1,402
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Türk linyit kömürlerinin organik katkı maddesi kullanılarak briketlenmesi
Bu çalışmada, Manisa Soma bölgesinden temin edilen 0-5 mm parçacık boyutundaki linyit kömürü, farklı sıkıştırma basınçlarında (5-25MPa), farklı türde (çay atığı, fındık kabuğu, sığır kuruğu ve geven bitkileri) ve farklı oranlarda (%0-%100) katkı maddeleri ve bağlayıcı kullanılarak briketlenmiştir. Elde edilen melez briketlere, kimyasal analizler ve fiziksel dayanım testleri yapılarak briketlerin karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Buna ek olarak kullanılan katkı maddelerine torrefaksiyon prosesi uygulanarak elde edilen ürünlerin ve briketlerin orijinal kömürle kıyaslanması yapılmıştır. Briketleme prosesinde kullanılan farklı tanecik boyutlarının, sıkıştırma basınçlarının, katkı maddelerinin ve bu maddelerin karışımdaki oranlarının değiştirilmesinin briketlerin kimyasal ve fiziksel dayanım sonuçları üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Yapılan denemeler sonucunda sıkıştırma basıncı ve tanecik boyutu parametrelerinin briketlerin kül ve ısıl değeri üzerinde önemli etkileri olmadığı; kül miktarı üzerinde en önemli parametrenin katkı maddesi miktarı olduğu tespit edilmiştir. Her bir katkı maddesi için ayrı ayrı elde edilen melez briketlerin kül miktarlarının, ham kömüre kıyasla önemli ölçüde azaldığı ve briketlerin kül miktarlarının azalması üzerinde briketleme prosesinde reçine bağlayıcısının hidrolizi için kullanılan asetik asit çözeltisinin önemli etkileri olduğu belirlenmiştir. Parametrelerin ısıl değer üzerine etkileri incelendiğinde kül miktarında da olduğu gibi tanecik boyutu ve sıkıştırma basıncının briketlerin ısıl değeri üzerinde etkisinin olmadığı, artan katı maddesi miktarının briketlerin ısıl değerlerinde azalmaya sebep olduğu belirlenmiştir. Bu sebeple briketleme çalışmalarında her bir katkı maddesi için optimum katkı maddesi miktarının %25 olduğu sonucuna ulaşılmıştır. En yüksek ısıl değere çay atığı katkı maddesi kullanılması sonucu ulaşılmıştır ve bu değerin ham linyit kömürünün ısıl değerinden %6 oranında düşük olduğu belirlenmiştir. Briketlere yapılan fiziksel testler sonucunda her bir katkı maddesi için artan katkı maddesi miktarının briketlerin Shatter indeksi üzerinde önemli olumlu etkilere sebep olduğu gözlemlenmiştir. Katkı maddeli briketleme sonucunda en iyi Shatter indeksi değerine sahip olan briketlerin sığır kuruğu ve geven bitkisi kullanılarak yapılan denemeler sonucunda elde edilebileceği ortaya konmuştur. Suya dayanımı en yüksek olan briketin fındık kabuğu olduğu (>72 saat) bunu sırasıyla çay atığı (24 saat), geven (24 saat) ve sığır kuruğunun (1 saat) takip ettiği tespit edilmiştir. Katkı maddelerine uygulanan torrefaksiyon (biyokmürleştirme) prosesi sonucunda elde edilen ürün üzerinde en etkili parametrenin sıcaklık olduğu belirlenmiştir. Torrefaksiyon denemeleri sonucunda elde edilen ürünlerin, ısıl değerlerinin proses sıcaklığı ve kalma süresine bağlı olarak linyit kömürü ile rekabet edebilecek seviyeye ulaştığı tespit edilmiştir.
Mangan boratların katı hal sentez yöntemiyle üretilmesi ve karakterizasyonu
Türkiye için önemli bir yere sahip olan bor; Dünya çapındaki rezervlerin %72,2'sine sahip olması sebebiyle ülkemiz açısından önemli bir yere sahiptir. Türkiye ve Amerika'da kuru, volkanik ve termoaktif yerlerde yaygın olarak bulunur. Çok geniş ve çeşitli alanlarda ticari olarak kullanılan bor mineralleri ve ürünlerinin kullanım alanları giderek artmaktadır. Bu kullanım alanların bazıları cam sanayi, tekstil sanayi, kozmetik sanayi, kimyadır. Mangan boratlar ise doğada bulunmamaktadır. Mangan boratlar bitkisel yağlar için bir kurutucu rolü oynar ve genellikle boya ve olgun yağ için kurutucu olarak kullanılır. Buna ek olarak, mürekkep ve boya kurutucuları için hammaddedir ve aynı zamanda cam ve seramik endüstrisinde de kullanılabilir. Mangan boratlar yüksek sıcaklık ve basınç altında termal yöntem ile üretilebilmektedir. Bu çalışmada hidrotermal manyetik karıştırma ve yüksek sıcaklık fırını kullanılarak iki adımlı sentez yöntemi kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda XRD analizlerinden alınan verilere göre sentezlenen numunenin of 01-070-2045 referans kodlu MnB4O7 olduğu görülmüştür.
Mangan sülfat monohidrat ve borik asitten hidrotermal ve katı hal kombine yöntemi ile susuz mangan borat üretimi ve karakterizasyonu
Eşsiz fizikokimyasal özelliklerinden dolayı bilimsel, endüstriyel ve ticari açıdan önemli kimyasal maddeler olan bor bileşikleri, 500'den fazla kullanım alanına sahiptir. Dünya'da en önemli bor rezervleri Türkiye, ABD, Rusya ve Güney Amerika'da bulunmaktadır. Türkiye'de en önemli bor rezervleri, Batı Anadolu'da, Eskişehir-Kırka, Kütahya-Emet, Bursa-Kestelek ve Balıkesir-Bigadiç bölgelerinde bulunmaktadır. Bor minerallerinin alt gruplarından biri olan mangan boratlar, suda ve organik çözücülerde çözünmeyen, kuru yağ ve verniklerin üretiminde kullanılan kırmızımsı-beyaz renginde tozlardır. MnB407, oda sıcaklığında paramanyetik olup, 210.21 g/mol formül ağırlığına sahiptir. Mangan borat sentezi, genellikle yüksek sıcaklıklarda, yüksek basınçlarda ve uzun reaksiyon sürelerinde gerçekleşmektedir. Elde edilen mangan borat bileşikleri kristal yapıdadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında mangan borat bileşiği, hidrotermal ve katı-hal kombine yöntemiyle sentezlenmiş, hammadde olarak mangan sülfat monohidrat (MnSO4·H2O), borik asit (H3BO3) ve sodyum hidroksit (NaOH) kullanılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, hidrotermal ve katı-hal kombine yöntemiyle 01-070-2045 XRD pdf kodlu mangan borat bileşiği üretildiği ortaya konmuştur. Hidrotermal ve katı-hal kombine yöntemiyle elde edilen ürünlerin FT-IR, Raman spektroskopisi, SEM analizleri yardımıyla karakterizasyonu yapılmıştır. Ürünlerin karakterizasyonu sonucunda elde edilen spektrumlar benzer yapıdadır Anahtar Kelimeler: Mangan borat, mangan sülfat monohidrat, borik asit, hidrotermal sentez, katı-hal sentez, XRD, FT-IR, RAMAN, SEM
Atıklarda bulunan silis ve silis bileşiklerinin kompozit membran kullanılarak giderilmesi
Yapılan çalışmada, m-fenilendiamin (MPD), hidroksietil metakrilat (HEMA) ve polisülfon (PS) kullanılarak membran sentezi için ön denemeler gerçekleştirilmiştir. Daha sonra polisülfon yerine metil selüloz kullanılarak membran üretimi sağlanmıştır. Bu üretim için bir optimizasyon metodu olan Taguchi Metodu 4 seviye 4 parametre toplam 16 deney olmak üzere uygulanmıştır. Daha sonra, hazırlanan silis çözeltisi üretilen membrandan geçirilerek membranın farklı süreler için filtreleme özelliği incelenmiştir. Karakterizasyon amacıyla Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM), X Işını Kırınım Cihazı (XRD), Termogravimetri-Diferansiyel Termal Analiz (TG-DTA) cihazları kullanılmıştır. Üretilen membranların mekanik dayanımını tespit etmek için Shore A testi gerçekleştirilmiştir. Silis arıtımı sonucunda elde edilen numunelerin içindeki silis miktarı İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi (ICP-OES) analizi ile tespit edilmiştir. Sonuç olarak, silis içeren atık suların arıtımında, üretilen membranların değerlendirilebileceği görülmüştür.
Reaktif mavi 19 boyar maddesinin çevre dostu mısır koçanı ve muz kabuğu kullanılarak sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile giderilmesi
Su yaşam ve ekonomi için vazgeçilmez bir doğal kaynaktır. Gelişen endüstri, tarım ve diğer sektörler ile birlikte insanlar tarafından suyun içme suyu olarak tüketimi, hijyen alanında ve endüstri alanında kullanılması gerekli hale gelmiştir. Gün geçtikte su kirliliği gezegenimiz için en önemli sorunlardan biri haline gelmektedir. Bunun nedeni populasyonun artması ile birlikte çevre kirleticilerin çeşitliliğinin artması ve içme suyu kaynaklarının yetersizleşmesidir. Su kirletici kaynaklardan biri de tekstil, kağıt, plastik, lastik, deri, kozmetik, yiyecek ve ilaç gibi çeşitli ve geniş endüstri alanlarında kullanılan boyar maddelerdir. Boyar maddeler atıksuların boşaltılması çevresel ve toksik olarak çok büyük problemler yaratmaktadır. Boyar maddelerin atıksulardan gideriminde birçok yöntem bulunmaktadır fakat adsorpsiyon bu yöntemlerin arasında en uygun, en esnek, basit tasarımı ve kirleticilere karşı yoğun ve kolay bir giderim sağlamasından dolayı diğer yöntemlere göre üstün gelmektedir. Aktif karbon en çok kullanılan adsorbentler arasındadır fakat bu proses yüksek maliyete neden olmaktadır. Bu yüzden araştımalar boyar madde gideriminde geleneksel olmayan düşük maliyetli doğal ve tarımsal atık olan kaynaklara yönelimi arttırmıştır. Bu çalışmada Reaktif Mavi 19 boyar maddesinin sulu çözeltilerden gideriminde mısır koçanı ve muz kabuğu kullanılarak atıksu giderimindeki potansiyellerinin incelenmesi amaçlanmıştır. pH, adsorban miktarı ve başlangıç boyar madde konsantrasyonu gibi çeşitli parametrelerle Box-Behnken Deneysel Tasarımı kullanılarak çalışılmış ve adsorpsiyon mekanizmaları belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda mısır koçanı ve muz kabuğunun endüstriyel boyar maddeler tarafından kirlenmiş ortamlarda temizleyici olarak doğa dostu birer biyosorbent olarak kullanılabilir sonucuna varılmıştır.
