle transferi deneysel olarak incelenmiştir. Bunun sonucunda sodyum metaborat çözeltisine CO2'in absorpsiyonu için kütle transfer hızında kimyasal reaksiyonun etkisini veren artış faktörü belirlenmiştir. Bu artış faktörü, önerilen sistemin endüstriye uyarlanmasındaki tasarım hesaplarında yararlı olacaktırAyrıca bu çalışma ile, sodyum borhidrürden H2 elde edildikten sonra kalan sodyum metaboratın karbon dioksit bertarafı gibi güncel bir konuda da değerlendirilmesinin mümkün olduğu gösterilmiştir. Absorpsiyon işlemi sonunda elde edilen çözeltinin kurutulması ile de sanayiide (özellikle cam sanayiinde) değerlendirilme potansiyeli yüksek olan bir karışım elde edilmiştir.
Düşük sıcaklıkta bor karbür üretimi ve karakterizasyonu
Bor karbür, yüzlerce bor bileşiği arasında yüksek pazar hacmine sahip önemli bir bor uç ürünüdür. İleri teknolojik seramik malzemeler içerisinde bor karbürün özel bir yeri vardır. Bor karbür yüksek sertliği, düşük yoğunluğu, kimyasallara karşı direnci, ısıya dayanımı ve yüksek nötron absorplama özellikleri nedeni ile birçok askeri ve sivil uygulama alanı bulmuştur. Bu özellikler endüstride öğütücü, parlatıcı ve aşındırıcı toz olarak kullanılması ile kendini göstermiştir. Hafif ve sert olması, zırhlı muharebe araç zırhlarının kuvvetlendirilmesinde, askeri amaçlı helikopter ve uçakların mekanik aksamları ile personelin korunması amacına dönük olarak zırhlandırılmasında yaygın uygulama alanları bulmasına sebep olmuştur.Bor karbür üretmek için pek çok yöntem bulunmaktadır. Bunlardan bazıları; mekanik alaşımlama, sol jel, kimyasal buhar biriktirme, kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık ve karbotermal indirgeme yöntemleridir. Bu yöntemlerin ortak yanı yüksek enerji gereksinimine ihtiyaç duymalarıdır. Bu çalışmada amaç, yardımcı indirgeme (co-reduction) yöntemiyle düşük sıcaklıklarda bor karbür tozu sentezlemektir. Başlangıç maddeleri olarak BBr3, CCl4 ve yardımcı indirgeyici olan Na kullanılmıştır. Çalışmada 400°C, 450°C ve 500°C olmak üzere 3 farklı sentez sıcaklığı ve 2 ile 10 saat arasında 5 farklı tepkime süresi ile tepkime gerçekleştirilmiştir. Nihai ürünlerin karakterizasyon işlemleri FT-IR, TGA/DT, XRD ve parçacık boyut dağılımı analizi ile yapılmıştır. Sonuç olarak 450°C ve 8 saat boyunca gerçekleştirilen tepkime ile elde edilen toz ürünün mikron boyutunda olduğu ve bu tozun bir bor karbür öncül maddesi olduğu anlaşılmıştır. Bu toz ürün 700°C'da 3 saat boyunca sinterlendikten sonra yapılan XRD analizi, kristal bor karbür oluşumunun başladığını göstermiştir.