Nanoboyutlu malzeme dolgulu hidrofilik membran geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Membran teknolojisi birçok avantajı sayesinde diğer ayırma işlemlerine alternatif olabilmektedir. Bu avantajlar; düşük enerji tüketimi, kolay kapasite artışı, sürekli ayırma, diğer ayrılma işlemlerine kolay adaptasyon olarak sıralanabilir. Su arıtımı alanında kullanıma uygun, mevcut membranlar; düşük geçirgenlik ve seçicilik seviyesi ile kirliliğe karşı düşük direnç gibi bazı dezavantajlara sahiptir. Polimerik malzemeleri nanomalzemelerle birleştirerek üretilen yeni bir membran sınıfı olan nanokompozit membranlar bu zorluklara umut verici çözümler sunabilmektedir. Polimer nanokompozit membranlar, polimer matrise dağıtılmış nanomalzemeler ile geliştirilmiş membranlardır. Gelişmiş nanokompozit membranlar, yapı ve fizikokimyasal özellikleri (hidrofiliklik, gözeneklilik, yük yoğunluğu ve termal kararlılık) ayarlayarak ve benzersiz işlevler (antibakteriyel, fotokatalitik veya adsorpsiyon özellikleri) sağlayıp belirli su arıtma uygulamalarında ortaya çıkabilecek olan olumsuzlukları giderme kapasitesine sahiptir. Bu çalışma kapsamında; sentetik deniz suyunun tuzdan arındırılması için poli (vinil alkol) polimer nanokompozit membranlar, çözelti-döküm yöntemi ile hazırlanmıştır. Çeşitli nanomalzeme dolgulu membranlar hazırlanarak, farklı sıcaklıklarda sorpsiyon verileri elde edilmiş, bu veriler homojen PVA membran ile karşılaştırılmıştır. Çapraz bağlayıcı olarak glutaraldehit kullanı lmış olup, desalinasyon çalışmaları pervaporasyon sisteminde gerçekleştirilmiştir.
Baryum sülfat kristallerinin boyut ve morfolojisine katkı maddelerinin etkilerinin incelenmesi
Baryum sülfat, başta petrol endüstrisi olmak üzere boya, ilaç vb. sektörlerde oldukça önemli bir bileşiktir. Petrol endüstisinde istenmeyen ürün olmakla birlikte, diğer alanlarda oldukça tercih edilen bir bileşiktir. Özellikle nano boyutta, geniş yüzey alanına sahip kristal üretimleri araştırma konularının başında gelmektedir. Uygun sıcaklık ve pH'da katkı maddelerinin eklenmesiyle kristallerin boyut ve morfolojisinin kontrolü sağlanabilmekle beraber kristalizasyon hızı da azaltılabilmektedir. Yapılan bu çalışmanın ilk kısmında polistiren ve alginatın baryum sülfat kristallerinin boyutlarına ve morfolojik özelliklerini nasıl etkilediği araştırılmıştır. İkinci kısımda ise poliakrilik asit, polivinil sülfonik asit ve polietilen glikolün kristalizasyon hızını azaltıcı etkileri araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucu, katkı madde eklenmesi kristal boyutlarını azaltıcı ve kristalizasyon hızını yavaşlatıcı etki göstermiştir.
Melisa yapraklarının mikrodalga tekniği kullanılarak kuruma, rehidratasyon ve renk değişim kinetiğinin incelenmesi ve modellenmesi
Kurutma sebze ve meyvelerde raf ömrünü uzatmak için kullanılan bilinen en eski yöntemlerden biridir. Eskiden güneşte kurutma ile uygulanan bu yöntem gerek açık havadan kaynaklanan kirliliklerin ve böcek kuş vb. canlıların etkilerinden gerekse sanayileşme ve makineleşmeyle başlayan seri üretim yöntemlerinin daha verimli, hızlı ve kârlı olmasından dolayı yerini farklı yöntemlere bırakmıştır. Bu tez çalışmasında da sakinleştirici etkisi ile bilinen melisa (Melissa officinalis) bitkisinin mikrodalga yöntemle kurutulması, renk değişiminin incelenmesi (L, a, b değerleri) ve farklı sıcaklıklarda rehidratasyonu incelenmiştir. Ayrıca elde edilen verilerden yola çıkılarak uygun bir modelleme yapılmıştır. Sonuç olarak en ideal olan 360 W değerinde 6 dakika gibi çok kısa bir sürede ticari seviyede kurutulmuş bir ürün elde edilmiştir.
Alginat-kitosan bazlı biofilm sentezi için deneysel tasarı uygulaması
Alginat, biyopolimer olarak son zamanlarda tıp, gıda, cevre gibi alanlarda uygulamaları olan, hidrojel olarak yaygın kullanım alanına sahiptir. Hidrojeller, su içeriği yüksek olan hidrofilik polimerlerden oluşan üç boyutlu çapraz bağlı ağlardır. Bu çalışmada iki makro biopolimer molekülün iyonik bağlanmasını sağlayan bir çapraz bağlayıcı kullanılarak alginat ile birlikte kitosan hibrid polimer ağları oluşturmak amaçlandı. Kitosan / alginat hidrojelinde, alginat varlığının hidrojel stabilitesine sahiptir, fakat malzemenin film formu oluşturmasında mekanik dayanım arttırılması amacıyla çevreye uyumlu bir sentetik polimer olan polivinil alkol ve polietilen oksit ilave edildi. Kitosan, alginat, polivinil alkol ve polietilen oksit içeren biyopolimerin değişik bileşimlerde matriks biyopolimerin çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti değişimleri incelendi. Deneysel tasarım metodu kullanılarak alginat, PVA, kitosan konsantrasyon faktörleri ile cevap yüzeyi olarak çekme mukavemeti, yüzde uzama ve elastik bölge çekme kuvveti incelendi. Biyopolimer matriksinin faktörlerle cevap yüzeyleri ile ilişkisi fonksiyon olarak belirlendi. Bu çalışmayla zaman ve kimyasal madde sarfıyatı azaltıldı. Optimizasyon için belirlenen en iyi cevap yüzeyini sağlayan faktör değerleri belirlendi. Elde edilen verilere göre biyopolimer matriksinin membran, film, gıda ambalajı için uygunluğu tartışıldı.
Amonyum boran pelletlerin hidrojen üretim özelliklerinin incelenmesi
Geleneksel enerjiden akıllı enerji sistemlerine geçişte sürdürülebilir kalkınma, çevre ve gıda güvenliği gibi unsurlar gözününde bulundurulmalıdır. Enerji sisteminin kaynak kullanımı, verimliliğini, maliyet etkinliğini arttırmak ve düşük karbon emisyonu sağlamak amacıyla yakıt taşıyıcısı olarak hidrojen enerjisi önerilmektedir. Özellikle hidrojenin taşınabilir sistemler için ticari kullanım performansının arttırılmasında depolama ortamının güvenilir, etkin ve düşük maliyetli olacak şekilde geliştirilmesi gereklidir. Amonyum boranın (NH3BH3) katalitik hidrolizine dayanan hidrojen üretim sisteminin tasarlanması akıllı enerjinin gerekliliklerini karşılaması ile ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, taşınabilir uygulamalar için NH3BH3 kompozit pelletlerin hazırlanması ve hidrojen enerji sisteminde kullanımının incelenmesidir. Bu amaç doğrultusunda Co-B katalizörü ile kompozit haline getirilen NH3BH3 farklı sıcaklık ve zaman koşullarında kartuş içinde bekletilerek yapısal ve hidrojen üretim performansındaki değişiklikler incelenmiştir. Bununla beraber hidrojen üretim hızını etkileyen faktörlerin istatistiksel yöntemler temel alınarak etkileri belirlenmiştir. Güvenli, yüksek enerji kapasiteleri, kontrollü H2 üretimi ve kolay taşınılabilirlik gibi özellikler gösteren NH3BH3 kompozit pelletlerinin günlük uygulamalarında yakıt kartuşu halinde kullanılması ve bu kartuşun haftada 1 kez doldurulması ve taşıma sıcaklığının 50 oC nin altında tutulması önerilmektedir.
Ağaç malzemede borik asit emprenye prosesinin incelenmesi ve uygulamaları
Birçok endüstride geniş kullanım alanına sahip olan odun hammaddesi levha ve kompozit ürünlere dönüştürülüp gereğinden fazla kullanılması engellenerek ekolojik denge korunmaktadır. Odun hammaddesinin organik ve inorganik madde içeriği sebebi ile çeşitli zararlı faktörlerden dolayı yapısında bozunmalar meydana gelmektedir. Farklı kimyasallar ile emprenye edilerek özellikle termal ve biyolojik bozunmaya karşı iyileştirme sağlanmaktadır. Bu tez çalışmasında farklı konsantrasyonlarda borik asit çözeltisiyle emprenye işlemi gerçekleştirilmiş olan sarıçam (Pinus sylvestris L.) odununun oksidatif ve inert ortamda termal davranışı ve bozunma kinetiği incelenmiş olup, bozunma sonunda elde edilen katı kalıntının yapısal özellikleri belirlenmiştir. Aktif karbon olduğu belirlenen kalıntının metilen mavisi adsorbsiyonundaki performansı ölçülmüş ve ultrasonik dalganın etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, %1 borik asit çözeltisi ile 35 dakika süreyle emprenye edilen sarıçam numuneleri termal bozunma sonrasında elde edilen katı siyah kalıntının metilen mavisi adsorbsiyonunda kullanılabileceği ve ultrasonik temizleme sonrası adsobsiyon kapasitesi performansı 40 mg.L-1 konsantrasyonunda % 113 arttırdığı görülmüştür.