Polimer esaslı nanokompozit jel sentezi ve biyo uygulanabilirliğin incelenmesi
Bu çalışmada, N-izopropilakrilamid (NIPAM) ve 2-akrilamido-2-metil-propansülfonik asit (AMPS)' den oluşan pH duyarlı nanokompozit jeller silika nanopartikül çözeltisi içinde in-situ, serbest radikalik ko-polimerizasyon ile sentezlenmiştir. Miyoglobin (Mb, MA 17 kDa) kalıp biyo-molekül olarak kullanılmıştır. Nanokompozit jellerin adsorpsiyon kapasitesi üzerine başlangıç derişimi ve adsorpsiyon süresinin etkisi incelenmiş ve nanokompozit jellerin bileşimindeki %mol AMPS ile doğrudan ilişkili olduğu belirlenmiştir. Proteinlerin izoelektrik noktası adsorpsiyon özelliklerini etkilemektedir. Genellikle sulu çözeltiden adsorpsiyonlarda, maksimum adsorpsiyon proteinlerin izoelektrik noktasında gözlenmektedir. Maksimum Mb adsorpsiyonu, Mb'nin izoelektrik noktasına çok yakın olan pH 7,0'da gözlenmiştir.Nanokompozit jellerin adsorpsiyon özelliklerini geliştirmek ve bunlara seçicilik özelliği kazandırmak için ikinci çalışma olan moleküler baskılama yöntemi gerçekleştirilmiştirMoleküler baskılı nanokompozit jeller, hedef molekül üzerinde üç-boyutlu, çapraz bağlı polimerin oluşturulmasıyla hazırlanır. Hedef molekül uzaklaştırıldıktan sonra polimer üzerinde şekil ve fonksiyonel grup bakımından tamamlayıcı boşluklar kalır.Sıcaklık duyarlı poli (N-izopropilakrilamid) nanokompozit jeller in-situ, serbest radikalik polimerizasyon yöntemi ile nano boyutlu silika varlığında ve beş farklı derişimdeki Mb çözeltisi içerisinde moleküler baskılama tekniği ile sentezlenmiştir. Beş farklı derişimdeki Mb çözeltisinden adsorpsiyon özellikleri, moleküler baskılanmış ve baskılanmamış olmak üzere iki farklı adsorpsiyon sistemde incelenmiştir. Mb baskılanmış nanokompozit jellerin baskılanmamış jellere göre daha yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğu gözlenmiştir.Belirlenen çalışma koşullarında en yüksek Mb adsorpsiyon miktarı 12.5% Mb baskılanmış nanokompozit jelde elde edilmiştir. Ek olarak seçicilik çalışmalarında Fibrinojen ve Hemoglobin olmak üzere iki farklı molekülle çalışılmıştır. Baskılanan molekül yüzdesinin en fazla olduğu nanokompozit jellerin, moleküler baskılanmış ve baskılanmamış bütün jellerden daha yüksek adsorpsiyon kapasitesi, seçicilik ve hızlı adsorplama özellğine sahip olmasının nedeni yapıda bulunan Mb'e özgü boşlukların en fazla olmasıdır.
Şlempe ve Cibreden yavaş salınımlı potasyum-struvit gübresi üretimi için bir proses geliştirilmesi
Hızlı çözünen klasik gübrelerin ekonomik kayıplar yanında çevre kirlenmesine de yol açması yavaş salınımlı gübrelerin kullanımını gerekli hale getirmiştir. Diğer taraftan, dünyadaki rezervi sınırlı olan kaynakların hızla tükenmekte oluşu, yan ürün ve artıkları değerlendirecek yeni proseslerin geliştirilmesine yol açmıştır. Bu çerçevede fosfatlı gübreler, gerek yavaş salınımlı gübrelerin üretimi ve gerekse fosfat rezervlerinin korunması yönlerinden önemlidir. Bu çalışmada, melastan alkol üretiminin destilasyon basamağında ortaya çıkan potasyum içerikli şlempe ile şarap üretim artığı olan cibreden çıkarak yavaş salınımlı potasyum mağnezyum fosfat gübresi ve yan ürün olarak da aktif karbon üretimi için proses şartları araştırılmıştır. Bu amaçla önce, konsantre şlempe-cibre karışımları azot gazı atmosferinde pirolize tabi tutulmuş ve piroliz ürününün su ile ekstraksiyonuyla potasyum çözeltiye alınmıştır. Ekstraksiyondan kalan ve asitle stabilize edilen katı maddeler aktif karbon özellikleri yönünden karakterize edilmiştir. Potasyum içerikli ekstrakttan yavaş salınımlı gübre bileşeni olan potasyum mağnezyum fosfat (potasyum-struvit, KMgPO4.6H2O) çöktürülerek elde edilmiş, proses şartları ve ürün karakteristikleri ortaya konulmuştur. Kurutulmuş konsantre şlempe-cibre karışımları 600-800C'de pirolize tabi tutulduktan sonra elde edilen chardan potasyum, su ile yüksek verimle ekstrakte edilebilmektedir. Asit çözeltisiyle işleme sokulan katı kalıntının spesifik yüzey alanının yüksek değerlerde oluşu, karışım bünyesindeki potasyumun aktifleşmeye neden olduğunu ortaya koymaktadır. İkinci basamakta, ekstraksiyon sonucu elde edilen, alkalinitesi yüksek olan potasyum içerikli çözeltiden fosforik asit ve mağnezyum bileşikleri de kullanılarak potasyum-struvit içerikli ürünler elde edilmiştir. Ancak, ekstraktın sahip olduğu alkalinitenin optimal pH'yı sağlamak için kafi gelmediği ve NaOH gibi bir bazın kullanılmasına ihtiyaç bulunduğu belirlenmiştir. Potasyum-struvit çöktürme işleminde sadece ekstrakt kullanıldığında, fazla miktarda ekstrakta ihtiyaç olmakta ve bu durumda safa yakın potasyum-struvit elde edilebilirken, potasyum temelinde hesaplanan verim yaklaşık % 30 civarında kalmaktadır. Stokiometrik orandaki bileşenlerle (K:Mg:P=1:1:1) ve pH'yı optimale yükseltmek üzere NaOH çözeltisi kullanıldığında, potasyum kazanım temelinde verim yaklaşık % 50'ye çıkarılabilmektedir. Stokiometrik orandan fazla mağnezyum ve fosfat bileşeni ve optimal pH'ya ulaşmak üzere de NaOH çözeltisi kullanıldığında, potasyum bazında verim artırılabilirken bu durumda da elde edilen üründe potasyum yüzdesi düşük olmaktadır. K:Mg:P=1:3:3 şartlarında, ekstrakttaki potasyumun yaklaşık % 89'u çöktürülüp kazanılabilmektedir. Bu durumda, potasyum-struvit yanında başka mağnezyum fosfat bileşikleri de çökerek potasyum yüzdesi düşük ürünler elde edilmektedir. Ancak safsızlık olarak bulunan mağnezyum fosfatın, bileşenlerin nütrient elementleri oluşu nedeniyle, potasyum yüzdesi teorik potasyum-struvit bileşimine göre düşük olarak oluşan ürünün gübre değerini fazlaca etkilemeyeceği ifade edilebilir. Çeşitli şartlarda elde edilen potasyum-struvit içerikli ürünlerin kimyasal bileşimi yanında bazı fizikokimyasal özellikleri de belirlenmiştir. Bu çerçevede ayrıca, ürünün su ve bitki beslemede önemli olan bazı maddeleri içeren ortamlarda çözünürlük özellikleri de ortaya konulmuştur. Elde edilen ürünün, uzun süreli temas sonunda potasyum temelinde sudaki çözünürlüğü yaklaşık % 2, kompleksleştiricilerin bulunduğu ortamda ise % 10'dan fazla olarak bulunmuştur. Bu değerler, proses sonunda elde edilen ürünün yavaş çözünen tipten bir gübre materyali olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, bu prosesle şlempedeki potasyum, yavaş çözünen özellikte potasyum-struvit içerikli bir gübre olarak elde edilebilirken, yan ürün olarak da belli amaçlarla kullanılabilir tipten bir aktif karbon kazanılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Potasyum-struvit, Yavaş salınımlı gübre, Aktif karbon, Şlempe, Cibre
Polistiren kil nanokompozitin sentezi ve karakterizasyonu
Nanokompozitler uygulandıkları yüzeylere yüksek mekanik direnç, organik uçucular, su ve oksijen geçirgenliğinde azalma, elektrik iletkenliği veya yalıtım, yanmaya karşı direnç, kimyasal direnç, şeffaflık, düzgün yüzey görünümü, esneklik gibi pek çok özelliği kazandırırlar. Bu malzemelerden birisi de polistiren/kil nanokompozitdir. Kil, tabakalı yapısından ve uygun ortamlarda tabakaların kolay dağılmasından dolayı nanokompozit elde edilmesinde en çok kullanılan mineraldir. Killer polimer endüstrisinde, polimerin fiziksel mekaniksel özelliklerini iyileştirmek için kuvvetlendirici olarak büyük ölçüde kullanılmaktadır. Polimer matris içerisine az oranda tabakalı kil katılmak suretiyle oluşturulan kompozit malzeme bazı üstün özelliklere sahip olacaktır: yanmazlık, mekanik dayanıklılık, bariyer özelliği gibi. Polistiren/kil nanokompozit, izolasyon malzemesi olarak, ince cidarlı kaplarda, soğutma kulelerinde, boru, köpük, kauçuk, çeşitli aletler, otomobil parçaları, paneller ve elektronik aletlerin plastik aksamlarında yaygın bir kullanım alanına sahiptir.Yapılan deneysel çalışmada, iki farklı