Biyonanokompozitlerin bariyer ve termal özelliklerine bor nitrürün etkisi
Gıdaların besin değerlerini kaybetmeden dış etkilerden muhafaza edilmesi için tercih edilen ambalaj malzemesi çok önemlidir. Kullanılan ambalajın özelliklerinin iyi olmasının yanında, ambalaj malzemesinin üretiminde kullanılan hammaddeler ve kullanımdan sonra oluşan atık da çevre kirliliğine neden olmamalıdır. Oysa ki geleneksel fosil tabanlı sentetik polimerler atık olarak toprakta çok uzun süre parçalanamazlar ve çevre kirliliğine neden olurlar. Üstelik petrolden elde edilen bu sentetik polimerlerin tükenmekte olan bir kaynaktan elde ediliyor olması da ambalaj endüstrisi için alternatif arayışlar gerektirmiştir. Bu arayışlar sonucunda günümüzde alternatif olarak üzerinde en çok çalışılan konu biyopolimerlerin ambalaj malzemesi olarak kullanımıdır. Yenilenebilir karbon kaynaklarından veya biyolojik kökenli hammaddelerden elde edilen bu biyopolimerler, uygun koşullar sağlandığında CO2, su ve biyokütleye parçalanarak doğaya zarar vermeden ömrünü tamamlayabilmektedir. Ancak biyopolimerler çevre adına büyük avantajlara sahip olsa da endüstriyel olarak kullanılmak için gerekli özellikleri taşımamaktadırlar. İstenilen özelliklerin kazandırılması için biyopolimerler çeşitli dolgu malzemeleriyle desteklenerek biyonanokompozitler hazırlanmakta ve endüstriyel kullanıma uygun hale getirilmektedir. Gıda ambalajı olarak biyopolimerlerin önerildiği bu çalışmada biyolojik kaynaklı ve biyolojik olarak parçalanabilen çevre dostu bir termoplastik poliester çeşidi olan poli-3-hidroksibütirat-ko-3-hidroksivalerat (PHBV) kopolimeri kullanılmıştır. PHBV'nin gaz bariyer, mekanik ve termal özelliklerini geliştirmek için yüksek termal stabilite, yüksek mekanik dayanım, yüksek termal iletkenlik gibi üstün özelliklere sahip nano hekzagonal bor nitrür (h-BN) kullanılarak PHBV biyonanokompozitleri geliştirilmiştir. Kompozit hazırlanmadan önce h-BN çeşitli yöntemlerle eksfoliye edilmiş ve oktil(trietoksi)silan (OTES) kullanılarak yüzey geliştirme çalışmaları yapılmıştır. h-BN eksfoliyasyonu SEM, Nano-S ve Partikül Boyut Dağılımı analizleri ile incelenmiş ve en uygun koşullar tespit edilmiştir. Modifiye edilen h-BN'nin daha sonra XRD, FTIR, TGA, DSC ile karakterizasyonu yapılmış ve belirlenen yükleme yüzdelerine göre, eriyik harmanlama yöntemi kullanılarak PHBV ile birleştirilmiştir. Hazırlanan nanokompozitler XRD, SEM, FTIR, TGA, DSC analizleri ile karakterize edilmiş, oksijen geçirgenliği ve mekanik özellikleri ölçülmüştür. PHBV/BN nanokompozitleri için ağırlıkça %0.05'den %1'e dolgu yüklemesi ile oksijen geçirgenliği, difüzivitesi ve çözünürlüğü belirlenmiştir. BN nanoparçacıklarının %0.5'e kadar polimere eklenmesiyle gaz bariyer özelliğinde artış gözlenlenmiştir. Silanla muamele edilen h-BN ile hazırlanan nanokompozitlerin silansız numunelere göre daha başarılı olduğu görülmüştür. En iyi bariyer özellikleri, katkısız PHBV'ye kıyasla oksijen geçirgenliğinin (OP) %27.4 düşürdüğü görülen %0.5 oranında silanlı BN içeren nanokompozit numunesi için elde edilmiştir. Kompozitlerin mekanik ve termal özelliklerinin de BN'nin biyopolimere ilavesiyle geliştirildiği gösterilmiştir. Termogravimetrik analiz (TGA), bileşiklerin termal stabilitesinin katkısız PHBV'den daha yüksek olduğunu göstermiştir. Kompozitin Young modülü, %0.5 oranında silanlı BN varlığında %12.7 oranında artmıştır. Daha yüksek yüklemede, PHBV matrisi içinde BN aglomerasyonu oluşmakta ve matris ile BN arasında uygun yapışmanın eksikliği yetersiz gerilim transferine neden olmaktadır. Halpin-Tsai ve Hui-Shia modelleri, kompozitlerin elastik modülü üzerindeki BN parçacıklarının takviye etkisini değerlendirmek için kullanılmıştır. Başlangıç kompozit sertliği için mikromekanik modeller, deneysel değerlerle iyi korelasyon göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Biyopolimer, poli-3-hidroksibütirat-ko-3-hidroksivalerat (PHBV), hekzagonal bor nitrür (h-BN), oksijen geçirgenliği
Amonyum boran kompozitlerinin hidrojen üretimi amacıyla termoliz özelliklerinin incelenmesi
Düşük molekül ağırlıklı, oda sıcaklığında kararlı ve toksik olmayan özellik gösteren bor-azot bileşikleri sınıfında yer alan NH3BH3 ağ. %19.6 depolama kapasitesiyle diğer hidrojen depolama malzemelerine göre avantajlıdır. Özellikle taşınabilir enerji üretim sistemlerinde hidrojen depolama ortamı olarak kullanılabilmesinin yaygınlaştırılması için termoliz özelliklerinin iyileştirilmesi gerekliliği vurgulanmaktadır. Bu tez çalışmasında, Lewis asit özelliği gösteren borik asit ve bor oksit katkıları ile kompozitler hazırlanmış, kalorimetrik yöntemle hidrojen üretim sıcaklıkları ve katkı oranı tespit edilerek, Kissinger, Ozawa-Flynn-Wall, ASTM I ve II metodlarıyla aktivasyon enerjisi hesaplanmış, termoliz ve hidrotermoliz reaksiyonları gerçekleştirilmiştir. Ağırlıkça %50 katkı içerikli hazırlanan kompozitlerin 115°C'de gerçekleştirilen termoliz ve hidrotermoliz reaksiyonlarının H2 gaz miktarı ve ortalama hız sonuçları değerlendirildiğinde, en uygun katkının borik asit olduğu belirlenmiştir. Lewis asit özelliği gösteren borik asitin en etkin olduğu termoliz reaksiyonunun daha yüksek reaksiyon hızında (1709 ml H2/g NH3BH3.dk) ve daha fazla H2 gazı üretimi (2.20 mol) ile gerçekleşmesi 0.038 g kompozit / 0.05 ml su koşullarındaki hidrotermoliz reaksiyonu ile sağlanmıştır.
Elektrikli kapsüllerin fonksiyon zamanına etki eden parametrelerin incelenmesi
Bir ülkenin savunmasında en önemli unsur silah ve mühimmattır. Kritik bir konu olan milli savunmada kullanılan tüm ekipmanların dışa bağımlı olmadan tamamen yerli imkânlarla üretilebilir olması o ülkenin savunma sistemini güçlendiren en önemli kriterlerden birisidir. Kara savaşlarının önemli bir parçası olan tank sistemlerinde kullanılan mühimmatlar, ülkemizin milli savunma sanayinde öncü kuruluşu olan Makine ve Kimya Endüstrisi Kurumu (MKEK) tarafından yerli imkânlarla üretilebilmektedir. Altay Tank Projesi ile 120 mm tank mühimmatları ihtiyaçları da yine MKE tarafından karşılanmaya çalışılmaktadır. Bu çalışmada tank mühimmatı sisteminin ilk ateşleme parçası olan elektrikli kapsüllerin tasarımları ve tasarımı etkileyen parametreler üzerinde çalışılmış ve farklı yapılarda üretilen kapsüllerin gösterdikleri sonuçlar incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Çalışmalar için gerekli numuneler MKE Mühimmat Fabrikası ve Kapsül Fabrikası tarafından üretilmiş ve testler de yine Mühimmat Fabrikasının ilgili birimleri ile birlikte yürütülmüştür. Çalışmada mühimmat kavramının iyi anlaşılabilir olması için literatür araştırmasında önce "patlama" ve "patlayıcı maddeler"le alakalı geniş bilgi verilmiş ve daha sonra "mühimmat" kavramı anlatılmaya çalışılmıştır. Çalışmanın savunma sanayine benzer konularla ilgili ileride yapılacak veya yapılması öngörülen çalışmalar için bir kaynak olması temenni edilmiştir.
Silika temelli aerojellerin sol-jel yöntemi ile sentezi ve yapısal özelliklerin incelenmesi
Aerojeller düşük ısıl iletkenlik katsayısı, düşük yoğunluk, gözeneklilik ve yüksek yüzey alanı gibi özellikleri nedeni ile çok farklı alanlarda kullanılmaktadır. Bu doktora tezi çalışması kapsamında farklı silisyum kaynakları kullanılarak silika bazlı aerojel sentezi gerçekleştirilmiş ve çeşitli üretim parametrelerinin malzemenin özelliği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Silisyum kaynağı olarak saf silisyum kaynakları ile birlikte yüksek silisyum içeriğine sahip altın madeni saflaştırma tesisi atık arıtma çamuru, termik santral uçucu külü ve taban külü ile kum herhangi bir ön arıtma işlemine tabi tutulmadan kullanılmıştır. Atıklardan gerçekleştirilen üretimler için pH, silisyum/toplam malzeme miktarı, riflaks süresi, riflaks sıcaklığı, yaşlandırma süresi, yaşlandırma sıcaklığı ve kurutma tipi gibi farklı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Belirlenen optimum parametreler ile yüksek performanslı malzemenin sentezi gerçekleştirilmiş ve atık kullanımı ile hem çevreye hem de üretim ekonomisine önemli oranda katkı sağlanmıştır. Karakterizasyon analizleri yapılarak saf silisyumdan sentezlenen numune ile atıktan sentezlenen numuneler karşılaştırılmıştır. Elde edilen optimum değere sahip numuneler kullanılarak ısı yalıtımı sağlayan sıvaların üretimleri gerçekleştirilmiş ve numunelerin ısıl iletkenlik katsayıları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.
Yara örtücü kitosan-jelatin içerikli biyokompozit film eldesi ve karakterizasyonu
Günümüzde sağlık alanında yürütülen pek çok çalışma konusu içinde yaralar ve iyileşme süreçlerini kapsayan malzemelerin geliştirilmesi üzerindeki çalışmalar hız kazanmıştır. Yara örtücü olarak kullanılan malzemeler yaraların steril tutularak enfeksiyon kapmasının önlenmesi, yaranın iyileşme süresinin kısalması, kanın dışarıya akmasını engelleyecek özellikte sıvı absorplayabilmesi ve yaranın iyileşme sürecinde deri bütünlüğünün bozulmadan doğal dokunun korunması gibi durumlarda kritik rol oynarlar. Yara örtücü filmlerin kullanım açısından pratik olması, uygulamalarının kolay olması ve ucuz olması gibi sebeplerle gün geçtikçe önemi artmaktadır. Bu çalışmada polisakkarit esaslı biyopolimerler kullanılarak yara örtücü filmlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Yara iyileşmesinde etkin rol oynadığı bilinen kitosan polisakkariti ile, hayvansal bir biyoprotein olan jelatinin çeşitli oranlarda filmleri hazırlanmıştır. Film yapısına plastikleştirici olarak 1:1 oranında gliserin ve tween 80 eklenmiştir. Yara örtücü filmlerin içerisine yara iyileşme sürecinde etkili olduğu bilinen antimikrobiyal özellikte ekstrakt katkıları propolis ve sarı kantaron ilave edilerek film özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yara örtücü film olarak kullanılması hedeflenen filmlerin fiziksel karakterizasyonları kalınlık, kütle, su emme kapasitesi, su içeriği ve gaz geçirgenliği belirlenerek, yapısal ve morfolojik karakterizasyonları ise FTIR ve optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir. Ayrca antimikrobiyal aktiviteleri gram pozitif (S.aureus, B.subtilis) ve gram negatif (S.typhi, E.coli) mikroorganizmaları için agar disk difüzyon metodu ile belirlenmiştir. Bu çalışmada hazırlanan ve yara örtücü film olarak kullanılma potansiyelleri araştırılan filmlerin su emme kapasiteleri %107-646, su içerikleri %6.4-23.1 ve su buharı geçirgenlikleri 0.375-0.806 gm/m2sPa aralığındadır. En yüksek su emme kapasitesi ve su buharı geçirgenliği herhangi bir katkı içermeyen filmlerden elde edilmiştir. Katkı olarak kullanılan propolisin, filmlerin su içeriğini artırdığı ve en yüksek su içeriğine sahip filmin kitosan, jelatin ve propolis oranı 1:1:5 olan film olduğu belirlenmiştir. Ayrıca hazırlanan tüm filmlerin pH değerleri 5.26-7.66 aralığındadır ve deri pH'ı ile uyumludur. Tüm filmlerin dört farklı mikroorganizmaya karşı da inhibisyon çapı oluşturarak antibakteriyel etki gösterdiği ve filmler içerisinde propolis içeren filmlerin özellikle gram pozitif bakteriler üzerinde inhibisyon çapında %50 büyüme sağladığı görülmüştür. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar ile propolis ve sarı kantaron içeren kitosan esaslı filmlerin yara örtücü film olarak kullanılma potansiyelleri olduğunu göstermektedir.
Endirekt yöntem ile uçucu külden zeolit sentezine etki eden parametrelerin incelenmesi
Gelişmekte olan ülkelerde enerji gereksinimleri kömür esaslı termik santrallerden karşılanmaktadır. Kömür uçucu külü ve alt külleri gibi termik santrallerden çıkan atıkların bertarafı çevresel problemlere yol açmaktadır. Yeniden kullanımı ve kullanım oranları düşük olduğundan oluşan kömür uçucu külü miktarı artmaktadır. Uçucu kül geri dönüşümü ve kullanımı ile ilgili birçok çalışma bulunmaktadır. Uçucu kül, içerdiği Al ve Si bileşenlerinden dolayı zeolit sentezi için hammadde olarak kullanılabilir. Tez kapsamında, Tunçbilek Termik Santrali'nden alınan uçucu külden endirekt yöntem ile zeolit elde edilmiştir. NaOH/Uçucu kül oranı (1.0, 1.2, 1.4, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0 g/g), füzyon sıcaklığı (350, 450, 550, 650oC), füzyon süresi (0.5, 1, 2 saat), yaşlandırma süresi (0.5, 1, 2, 4 saat), yaşlandırma sıcaklığı (25, 40, 50, 70, 80, 90°C), kristalizasyon sıcaklığı (90°C) ve süresi (8, 16, 24 saat) gibi beş farklı parametre belirlenmiş ve bu parametrelerin zeolit sentezine etkisi incelenmiştir. Ayrıca ultrasonik prob kullanılarak yaşlandırma basamağı gerçekleştirilmiş ve ardından kademeli hidrotermal sentez reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Her iki yöntemin sonuçları karşılaştırılarak toplam reaksiyon süresinin kısaltılması hedeflenmiştir.
Aljinat/kappa kerajin hidrojel sistemlerinden timolol maleatın salımının incelenmesi
Göz içi basıncının artmasıyla ortaya çıkan glokom hastalığı, gözün arka kısmında yer alan görme sinirlerinin yavaş yavaş ve kalıcı biçimde zarara uğramasına neden olmaktadır. Bu hastalığının tedavisinde kullanılan etkenlerden biri olan timolol maleat, anti-glokom ajanı olarak kullanılmaktadır ve göz içi basıncını düşürmektedir. Bu çalışmada, timolol maleat moleküllerinin biyouyumlu aljinat-kappa kerajin hidrojel membran ve kürelere yüklenmesi ve sonrasında 37C'de suni gözyaşı sıvısında salımı incelenmiştir. Kalsiyum klorür ve potasyum klorür tuz çözeltileri ile fiziksel çapraz bağlanma yöntemi ile sentezlenen hidrojel membran ve kürelerin yapısı Fourier Dönüşümlü Infrared Spektrofotometre (FT-IR), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. En yüksek ilaç yükleme değeri (%94,2) aljinat/kapa-kerajin oranı 1,0/0,04 olan ve %10'luk tuz çözeltisinde çapraz bağlanan M7 membranı ile elde edilmiştir. Hidrojelin kappa-kerajin konsantrasyonu arttıkça daha düzgün şekilde membran ve küreler elde edilmiştir. Çapraz bağlamada kullanılan tuz çözeltisinin konsantrasyonu arttıkça %kümülatif salım değerlerinde azalma görülmüştür. En yüksek kümülatif salım değeri (%73,5) aljinat/kapa-kerajin oranı 1,0/0,02 olan ve %4'lük tuz çözeltisinde çapraz bağlanan M5 membranı ile elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Glokom, timolol maleat, aljinat, kappa-kerajin.
Taşıyıcı sistemin özelliklerinin ilaç salımına etkisinin incelenmesi
İlaç salım sistemleri, farmasötikte hedeflendirilmiş ilaç taşınımı sebebiyle oldukça dikkat çekmektedir. Hidrojeller, gözenek yapıları sayesinde ilaç taşınımına uygun adaylardır. Ayrıca, çevre şartlarına uyum göstererek jel yapısını değiştirdiği için hidrojeller kontrollü ilaç salımında kullanılmaktadır. Hidrojeller, çözünmeden şişebildiğinden, kontrollü olarak salım yapabilmektedir. Hidrojellerin önemli fizikokimyasal ve biyolojik özellikleri, büyük çeşitlilikleri ile birlikte bu polimerik malzemelerin terapötik ajanların salım sistemlerinde kullanımında aday olması sağlamıştır. Yüksek su içeriği, biyouyumluluğu ve esnekliği, hidrojellerin bölgesel, transdermal, ilaç salımında ve tıpta kullanımını sağlamıştır. Elastikiyeti, mekanik dayanımı, yüksek su absorbe yeteneği sayesinde ilaç ve protein taşınımı için farklı alanlarda uygulanabilmektedir. İyonik jelasyon, sodyum aljinat tabanlı hidrojellerin üretiminde oldukça kullanılmaktadır. Fotopolimerleşen malzemelerin hazırlanmasında ise fotopolimerizasyon tekniği kullanılmaktadır. Alzhemier hastalığı düşünsel ve sosyal fonksiyonların bozulmasına, hafıza kaybına, kişilik değişikliklerine ve kendi bakımını yerine getirilmemesine yol açan geri dönüşümsüz, ilerleyen bir beyin rahatsızlığıdır. Bu hastalık gelişmiş ülkelerde ölüm nedenleri arasında dördüncü sıradadır. Bu çalışmada, sodyum aljinat hidrojellere iyonik jelasyon yöntemiyle α-selüloz, klinoptilolit, modifiye klinoptilolit, jelatin ve 4 akriloil morfolin katılmıştır. PEG-DA ve HEMA tabanlı hidrojeller, fotobaşlatıcılar (Irg 184, Irg 651, Irg 2959) ve çapraz bağlayıcı (etilen glikol dimetakrilat) varlığında hazırlanmıştır. Fotopolimerizasyon yöntemi ile PEG-DA ve HEMA hidrojellere Donepezil HCl (Alzhemier hastalığının tedavisinde kullanılan ilaç etken maddesi) , rutil TiO2 veya HAp varlığında katılmıştır. FT-IR, dijital mikroskop, 13C NMR ve reometre kullanılarak hidrojeller karakterize edilmiştir. Şişme, salım analizleri yapılmıştır. Salım kinetik modelleri incelenmiştir. Sentezlenen bu hidrojeller, ilacın kontrollü salımında uygun bulunmuştur.
Ağır vakum gaz yağından FCC yöntemi ile inert ortamda hafif ürün eldesi
Petrol rafinerilerindeki en önemli kimyasal dönüşüm proseslerinden biri hidrokraking, diğeri ise katalitik kraking (FCC) prosesleridir. Bu prosesler kullanılarak, ağır petrol fraksiyonları daha hafif ve yakıt olarak kullanılabilir ürünlere dönüştürülebilmektedir. Her iki proses de katalizör varlığında gerçekleşir ve genellikle benzer katalizörler kullanılır. Bu çalışma kapsamında, petrolün ağır fraksiyonlarından biri olan HVGO'nun FCC yöntemi ile tam karıştırmalı kesikli bir reaktör kullanılarak daha hafif bileşenler ve yakıt olarak kullanılabilir ürünlere dönüştürülmesi hedeflenmiştir. Katalitik ve katalitik olmayan kraking deneyleri sıcaklık 325, 350, 375, 400 oC, başlangıç azot basıncı 0, 10, 15, 20 ve 30 bar, reaksiyon süresi 30, 60, 90 ve 120 dk koşullarında gerçekleştirilmiştir. HVGO'nun katalitik kraking işlemlerinde katalizör türünün etkisini incelemek üzere hem ticari hem de sentezlenen katalizörler kullanılmıştır. Katalizör derişimi olarak % 0,1, %0,5, %1 ve %5 oranları kullanılmıştır. Kraking deneylerinde karıştırma hızı 200 rpm olarak sabit alınmıştır. Katalitik ve katalitik olmayan koşullarda gerçekleştirilen kraking işlemlerinde elde edilen sonuçlara göre, en hafif ürün bileşimi katalizör türü %25 MgO + %75 SiO2, katalizör derişimi %1, reaksiyon sıcaklığı 400 oC, reaksiyon süresi 120 dk, başlangıç azot basıncı 0 bar koşullarında elde edilmiştir. Hafif ürünler (karbon sayısı 22 ve altında olan bileşenler) önemli ölçüde parafinik (%47.53) ve sikloalkanlardan (%21.60)'dan oluşmaktadır. Katalitik kraking işlemlerinde çözücü etkisinin belirlenmesi amacıyla çözücü olarak tetralin seçilmiş ve HVGO/ Çözücü oranı ağırlıkça 1/1 ve 1/3 alınarak kraking deneyleri gerçekleştirilmiştir. Katalitik kraking işlemlerinde HVGO ile birlikte çözücü olarak tetralin kullanılması hafif ürün bileşiminde aromatik bileşenlerin oranını artırmaktadır.
Farklı atıkların tga-ftır-ms ile ısıl davranışlarının belirlenmesi
Bu çalışmada, tütün tarla atığı, demlik çay atığı ve polikarbonat hammaddelerinin termal bozunma işlemi termogravimetrik analiz (TGA) cihazıyla 20 C başlangıç sıcaklığından 1000C'ye kadar 5, 10, 15 ve 20 C /dk ısıtma hızlarında ve azot atmosferi altında gerçekleştirilmiştir. TGA'dan elde edilen eğriler ve veriler yardımıyla, her üç hammadde için de Coats-Redfern yöntemi kullanılarak, aktivasyon enerjisi, tepkime mertebesi ve frekans faktörü belirlenmiştir. Ayrıca, aktivasyon enerjisi Kissinger, Friedman, Flynn-Wall-Ozawa ve Kissinger-Akahira-Sunose kinetik modelleri kullanarak da hesaplanmıştır. Yapılan çalışmada, termogravimetrik analiz cihazıyla birleştirilmiş Fourier Transform Infrared Spektroskopisi ve Kütle Spektroskopisi (TGA-FTIR-MS) sayesinde, hammaddelerin bozunması sırasında açığa çıkan gazların gerçek zamanlı ve hassas tespiti yapılmıştır. Tütün tarla atığının pirolizi sırasında açığa çıkan başlıca ürünler, metan, amonyak, su, hidrojen siyanür, formaldehit, karbon dioksit ve propanal; çay atığı için karbon dioksit, su ve metan; polikarbonat hammaddesi için ise karbon dioksit, su, metan, benzen, toluen ve fenol olarak belirlenmiştir.