üretim metodu ve iki farklı işletim koşulu kullanılarak çalışılarak polimerik nanokompozitler üretilmiştir. Çalışmada kullanılan üretim yöntemleri eş zamanlı üretim metodu ve eriyikle harmanlama metodudur. Deneyler 1000C ve 1050C' de sabit sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Sistemin bu sıcaklıkta kalması için kendinden ayarlamalı PID kontrol yöntemi uygulanmış ve visiDAQ programıyla sıcaklık kontrolü yapılmıştır. Nanokompozitler elde edildikten sonra ilk olarak % monomer dönüşümleri ve viskozite ortalama molekül ağırlıkları hesaplanmış ve sonrasında ise karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir.Nanokompozit malzemelerin karakterizasyon aşamasında, yapısal, termal, mekanik ve yüzey karakterizasyon özellikleri incelenmiştir. Termal özelliklerin belirlenmesinde temogravimetrik analiz (TGA), yüzey karakterizasyonu için Geçirimli elektron mikroskobu (TEM), yapısal analiz için Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) kullanılmıştır. Mekanik özelliklerin değerlendirilmesinde Shore D sertlik ölçüm yöntemi kullanılmıştır. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda, FTIR yöntemi ile eş zamanlı üretim metoduyla üretilen nanokompozitler ve eriyikle harmanlama methoduyla elde edilen nanokompozitlere ait spektrumlarda birbiriyle hemen hemen aynı frekanslarda olan pikler görülmüştür. TGA termogramlarından kil oranının artmasıyla nanokompozit malzemelerin bozunma sıcaklıklarının arttığı görülmüştür.Elde edilen nanokompozitlerin yüzey karakterizasyonu TEM yöntemi ile incelenmiş, polimer-kil arayüzey etkileşimlerinin yüksek olduğu ve kil tabakalarının polimer fazı içerisinde, düzenli yığışım yapısının tamamen bozularak maksimum dağılım gösterdiği durum, yani dağılmış (exfoliated) yapıda olduğu görülmüştür. Karakterizasyon çalışmalarına göre, genel olarak eriyikle harmanlama metoduyla elde edilen nanokompozitlerin özelliklerinin daha iyi olduğu belirlenmiştir.
Saccharomyces cerevisiae mayasıyla reactıve blue 222 biyosorpsiyonunun kinetik ve termodinamiği
Yapılan bu çalışmada, ölü Saccharomyces cerevisiae mayası ile Reactive Blue 222 biyosorpsiyonu ortam koşullarına bağlı olarak incelenmiştir. Reactive Blue 222 için, belirlenen en uygun ortam koşulları pH 2,0, 30 °C sıcaklık, 200 ppm başlangıç Reactive Blue 222 çözeltisi derişimi ve 2,0 g/L biyokütle derişimi şeklindedir. Bu koşullarda, maksimum biyosorpsiyon kapasitesi 93,84 mg/g' dır. Biyokütlenin etanol, metanol ve ısı ile işlem görmesi, Reactive Blue 222 biyosorpsiyon kapasitesini arttırmıştır. Metanol ile muamele 25 °C sıcaklıkta S. cerevisiae' nın biyosorpsiyon kapasitesini 69,01 mg/g' dan 84,35 mg/g' a yükseltmiştir. S. cerevisiae mayasının üreme eğrisinin logaritmik fazından alınan biyokütle, durağan fazından alınan biyokütleye göre daha yüksek biyosorpsiyon kapasitesi göstermiştir. Logaritmik fazın erken evrelerinden alınan maya ile daha yüksek giderim sağlanmıştır. Reactive Blue 222 yüklenmiş biyokütleden boya iyonlarının desorpsiyonu için yapılan çalışmalarda boyanın biyokütleden uzaklaştırılmasının güç olduğu görülmüş, desorpsiyon verimi düşük bulunmuştur. Tekstil endüstrisi atık sularının içerisinde bulunması muhtemel olan tuzun Reactive Blue 222' nin biyosorpsiyonunu olumsuz etkilediği görülmüştür.Reactive Blue 222' nin S. cerevisiae ile biyosorpsiyonu Langmuir modeli, biyosorpsiyon kinetiği ise ikinci derecemsi (pseudo ? second order) hız modeli ile çok iyi açıklanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise, 12,9 kcal.mol-1 olarak belirlenmiştir. Reactive Blue 222 için biyosorpsiyon ısısı, 22,25 kcal.mol-1 olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan adsorpiyon ısısı, biyosorpsiyon prosesinin kimyasal adsorpsiyon ve endotermik olduğunu göstermektedir. Bu da desorpsiyon çalışmalarının veriminin düşük olmasını açıklamaktadır.