Biyokütlenin süperkritik su ortamında gazlaştırılmasıyla hidrojen üretimi ve termodinamik modellenmesi
Bu çalışmada, meyve suyu fabrikasının atığı olan meyve posasının süperkritik su ortamında gazlaştırılması (SKSG) ile hidrojen üretimi için en uygun reaksiyon parametreleri deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Reaksiyon parametrelerinden sıcaklık (400-600°C), süre (0-180 dk), biyokütle:su oranı (%2,5-10,0), katalizör oranı (%0-70) ve tipinin (KOH, K2CO3 ve Ru/C) elde edilen gaz, sıvı ve katı ürünlerin miktar ve bileşimine olan etkileri belirlenmiştir. Ayrıca, SKSG süreci için bir termodinamik model önerilmiş olup farklı sıcaklık ve biyokütle oranları için elde edilen sayısal sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak model doğrulanmıştır. Sıcaklık arttıkça gazlaştırma etkinliği ve gaz ürün içerisindeki H2 miktarının arttığı, biyokütle oranı ile önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir. 600°C, 30 dk reaksiyon süresi, %2,5 biyokütle oranı ve %10 KOH varlığında elde edilen H2 miktarı 32,1 mol/kg biyokütle; 600°C, 60 dk reaksiyon süresi, %2,5 biyokütle oranı ve %20 K2CO3 oranında elde edilen H2 miktarı 29,4 mol/kg biyokütle ve 600°C, 30 dk, reaksiyon süresi, %2,5 biyokütle oranı ve %30 Ru/C varlığında elde edilen H2 miktarı ise 54,8 mol/kg biyokütle olarak belirlenmiştir. Maksimum gaz ürün verimi (%150,8), karbon gazlaştırma etkinliği (%88,1) ve hidrojen gazlaştırma etkinliğine (%213,5) Ru/C katalizörü varlığında ulaşılmıştır. Termodinamik model ile elde edilen sayısal sonuçlarda dengedeki temel bileşenler H2, CO2, CH4 ve CO olarak tespit edilmiş olup model sonuçlarının deneysel sonuçlarla uyum içerisinde olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyokütle, meyve posası, gazlaştırma, süperkritik su, hidrojen
Termofilik Myceliophythora hinnulea'dan selülaz enzimi üretimi
Lignoselülozik biyokütle, monomerik şekerlerin selülotik enzimlerle hidrolizi ile üretiminde, potansiyel yenilenebilir kaynaklardır. Endoglukanaz, ekzoglukanaz ve beta-glikozidaz enzim karışımlarından oluşan selülaz enzimi, bu enzimlerin sinerjik etkileriyle selülozu glikoza parçalar. Bu enzimler başta mantarlar olmak üzere çok çeşitli mikroorganizmalar ile üretilebilmektedir. Bu çalışmada, termofililik Myceliophthora hinnulea kullanılarak yanıt yüzey yöntemi ile selülaz enziminin batık hal fermantasyon üretim parametreleri optimize edilmiştir. pH (4.0 - 5.25 - 6.5), sıcaklık (35°C - 45°C - 55°C), spor sayısı (1x106 - 5x109 - 1x1010) ve kültür yaşının (24 h– 60 h – 96 h) filtre kağıdı birimi cinsinden selülaz aktivitesi üzerine etkileri gözlenmiştir. Optimize edilmiş koşullarda önişlem görmüş üç ayrı lignoselülozik biyokütle (fındık kabuğu, auçiçek sapı ve haşhaş sapı) kullanılarak Myceliophthora hinnulea kültüre alınmış ve bu biyokütlelerin selülaz aktivitesi ve monomerik şeker verimine etkileri incelenmiştir. Optimum enzim aktivitesine (0,216 FPU/ml), pH 6,1, 38°C, 1x1010spor/ml ve 24 sa kültür yaşı şartlarında ulaşılmış, farklı karbon kaynaklarından da % 2'lik önişlem görmüş fındık kabuğu ile 7.gün sonunda en yüksek selülaz aktivitesi (0,181 FPU/ml) elde edilmiştir.
Fındık kabuğuna uygulanan ön işlemlerin enzimatik hidroliz yöntemi ile şeker üretimine etkisi
Bu çalışmada, fındık kabuklarından enzimatik hidroliz ile glikoz üretimi için, farklı ön işlemler (düşük ve yüksek sıcaklıklarda asit ve alkali, su buharı, alkali peroksit, organosolv, iyonik sıvı ve biyolojik) uygulanmıştır. Ön işlemler sonrasında en yüksek glikoz verimi (%18,23) iyonik sıvı ([EMIM]Ac, 1200C, 1/20 katı/sıvı, 60 dak) ön işlemi ile elde edilmiştir. Bu ön işlemi, %15,05 ile alkali peroksit (% 2(a/h) NaOH içerisinde %2(v/v) H2O2, 300C, 1/10 katı/sıvı, 360 dak) ve %14,38 ile yüksek sıcaklık NaOH (1800C, 1/5 katı/sıvı, %5,25 NaOH, 30 dak) ön işlemleri takip etmektedir. İyonik sıvılarla ([EMIM]Ac) yapılan ön işlemler sonucunda glikoz kazanımı %95,46 olarak bulunmuştur. Selülozca zengin ve lignin içeriği düşük hammadde, yüksek sıcaklık NaOH (1800C, 1/5 katı sıvı oranında %5,25 NaOH, 30 dak) ön işlemi ile elde edilmiştir. Bu koşullarda hammaddenin selüloz içeriği %16,67'den %48,49'a yükselirken, lignin içeriği %51,10 dan %27,28'e azalmıştır. Hemiselüloz (%17,17) ve lignin (%65,66) içeriği bakımından zengin biyokütleler sırasıyla organosolv (1200C, 1/10 katı/sıvı, 30 dak %50 EtOH içerisinde %4 NaOH koşullarında) ve su buharı (200 0C, 1/5 katı/sıvı, 60 dak ) ön işlemleri ile elde edilmiştir. Ön işlemler sırasında bir gram glikoz başına harcanan enerji (kj) miktarı 21 kJ/g glikoz (alkali peroksit ön işlemi)ile 3330 kJ/g glikoz (iyonik sıvı ön işlemi) arasında değişmiştir.
Patates atığından termokimyasal gazlaştırma ile hidrojen üretimi ve modellenmesi
Bu tez kapsamında cips fabrikası patates atığının (biyokütle) süperkritik su koşullarında gazlaştırılması ile H2 eldesinde uygun reaksiyon koşulları araştırılmıştır. Gazlaştırma sırasında gerçekleşen temel reaksiyonlardan biri olan su-gaz yer değiştirme reaksiyonunun kinetiği incelenmiştir. Reaksiyon parametrelerinden hızlandırıcı/katalizör tipinin (Ca(OH)2, Ru/C, Ru/C:Ca(OH)2, CaCO3), sıcaklık (400, 450, 500, 550, 600oC), basınç (220, 270, 290 bar), süre (20, 30, 60 dk), Ca(OH)2 oranı (%10, 20, 30, 50, 70 (% a/a hızlandırıcı/biyokütle)) ve biyokütle oranının (%1,00, 1,75, 2,00, 5,00 (% a/a biyokütle/su)) hidrojen verimine etkisi belirlenmiştir. Uygun reaksiyon koşulu 600oC, 270 bar, 30 dk, %20 Ca(OH)2 ve %1,75 biyokütle oranı olarak tespit edilmiştir. Bu koşullarda H2 verimi ve gazlaştırma etkinliği sırasıyla 34,88 mol/kg biyokütle ve %98,93 olarak belirlenmiştir. Aynı koşullarda Ru/C varlığında 41,77 mol H2/kg biyokütle verim elde edilirken reaksiyon ortamına Ca(OH)2 eklenmesiyle maksimum verime (44,02 mol H2/kg biyokütle) ulaşılmıştır. Planckett-Burman deney tasarım yöntemi kullanılarak CaCO3 varlığında optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. %1,75 biyokütle oranında sıcaklık (400, 500, 600oC), süre (10, 20, 30 dk) ve CaCO3 oranı (%10, 20, 30) değişken olarak seçilmiş olup optimum gazlaştırma koşulu 600oC, %30 CaCO3 oranı ve 30 dk olarak belirlenmiştir. Minitab 14 paket programı kullanılarak belirlenen teorik H2 verimi 29,79 mol/kg biyokütle iken deneysel olarak 32,16 mol/kg biyokütle sonucuna ulaşılmıştır. H2 verimini doğrudan etkileyen su-gaz yer değiştirme reaksiyonunun farklı sıcaklık (350, 400, 450oC) ve 3:1 H2O:CO molar oranında kinetiği incelenmiştir. Katalizörsüz ve Ru/C ile gerçekleştirilen çalışmalar sonrasında aktivasyon enerjisinin sırasıyla 158,42 ve 69,45 kJ/mol olduğu belirlenmiştir.
Heterojen katalizör sentezi ve çay atığından termokimyasal süreçler ile hidrojence zengin gaz ürün eldesi
Bu çalışmada hidrojence zengin gaz karışımı üretmek amacıyla çay atığının hava ve hava+buhar ortamında yukarı akışlı borusal reaktörde gazlaştırma reaksiyonları gerçekleştirilmiştir. Gazlaştırmada katalizör olarak K2CO3'ın yanısıra emdirme ve sol-jel yöntemleri ile sentezlenen Ni/Al2O3 ve Ni-CeO2/Al2O3 katalizörleri kullanılmıştır. Sentezlenen katalizörler XRD, XRF, SEM, BET ve TGA teknikleri ile karakterize edilmiştir. Katalizörlerin aktiviteleri çay atığının gazlaştırılması reaksiyonlarında belirlenmiştir. Gazlaştırmaya etki eden parametrelerden sıcaklık (450, 650, 850°C), süre (10, 15, 20 dk), katalizör oranı (kütlece %0, 10, 20, 30, 40, 60), hava akış hızı (2, 3, 4 L/sa), katalizör sentez yöntemi ve CeO2 yükleme oranı (%0-40)'nın gaz ürün verimine ve kompozisyonuna etkisi incelenmiştir. Hava ile gazlaştırma reaksiyonlarında en yüksek H2 verimi 850°C, 15 dk, %20 katalizör oranı ve 3 L/sa hava akış hızında K2CO3 ile 3,54 mol H2/kg çay atığı olarak elde edilirken sol-jel yöntemi ile sentezlenen, %40 CeO2 içeren Ni-CeO2/Al2O3 katalizörü ile aynı koşullarda 6,26 mol H2/kg çay atığı verimine ulaşılmıştır. Gazlaştırma ortamına havanın yanısıra buhar eklenmesiyle H2 verimi K2CO3 varlığında 48,76 mol H2/kg çay atığı'na ulaşırken, Ni-CeO2/Al2O3 katalizörü ile 29,71 mol H2/kg çay atığı H2 elde edilmiştir. Yukarı akışlı reaktörlerde yüksek olan tar verimi Ni-CeO2/Al2O3 katalizörü ile 850°C'de %9,14'ten %4,46'ya düşürülmüştür. Reaksiyon sonucunda elde edilen sıvı ürünlerin GC-MS ile bileşimleri belirlenmiş olup sıvı ürünlerin fenolik bileşikler ve kafeince zengin olduğu görülmüştür.
Biyokütleden hidrojen eldesinde kullanılan katalizörlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada Ni/Al2O3-ZrO2, Ni-Pd/Al2O3-ZrO2, Ni-Pd/Al2O3-ZrO2-La2O3, Ni/Olivin ve Ni/Sepiolit katalizörleri sol-jel ve emdirme yöntemleri ile sentezlenmiş ve aktivite testleri gliserolün buhar reforming reaksiyonunda ve glikozun süperkritik su koşullarında gazlaştırılması reaksiyonunda gerçekleştirilmiştir. Katalizörlerin özellikleri XRF, TPR, XRD VE XPS analizleri ile belirlenmiştir. Gliserolün buhar reforming reaksiyonunda sürekli akışlı sabit yataklı reaktör kullanılarak 600, 700, 800˚C sıcaklıkta 4 saat süresince gerçekleştirilmiştir. En yüksek hidrojen verimine (%73,84) Ni-Pd/Al2O3-ZrO2 katalizörü kullanılarak 800oC reaksiyon sıcaklığı ve 4 saat süre sonunda ulaşılmıştır. Glikozun süperkritik su koşullarında gazlaştırılması 1:20 glikoz:su oranı ve %10 katalizör kullanılarak 400˚C reaksiyon sıcaklığında, 30 ve 60 dk reaksiyon sürelerinde gerçekleştirilmiştir. En yüksek hidrojen verimine (15,86 mol/kg glikoz) Ni-Pd/Al2O3-ZrO2-La2O3 katalizörü kullanılarak 400˚C'de 1 saat süresince gerçekleştirilen reaksiyon ile ulaşılmıştır.
Mikrodalga sisteminde karbon nanomalzeme sentezi
Karbon nano malzemeler 1991'de karbon nanotüpler ve 2004 yılında grafen için ilk üretim tekniklerinin bulunmasından itibaren üstün fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı çok sayıda araştırmaya konu olmuştur. Karbon nanotüpler (KNT'ler) spor, savunma sanayii, otomotiv gibi sektörlerde kullanılmaya başlanmıştır ve uygulamaları gittikçe genişlemektedir. Katalitik buhar biriktirme (CCVD) yöntemi KNT üretiminde en yaygın kullanılan yöntemdir. CCVD yönteminde KNT üretimi için bir metal katalizöre, karbon içeren bir öncü maddeye, inert bir ortama ve taşıyıcı bir gaza ihtiyaç vardır. Her ne kadar CCVD yöntemi çok çalışılmış ve bilinen bir yöntem olsa da daha kolay ve ucuz KNT üretim yöntemlerinin araştırılması gerekmektedir. KNT'lerin özellikleri genellikle üretim yöntemi ile ilişkilidir. Farklı yöntemlerle üretilen KNT'lerin farklı ihtiyaçlara cevap vermesi olasıdır. Bu çalışmada atmosfer ortamında ve atmosfer basıncında ev tipi bir fırında KNT ve diğer karbon nanoyapıların üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu üretim için grafit, ferrosen, karbon fiber kullanılmış ve sonradan bu bileşime ek bir karbon kaynağı olarak benzen eklenerek çalışma genişletilmiştir. Çeşitli bileşimler denenerek elde edilen KNT'ler üretim yöntemine uygun bir saflaştırma yöntemi seçilerek saflaştırılmış ve Raman, SEM, UV-vis spektrofotometresi ve tane boyutu analizlerine tabi tutularak karakterize edilmiştir. Yapılan çalışmada toplam reaksiyona giren madde kütlesinin süreç verimi açısından çok önemli bir parametre olduğu görülmüş ve reaksiyon hacmine göre seçilen toplam kütleden sonra hammadde bileşiminin ikincil bir etkisi olduğu görülmüştür. KNT sentez süreci sırasında yan ürün olarak yoğun miktarda soğanımsı karbon nanoküreler elde edilmiştir.
Kimyasal katkı maddelerinin çimento ile uyumluluğunun ve harç üretimine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, çimento ve süper akışkanlaştırıcı kimyasal katkı uyumu araştırılmıştır. Süper akışkanlaştırıcı katkı türünün ve dozajının betonun basınç dayanımına, işlenebilirliğine ve mikroyapısal özelliklerine olan etkileri incelenmiştir. Sabit su/çimento oranında, katkısız ve farklı oranlarda katkı kullanılarak hazırlanan taze çimento harçlarının işlenebilirliği test edilmiştir. Katkı oranı artışının işlenebilirliği arttırdığı gözlenmiştir. Çimento harçlarının 7 ve 28 günlük küre tabi tutulmasının ardından sertleşmiş harç numunelerine basınç dayanım testleri uygulanmıştır. Numunelerinin mikroyapısal ve morfolojik analizleri Fourier Transform Infrared Spektrometresi (FTIR), X-Işını Kırınım cihazı (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlerle, kullanılan katkının betonun mikroyapısında meydana getirdiği değişiklikler incelenmiştir. SA, SB ve SC katkıları ile hazırlanan 7 ve 28 günlük harç numuneleri için en uygun katkı miktarı %1 (g/g çimento), SD katkısı için %1,2 (g/g çimento) olarak belirlenmiştir.
Investigation of biodiesel production from safflower oil
In this study, first of all, the properties of safflower oil, acid value, iodine value, peroxide value, saponification number, kinematic viscosity and density were determined. In the second step, the ester content of safflower oil into biodiesel was investigated through transesterification reaction in the presence of base-catalyzed. Different experimental variables such as oil/ethanol molar ratio (1:3, 1:6 and 1:9), sodium methoxide (NaOCH3) catalyst concentration (0.25%, 0.50%, 0.75% and 1.00%) were investigated, while the rate of stirring 600 rpm and reaction temperature 65±1°C conditions were kept constant. As a result, oil/ethanol molar ratio of 1:6, catalyst concentration of 1.00%, rate of stirring of 600 rpm, reaction temperature of 65±1°C and 20 min reaction duration offered the best safflower oil ethyl ester yield (99.2 %). Characterization of the fatty acid methyl esters (FAMEs) was accomplished by Iatroscan MK-6s TLC/FID.
Bor atıklarının katı atık düzenli depolama tesislerinde geomembran tabaka olarak kullanımı
Bu tezde, Eskişehir Kırka Bor İşletmesi'nde her yıl oluşan 400.000 tonluk atık kilin değerlendirilebilmesi amacıyla bitüm, bentonit ve atık lastik ile taşıyıcı malzemeler de kullanılarak, düzenli depolama tesislerinde geçirimsiz tabaka olarak kullanılabilecek bitümlü geomembran üretilmiştir. Geomembran numunelerinde kalınlık, birim alan kütlesi, çekme dayanımı, uzama ve hidrolik iletkenlik testleri yapılmış; en iyi sonuçlar, PK-BTM30CW70, (Polyester Keçe taşıyıcılı, % 30 Bitüm, % 70 Atık Kil; Çekme Dayanımı: 3,08 MPa, Uzama: % 68, Hidrolik İletkenlik: 3×10-6 m3/m2/gün) karışımında elde edilmiştir. Üretilen bu geomembran malzemenin sızıntı suyu ile etkileşimini görmek için de, bir kentsel katı atık depolama sahası sızıntı suyu ve tehlikeli atık depolama sahası sızıntı suyu ile deneysel çalışmalar yapılmış ve geomembranın özelliklerindeki değişimler belirlenmiştir. Yapılan SEM analizinde, bitümden ayrılan bir miktar kilin oluşturduğu boşluklardan dolayı meydana gelen çatlaklar haricinde yapısal bir değişiklik gözlemlenmemiş; bu değişimden üretilen geomembranın hidrolik iletkenliğini etkilenmemiş ve deney süresince hiçbir sızıntı görülmemiştir.
Biyokütlenin süperkritik su ortamında gazlaştırılmasında kullanılacak olan ni/zro2 ve sn/zro2 katalizörlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, hidrojen üretmek amacıyla biyokütlenin süperkritik su ortamında gazlaştırılmasında kullanılan Ni/ZrO2 ve Sn/ZrO2 katalizörleri birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenmiştir. En yüksek yüzey alanını veren sentez koşulunu belirlemek amacıyla Ni/ZrO2 sentezinde parametrik çalışma yapılmıştır. Uygun sentez koşulu; NH4OH ekleme hızı 10 mL/dk, pH 10, 60 oC, 1 saat yaşlandırma süresi, etanol ile yıkama, 700 rpm karıştırma hızı, mikrodalga sisteminde kurutma, 1 (oC/dk)/600 oC/2 saat kalsinasyon ve 600 oC/1 saat indirgeme koşulu, %20 Ni/ZrO2 yükleme oranı olarak belirlenmiĢtir. Aynı sentez koşullarında SnO2/ZrO2 sentezlenirken farklı kalsinasyon sıcaklığı ve yükleme oranları denenmiştir. En uygun kalsinasyon sıcaklığının 600 °C ve yükleme oranının %15 SnO2/ZrO2 olduğu tespit edilmiĢtir. Katalizörleri karakterize etmek için XRD, XRF, BET, TGA ve SEM teknikleri kullanılmıştır. Glukozun süperkritik su ortamında gazlaştırılması çalışmalarında sentezlenen her iki katalizörün aktiviteleri belirlenmiştir. En yüksek aktiviteye %20 Ni/ZrO2 katalizörü ile ulaşılarak %41,22 hidrojen içeren gaz karışımı elde edilmiştir.
Isparta gülü (Rosa damascena mill.) budama atıklarının pirolizi
Bu çalışmada, Göller Yöresinde üretimi yapılan Isparta gülü (Rosa damascena Mill.) bitkisi budama atıklarının pirolizi işlemindeki sıvı ürün miktarını etkileyen faktör ve seviyeler Taguchi yönteminden faydalanılarak belirlenmiştir. Çalışmada performans karakteristiği olarak sıvı ürün miktarı seçilmiş ve en büyüklenmesi üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda sabit yataklı bir reaktör kullanılmıştır. Çalışmada etkin faktör ve seviyeleri olarak piroliz sıcaklığı (350, 400, 450, 500, 550 ve 700oC), ısıtma hızı (50, 100, 300oC/dk) ve sürükleyici gaz (N2) akış hızı (50, 100, 200 cm3/dk) alınmış ve sıvı ürün miktarı üzerine etkileri incelenmiştir. Varyans analizi sonucu en yüksek sıvı ürün miktarına 500ºC sıcaklık, 100 ºC/dk ısıtma hızı ve 100 cm3/dk sürükleyici gaz akış hızında gerçekleştirilen piroliz koşullarında ortalama %68,03 piroliz dönüşüm ile ulaşıldığı tespit edilmiştir. Çalışmada elde edilen sıvı ürünün FTIR ve 1H-NMR spektrumları alınmış ve elementel analizleri yapılmıştır. Ayrıca sıvı ürün sütun kromatografisinde fraksiyonlarına ayrılmış, fraksiyonların FTIR spektrumları alınmış ve elementel analizleri gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Isparta gülü (Rosa damascena Mill.) budama artığı, Piroliz, Enerji, Biyokütle, Taguchi yöntemi
Su yalıtım malzemesinin doğal puzolanlar ve endüstriyel atık malzemeler kullanılarak geliştirilmesi
İnsanoğlu enerji kaynağı olarak yararlanabileceği her kaynağı kendisine fayda sağlayacak Görselde kullanmayı amaçlamıştır. Enerji kaynakları kısıtlıdır; bu nedenle insanlar tarih boyunca doğal kaynaklara yönelmiştir. 21. yüzyılda endüstrileşme yolunda tüm dünyada ve özellikle gelişmekte olan ülkelerde önemli atılımlar yapılmaktadır. Bu süreç içinde yapılan yatırımlardaki üretim sürecinde enerji maliyetleri ihmal edilemez bir sorun haline gelmiştir. Enerji maliyetlerinin düşürülmesinde alternatif enerji kaynakları kullanıldığı gibi yalıtım uygulamaları da önemli bir yer tutmaktadır. Yalıtım, tabiatın ve içinde bulunduğumuz mekanların korunmasıdır. Yaşadığımız ortamların yalıtımı, sağlıklı bir yaşamın garantisi ve tabiatın korunarak gelişmesine yardımcı olan en önemli faktörlerden biridir. Buradan hareketle, yalıtım kısaca, kullandığımız binaların dışsal etkilere karşı korunması olarak tanımlanabilir. Yalıtım temelde iki amaçla yapılır. Yapının veya problemli yapı bölümlerinin korunması veya önceden oluşmuş olan problemin çözülmesi amaçlanır. Su, yeryüzü ve yeraltı olmak üzere her ortamda bulunan bir maddedir. Yapıların hizmet ömrü boyunca sudan etkilenmemeleri amacıyla, yapı üzerindeki her noktanın su etkisine direnç göstermesi için malzemeler üretmeye çalışılmaktadır. Yapılan bu çalışmada, özellikle son yıllarda yönetmeliklerde de zorunlu hale gelen su yalıtımının alternatif yolları araştırılmış ve atık malzemelerle ve doğal puzolanik madenlerle su yalıtım malzemesi yapılması amaçlanmıştır.