Fülvik asit prosesinin geliştirilmesi ve tasarımı
Fülvik asit, leonardit ve genç linyitlerde bulunan, oluşum sürecine ve oluştuğu bölgeye göre yapısında ve özelliklerinde değişiklikler gösteren bir makromoleküler maddedir. Fülvik asit, hümik asit gibi toprak, su ve turbada doğal olarak meydana gelir. Molekül ağırlığı hümik asite göre daha düşüktür ve hümik asite göre oksijence zengin, karbonca fakirdir. Fülvik asit tarımsal uygulamaların yanısıra, son zamanlarda özellikle tıp alanında eklem iltihabı, kanser, ülser ve romatizmal tedavilerde yapılan çalışmaların olumlu sonuçları ile anılmaktadır.Yapılan bu tez çalışmasında fülvik asitin saflaştırma prosesinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda kalsiyum fülvat ve etil fülvik ester üretimi olmak üzere iki ayrı proses geliştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda, 100'er gram Muğla Milas Hüsamlar leonarditlerinden 832 mg kalsiyum fülvat ve 764 mg etil fülvik ester üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen ürünler saflaştırma işlemlerine tabi tutulduğunda, kalsiyum fülvattan 800 mg ve etil fülvik esterden 739 mg saf fülvik asit üretilmiştir. Üretilen ürünlerin fonksiyonel grupları FT/IR ile ve içerdiği safsızlıklar alev fotometre cihazı ile belirlenmiştir. Laboratuvar koşullarında saflaştırma gerçekleştirildikten sonra, saatte 1 ton leonardit işleme kapasiteli fülvik asit üretim tesisi tasarımı yapılmıştır. TKİ Konya-Ilgın Hümik Asit Pilot Araştırma Tesisi'nde Muğla Milas Hüsamlar leonarditi ve Konya Ilgın Gölyaka linyiti kullanılarak kalsiyum fülvat üretimi denenmiş ve 1 ton hammadde için sırasıyla 14 ve 16 kg ham kalsiyum fülvat üretimi başarılmıştır.
Çimento üretim prosesinde risk analizi ve risk değerlendirmesi
Bu çalışmada iş sağlığı ve iş güvenliği kapsamında çimento üretim proseslerinde tesis içerisinde saha çalışmaları esas alınarak risk analizlerinin yapılması ve risk skorlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda öncelikle iş sağlığı ve güvenliği ile ilgili kavramlarla birlikte, risk analizinin ulusal ve uluslararası mevzuatta ve standartlarda geçen farklı tanımları ortaya konulmuştur. Dünyada ve Türkiye'de iş sağlığı ve güvenliği kapsamında risk analizi ve değerlendirmesi çalışmalarında işletmelerin kullandığı ve literatürde yer alan farklı yöntemlerin detayları açıklanmıştır. Ülkemizde üretimin devamlılığını sağlayan ve ülke ekonomisine büyük katkılar sağlayan sanayi kollarından biri de çimento sektörüdür. Çimento üretim için gerekli olan ham maddenin temini, işlenmesi ve çimento haline getirilmesi büyük enerji ve iş gücü gerektirmektedir. Çimento üretim sisteminde çalışanların yanı sıra üretim sistemine destek olarak çalışan sayısı da oldukça fazladır. Üretim sisteminde ve yan destek birimlerde çalışan personelleri üretim sisteminden ileri gelen bir takım etmenlere maruz kalmaktadırlar. Bu tehlikelerin başında toz, gürültü ve titreşim gelmektedir. Bu çalışmada iş sağlığı ve iş güvenliği kapsamında Elazığ Çimento Fabrikasında 5x5 L tipi matris yöntemi kullanılarak risk analizleri yapılmıştır. Elazığ çimento Fabrikası ziyaret edilerek çimento üretim prosesinde ham madde hazırlama ve üretim, gezer vinç ve stokhol, farin değirmenleri, döner fırın ve çimento değirmenleri bölümlerinde ana tehlikeler başta olmak üzere görünen bütün tehlikeler tespit edilmiştir. Belirlenen tehlikelerin çalışanlar için ne türlü riskler içerdiği tehlike ve risk tablosu şeklinde oluşturulmuş ve riskler yüksek, orta ve düşük riskler olarak sınıflandırılmıştır. Yapılan risk değerlendirmesinde toplam 413 risk derecesi tespit edilmiş olup bunlardan 76 adet (% 18,4) yüksek risk derecesine sahip tehlike, 333 adet (% 80,6) orta risk seviyesine sahip tehlike ve 4 adet (% 1) düşük risk seviyesine sahip tehlike saptanmıştır. En fazla tehlike içeren ünitenin 128 adet (% 31,0) tehlike barındıran farin değirmenleri ünitesi olduğu belirlenmiştir. Yüksek risk derecesinde değerlendirilen 15-16-20 ve 25 risk puan gruplarında da en fazla tehlike içeren bölüm olarak 28 adet tehlike ile farin değirmenlerinin olduğu bulunmuştur. Çimento üretim tesisinde en fazla kırıcı, farin değirmenleri ve çimento değirmenlerinde tozun ortaya çıktığı gözlenmiştir. Kırıcı, farin değirmenleri, döner fırın ve çimento değirmenlerinin incelenen tesiste en fazla gürültünün ortaya çıktığı bölümler olduğu tespit edilmiştir.
Atık pet ve mermer tozunun kompozit malzeme üretiminde değerlendirilmesi
Gün geçtikçe artan sanayileşme, kentleşme ve teknolojik gelişmeler doğal kaynakların tükenmesi ve çevre kirliliği problemlerinin artmasına neden olmuştur. Özellikle atıkları düzenli bir şekilde bertaraf edebilmek için yeterli alanı bulunmayan ülkeler için atıkların değerlendirilmesi veya bertaraf atık miktarının ve hacminin azalması yönünde büyük bir avantaj sağlamaktadır. Bu amaçlar doğrultusunda, hem kaynakları koruma hem de çevre kirliliğini önleme amacıyla birçok çalışma yapılmakta ve projeler geliştirilmektedir. PET şişeler özellikle alkolsüz içecekler sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır ve fiziksel veya kimyasal geri kazanım işleminden geçirilerek yeniden kullanılabilmektedir. Son zamanlarda, çevre mevzuatı ve tüketici bilincinin artması atıkların yeniden değerlendirilmesi konusuna olan ilgiyi arttırmıştır. Polimer kompozitler düşük ağırlık, düşük maliyet, işlem ve şekillendirme kolaylığı ile korozyon direnci gibi özelliklerinden dolayı pek çok uygulamalar için oldukça caziptir. Bu çalışmada atık PET (Polietilen teraftalat) şişeler ve mermer tozu kullanılarak kompozit malzeme üretimi hedeflenmiştir. Bu sayede hem bu atıklardan kaynaklanan kirlilik azaltılacak hem de mermer tozunun düşük maliyeti, yanmazlık ve yüksek mekanik özellikleri, PET'in özellikleri ile birleştirilerek daha yüksek özelliklere sahip ancak daha düşük maliyetli yeni bir malzeme üretimi yapılacaktır. Bu amaçla, PET atıklarından elde edilen parçacıklar, mermer tozu ile vidalı bir karıştırıcıda (ekstruder) karıştırılarak kompozit malzeme üretilmesi ve bu malzemenin mekanik, termal ve morfolojik özelliklerine etkisi incelenmiştir.