Biyokütleden piroliz yöntemi ile üretilen biyocharın çevresel etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada, mobilya endüstrisi atığı olan meşe ağacı talaşından piroliz yöntemi ile farklı sıcaklık (400, 500, 600 °C) ve reaksiyon sürelerinde (15, 30, 60 ve 120 dk) biyochar elde edilmiş ve toprak iyileştirici özelliklerinin araştırılması amacıyla karakterizasyonu yapılmıştır. Yavaş piroliz çalışmaları doğrultusunda 500 °C sıcaklık, 120 dk reaksiyon süresinde üretilen biyochar seçilmiş ve farklı oranlarda tavuk gübresi ve kil mineralleri ile karıştırılarak torrefaksiyon yöntemi ile toprak iyileştirici özellikleri geliştirilmiş yedi farklı biyochar-mineral kompleks oluşturulmuştur. Elde edilen biyochar-mineral komplekslerin karakterizasyonu yapılarak toprakta kullanımının etkisinin incelenmesi amacıyla 45 günlük inkübasyon deneyi yürütülmüştür. İnkübasyon sırasında belirli aralıklarla alınan toprak örneklerinin karakterizasyonu yapılmıştır. Analiz sonuçları değerlendirildiğinde termokimyasal yöntemler ile biyokütleden farklı özelliklerde, çevre dostu toprak iyileştirici ürünler elde edilebileceği belirlenmiştir. Anahtar sözcükler: Biyochar, Piroliz, Torrefaksiyon, Biyochar kompleks, Toprak iyileştirici
Doğrudan alkali metanol yakıt hücresi için membran geliştirilmesi
Yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine çeviren elektrokimyasal bir güç sistemidir. Doğrudan Metanol Yakıt Hücresi'nden elde edilen güç yoğunluğu, anottan katota doğru olan metanol geçişi ve anotta gerçekleşen metanol oksidasyon reaksiyonunun yavaş gerçekleşmesi nedeniyle diğer yakıt hücrelerine nazaran daha düşüktür. Bu nedenle, literatürdeki birçok çalışmanın amacı alkali özellikte bir DMYH geliştirmektir. Doğrudan Alkali Metanol Yakıt Hücresi için uygun bir anyonik polimer elektrolit membran geliştirilmesi henüz istenen düzeyde değildir. Bu yüksek lisans tez çalışması ile DAMYH'de kullanılmaya uygun Polivinilalkol (PVA) esaslı potasyum hidroksit (KOH) katkılı çapraz bağlı anyonik polimer elektrolit membran geliştirilerek hücre performansları değerlendirilmiştir. Çapraz bağlama ajanı olarak Glutaraldehit (GA) ve Polietilenglikoldiglisidileter (PEGDGE) kullanılarak optimum çapraz bağlama ajanı türü ve miktarı belirlenmiştir. Geliştirilen bu membranlar nano boyutlu dolgu malzemeleri (TiO2 ve SiO2) ile desteklenerek metanol geçirgenliğinin azaltılması amaçlanmıştır. Hazırlanan membranların performans eğrileri elde edilerek maksimum güç yoğunlukları belirlenmiştir. Doğrudan alkali metanol yakıt hücresinde gösterdikleri performansına ek olarak membranların su tutma kapasitesi ve metanol geçirgenlikleri tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: GA, DMYH, DAMYH, PEGDGE, PVA, Polimer Elektrolit Membran.
Vakumlu ortamda ısıl bozundurma yöntemiyle aktif karbon üretimi
Bu çalışmada, biyokütle kaynağı olarak DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles ) kullanılmış, azot ve vakum ortamlarında mikrodalga yardımlı kimyasal aktivasyonla aktif karbon üretilmiştir. Aktif karbon üretiminde her iki ortam için sıcaklık ve doyurma oranı birer değişken olarak seçilmiştir. Kimyasal aracı olarak ZnCl2 kullanılmış, doyurma oranları ise 0,5/1, 1/1, 2/1 şeklinde seçilmiştir. Karbonizasyon işlemi 450°C, 550°C, 650°C ve 750°C sıcaklıklarında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen aktif karbonların BET ve FT-IR analizleri yapılmıştır. En yüksek yüzey alanlı aktif karbon (961,42 m2/g) vakum ortamında 550 °C'de ve 1/1 doyurma oranında gerçekleştirilen deney sonucu elde edilmiştir. BET analiz sonuçlarına göre seçilen aktif karbonların metilen mavisi giderim kapasitesi araştırılmıştır. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi 550 °C'de ve 1/1 doyurma oranı şartlarında azot ortamında 186 mg/g, vakum ortamında 215 mg/g olarak gözlenmiştir.
Farklı koşullarda pirolitik çevrimin incelenmesi ve sıcaklık algoritmasının geliştirilmesi
Bu çalışmada, pirolitik ankastre fırının pirolitik çevrim sırasındaki temizleme etkinliğinin geliştirilmesi ve enerji tüketiminin azaltılması hedeflenmiştir. Bu kapsamda, öncelikle gıda kalıntılarının temelini oluşturan margarin ve et suyu karışımının ve hammadde olan gıda kalıntısının ısıl bozunma davranışları termogravimetrik analiz ile incelenmiş, ısıl bozunma sırasında oluşan uçucular TGA/FTIR/MS ile belirlenmiştir. Ayrıca, pirolitik ankastre fırının temizleme ve enerji etkinliklerinin geliştirilmesi amacıyla pirolitik çevrime ısıtma hızının, piroliz süresinin ve piroliz son sıcaklığının etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre pirolitik fırın için yeni ısıtma programı geliştirilmiştir. Belirlenen ısıtma programı uygulandığında pirolitik ankastre fırının temizleme etkinliğinin % 25 oranında arttırıldığı, enerji tüketiminin ise % 27,21 oranında azaltıldığı saptanmıştır. Çalışmanın sonraki aşamasında pirolitik çevrim sırasında ortamda su bulunması durumunda temizlik etkinliği araştırılmış, su miktarı arttırıldığında kirlilik gideriminin arttığı belirlenmiştir. Hammadde ve piroliz sonucunda elde edilen katı ürünler elementel, FTIR ve SEM/EDX analizleri ile karakterize edilmişlerdir. Sonuç olarak, pirolitik ankastre fırınlar için temizleme etkinliği ve enerji verimliliği yüksek yeni sıcaklık algoritması geliştirilmiştir.
Monoterpenik fenol polimerleri katkılı polimer kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Poli(laktik asit) (PLA) yenilenebilir kaynaklardan üretilen biyobozunur polyesterdir ve birçok uygulama için kullanılır. Bu çalışmada PLA'nın özelliklerini geliştirmek ve PLA'nın uygulama alanlarını daha fazla genişletmek amacıyla monoterpenik fenol monomerleri ve polimerleri kullanılmıştır. PLA ve çeşitli kompozisyonlardaki kompozitlerin üretimi eriyik karıştırma yöntemi ile ekstrüderde yapılmıştır. PLA ve diğer numunelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri monoterpenik fenol monomerleri ve polimerleri eklenmesiyle araştırılmıştır. Hazırlanan kompozit malzemelere mekanik testler (çekme testleri), DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetre), TGA (Termogravimetrik Analiz), FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi), DMA (Dinamik Mekanik Analiz) karakterizasyon yöntemleri uygulanmıştır. SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ile kompozitlerin morfolojik özellikleri gözlemlenmiştir. Kompozit malzemelerin antibakteriyel özellik testleri yapılmıştır.
Farklı organik atıklardan zift esaslı karbon fiber üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada biyokütle, polimer ve petrol rafinerisi atıkları kullanılarak zift esaslı karbon fiber üretimi araştırılmış olup, yürütülen çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada TGA/MS/FT-IR kullanılarak iki farklı biyokütle örneğinin (ceviz kabuğu ve şeftali çekirdeği) ve farklı polimerlerin (PET, PS ve PVC) pirolizi ve biyokütle/polimer karışımlarının birlikte pirolizi yapılmıştır. Pirolitik aktivasyon enerjileri farklı eş-dönüşüm yöntemleriyle hesaplanmış ve bozunma sırasında açığa çıkan gazlar belirlenmiştir. İkinci aşamada, sabit yataklı reaktörde piroliz çalışmaları yürütülmüş olup, ürün verimi ile özelliklerine sıcaklık ve birlikte pirolizin etkisi incelenmiştir. Son aşamada ise zift esaslı karbon fiber üretimi araştırılmıştır. Bu amaçla, katranların pirolizlenmiş fuel oil (PFO) ile oligomerizasyonu bromlama/dehidrobromlama işlemi ile gerçekleştirilmiş ve katran özelliklerinin, karışma oranının ve brom miktarının etkileri belirlenmiştir. Ardından, aynı yumuşama noktasına sahip ziftler farklı katranlar kullanılarak sentezlenmiş ve karbon fiber üretimi gerçekleştirilmiştir. Eriyik çekme, stabilizasyon ve karbonizasyon işlemleri sonrasında, üretilen karbon fiber özellikleri, ziftlerin yumuşama noktasından bağımsız olarak karşılaştırılmıştır. Karakterizasyon sonuçları, karbon fiberlerin çekme dayanımı ve elastik modülünün zift üretiminde kullanılan hammaddelerin yapısına bağlı olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, biyokütle, polimer ve petrol rafineri atıkları kullanılarak genel amaçlı karbon fiber üretiminde çevre dostu, alternatif bir yöntem sunulmuştur.
Ayçiçeği sapından yenilebilir CMC film üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışma ayçiçeği sapından selüloz ekstraksiyonu, selülozdan karboksimetil selüloz (CMC) sentezi ve filmlerin hazırlanması olmak üzere 3 aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada ayçiçeği sapından alkali varlığında selüloz ekstrakte edilmiştir. Ardından selüloz, alkali varlığında ağırlıkça çeşitli oranlarda sodyum mono klor asetat (NaMCA) ile alkalizasyon ve eterleşme tepkimeleri aracılığıyla CMC'ye dönüştürülmüştür. Tepkime verimleri hesaplandıktan sonra, NaMCA oranı ile sentezlenen CMC'nin suda çözünürlüğünün bir göstergesi olan yer değiştirme derecesi arasındaki ilişki araştırılmıştır. Son aşamada ise polimer çözeltilerine gliserin, polietilen glikol (PEG) ve sitrik asit (CA) gibi katkı maddeleri katılarak film çözeltileri hazırlanmıştır. Ekstrakte edilen selülozun, sentezlenen polimerlerin ve hazırlanan filmlerin yapısal karakterizasyonu ve termal kararlılığı sırasıyla Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve termogravimetrik analiz (TGA) ile belirlenmiştir. En yüksek termal kararlılığa sahip film çözeltilerine gliserin ve PEG eklenerek ulaşılmıştır. Filmlere ait mekanik testler çekme dayanımı ve kopma anındaki uzama hesaplanarak gerçekleştirilmiştir. Mekanik testler, gliserin katkı maddesinin filmlerin çekme dayanımını arttırdığını göstermiştir. Bunun yanı sıra, tüm filmlerin suda çözünürlükleri, biyobozunurluk davranışları ve kaplama özellikleri araştırılmıştır. Sonuç olarak, ham madde olarak organik bir atık olan ayçiçeği sapı kullanılarak alternatif CMC filmler üretilmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyobozunurluk, Karboksimetil selüloz, Selüloz, Yenilebilir film.
Montmorillonit destekli geçiş metalleri yüklenmiş katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve biyokütle türevi karbonhidratlardan furfural ve hidroksimetilfurfural (5-HMF) üretimi için kullanımı
Bu çalışmada, biyokütle türevi şekerlerden furfural, 5-hidroksimetilfurfural ve levulinik asit gibi platform kimyasalların katalitik üretimi araştırılmıştır. Bu amaçla, montmorillonit (MMT) destekli geçiş metalleri (%10 Cr, Cu, Zn, Fe, Co) yüklenmiş katalizörler sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir (BET, XRF, SEM-EDX, XRD). İlk çalışmalar, geçiş metalini belirlemek için selüloz ve fındık kabuğu ile yürütülmüştür. Sonrasında C5 (ksiloz), C6 (glikoz) şekerleri ve selüloz kullanılarak hem hidrotermal ortamda hem de sentezlenmiş katalizörlerin varlığında metal yükleme oranı, sıcaklık ve katı miktarı gibi işlem parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Kimyasalların en yüksek verimliliği Cr-MMT katalizörü ile elde edilmiştir. Glikoz kullanımında (1,25 g) en yüksek HMF verimi %25,31 olarak %5Cr-MMT ile 180 °C'de elde edilirken; 200 °C'de levulinik asit verimi %11,36 olarak elde edilmiştir. Ksiloz (5 g) kullanıldığında % 5Cr- MMT ile 180 °C'de maksimum furfural miktarı %50,17'dir. Hammadde olarak selüloz kullanıldığında ise (5 g) ise maksimum HMF verimi 220 °C'de %10 Cr-MMT ile %10,88 olarak elde edilmiş; aynı koşullar altında levulinik asit verimi %9,04 olarak tespit edilmiştir.
Plastik endüstrisi atıksuyunun NF270 membranı kullanılarak nanofiltrasyon yöntemiyle arıtımı
Dünya nüfusunun artış gösterdiği bu dönemde doğal olarak su tüketimi de artış göstermektedir. Bu da su tüketiminin azaltılması ve kirli suların yeniden kullanılabilmesi için yeni yol arayışlarını oraya çıkarmıştır. Atık su arıtma prosesi, çeşitli alan veya sektörlerde kullanılan suyun işlevini kaybetmeden yeniden kalite standartlarına uygun olarak kullanılabilmesi için gerekli su arıtma süreçlerinin bütünüdür. Membranlar iki homojen faz arasında seçici geçirgen bir katman görevi görür. Dolayısıyla önemli bir ayırıcıdır. Evsel ve endüstriyel atık suların arıtılmasında, gazların ayrılmasında, elektrokimyasal proseslerde, membran bazlı sensörlerde, kontrollü ilaç salınımı vb. gibi alanlarda membran kullanımı oldukça yaygındır. Bu çalışmada plastik sektöründen alınmış bir atık suyun NF270 membranı kullanılarak çapraz akışlı arıtma prosesi ile arıtım işlemi incelenmiştir. Plastik sektörüne ait bir atık su 2 farklı besleme sıcaklığı (25°C, 30°C) ve 3 farklı basınç ( 4 bar 6 bar 8 bar)'ta çalışılarak numuneler elde edilmiş, sıcaklık ve basıncın renk giderimi, iletkenlik, bulanıklık giderim verimleri üzerine etkileri araştırılmıştır. 5, 15, 30, 45. Dakikalarda alınan numunelerin iletkenlik, bulanıklık, renk giderimi, askıda katı madde miktarı ve akı değerleri hesaplanmış sonuçlar yorumlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda akı değerinin en yüksek kaydedildiği çalışma koşulu 96,8 (L/m2saat) akı ile 25°C ve 6 bar olarak belirlenmiştir. Renk giderimi verimi ise 30°C 8 bar'da %99 olarak kaydedilmiştir. 8 bar 30°C'de iletkenlik verimi %43,5, bulanıklık giderim verimi %99, askıda katı madde giderim verimi ise %98,1 olarak hesaplanmıştır. 8 bar 30°C iletkenlik, bulanıklık ve askıda katı madde giderim veriminin en yüksek görüldüğü çalışma koşulları olarak belirlenmiştir.
Paulownia ağacından elde edilen aktif karbonun sulu çözeltiden boyar madde gideriminde değerlendirilmesi
Aktif karbon; yüzeyi genişletilmiş, gözenekli yapıya sahip bir karbon şeklidir ve organik maddelerin yüksek sıcaklıkta, oksijensiz ortamda karbonizasyonuyla üretilir. Kimyasal aktivasyonun, yüksek yüzey alanına ve dar mikro gözenek dağılımına sahip karbonlar elde etmede etkin bir yöntem olduğu bilinmektedir. Aktif karbonların en bilinen uygulama alanları; saflaştırma, organik kirleticilerin içme suyundan uzaklaştırılması ve seçici adsorpsiyonla kimyasalların geri kazanımıdır. Avantajları, yüzeylerindeki geniş gözenekli yapı sayesinde organik bileşikleri adsorbe ederek sudan etkili bir biçimde uzaklaştırabilmeleridir. Bu çalışmada, Paulownia ağacı odunundan ZnCl2 ile kimyasal aktivasyon yapılarak üretilen aktif karbon kullanılarak, metilen mavisi (MB) ve metil oranj (MO) boyalarının sulu çözeltilerinden giderimi incelenmiştir. MB ve MO için, optimum derişim değeri belirlenip pH, sıcaklık, adsorban miktarı ve temas süresi etkileri araştırılmıştır. Elde edilen izoterm verileri Langmuir ve Freundlich izoterm denklemlerine göre analiz edilmiş ve sonuçların Langmuir denklemine uygun olduğu belirlenmiştir. Aktif karbonun zamana bağlı olarak boya giderim hızı, sabit boya başlangıç derişiminde incelenmiş ve elde edilen veriler sözde 1. mertebe ve sözde 2. mertebe adsorpsiyon kinetik modellerine göre analiz edilmiştir. Her iki boya için sonuçlar sözde 2. mertebe modelin adsorpsiyon kinetiğini daha iyi tanımladığını göstermiştir.
Farklı tür kumaşlara metal oksit katkılı polimer kompozitlerin kaplanması ve çok fonksiyonlu özelliklerinin incelenmesi
Süperhidrofobik yüzeyler, düşük yüzey enerjili ve pürüzlü mikro-nano dokularla elde edilir. Bu tür yapıları elde etmede florokarbonlar sıklıkla hidrofobik modifikasyon için kullanılır. Bununla birlikte, florlu bileşikler pahalıdır, çevreyi kirletir ve potansiyel olarak toksiktir. Florlu bileşiklerin çevresel zararları nedeniyle PDMS gibi flor içermeyen malzemeler çevresel avantajlarıyla öne çıkmaktadır. Süperhidrofobik kumaşlar, su itici, kendi kendini temizleyen, UV koruma ve alev geciktirici özellikleriyle tekstil sektöründe önemlidir. Ancak, flor içermeyen ve düşük maliyetli yöntemlerle çok işlevli kumaş üretimi hala bir zorluktur. Yeşil sentezlenmiş ZnO nanopartiküllerin süperhidrofobiklik üzerindeki etkisi yeterince araştırılmamıştır. Bu çalışma, basit daldırma kaplama yöntemiyle flor içermeyen, süperhidrofobik polyester ve viskon kumaşlar geliştirmeyi ve bu nanopartiküllerin performansını incelemeyi hedeflemiştir. Bu bağlamda, sol-jel ile sentezlenen SiO2 nanopartikülleri ve ayva çekirdeği musilajından yeşil sentezle ZnO nanopartiküllerinin eldesiyle farklı kombinasyonlarda kompozitler hazırlanmıştır. Elde edilen bu kombinasyonların farklı tür tekstil kumaşları üzerindeki kendi kendini temizleyebilme özelliği (fotokatalitik etki), süperhidrofobiklik ve UV koruma faktörü (UPF) performansı incelenmiştir. Farklı kombinasyonlarda hazırlanan kompozitler (PDMS, PDMS/ZnO, PDMS/SiO2-ZnO/PDMS, ZnO/SiO2-PDMS, SiO2/ZnO/PDMS ve SiO2/PDMS) ile viskon ve polyester kumaşlara yapılan kaplamalar karşılaştırılmıştır. ZnO/SiO2-PDMS ile kaplı olan viskon ve polyester kumaşlar, süperhidrofobiklik yönünden en iyi performansı göstererek ortalama temas açıları sırasıyla 111,3° ve 144,7° olarak bulunmuştur. ZnO/PDMS-SiO2/PDMS ile kaplı viskon kumaşın UPF değeri 32 olarak bulunarak mükemmel bir UV koruma sağlayabileceği görülmüştür. Bu tez çalışması, farklı kombinasyonlarda hazırlanan kompozitler ile kaplanan kumaşların UV koruma, fotokatalitik etki ve süperhidrofobiklik performansını artırmadaki etkisini ele almıştır. ZnO nanopartiküllerin ayva çekirdeği musilajından yeşil sentez gibi çevre dostu yöntemlerle elde edilmiş olması, sürdürülebilirlik açısından çok önemlidir. Bu çalışma, nanoteknolojinin tekstil sektöründe çevre dostu ürünlerin geliştirilmesine zemin hazırlamaya katkı sağlayacaktır.
Sulu çözeltiden yağ gideriminde kullanmak için polimerik kompozit malzeme üretimi
Bu çalışmada, sulu çözeltiden yağ giderimi için, nanokristal selüloz (NKS) takviyeli, polimer matrisli (polivinil alkol (PVA)) nanokompozit malzemeler üretilmiştir. Çalışmada önce biyokütleden selüloz, daha sonra selülozdan nanokristal selüloz (NKS) hazırlanmıştır. Yağ gideriminde kullanılacak polimerik kompozit malzemenin çevre dostu, sürdürülebilir ve yenilenebilir özelliğe sahip olması amacıyla, selüloz eldesinde biyokütle olarak marul atığı (MR) ve deniz yosunu (DY) kullanılmıştır. Bitkisel atık maddelerden selülozlar ekstrakte edilmiştir. Sonrasında selülozlara çeşitli işlemler uygulanarak kristal forma (NKS) dönüştürülmüştür. Bir sonraki aşamada NKS'ler PVA polimeri ile birleştirilerek nanokompozit malzemeler üretilmiş ve yağ/su ayrımı için çeşitli testlerde kullanılmıştır. Son olarak da Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Ters Gaz Kromatografisi (TGK), X Işını kırınım dağılımı (XRD) yöntemi ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) analizleri sayesinde ham maddelerin, NKS'lerin ve kompozitlerin termal davranışları, kimyasal yapıları, morfolojik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Tüm bu analizlerin yanında yağ/su ve yağlı emülsiyonlar kullanılarak adsorpsiyon kapasitesi, damla testi, yağ damlalarının uzaklaştırılması testi ve ham maddelere de karakterizasyon testleri uygulanmıştır. Yapılan çalışmaların sonucunda yağlı atık suların arıtımı için geliştirilmek üzere biyobozunur, sürdürülebilir ve çevreye dost nanokompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Uygulanan analizler ve testler, nanokompozit malzeme üretiminde bitkisel atıklardan elde edilen nanoselülozların biyobozunur bir polimerde dolgu maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir.
Nanokristal selüloz katkılı biyobozunur kompozitlerin sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, dolgu maddesi olarak karpuz kabuğu albedosu, salatalık kabuğu ve biber sapı olmak üzere üç farklı biyokütle kaynağından elde edilen nanokristal selüloz (NCC), biyobozunur bir polimer olan kitosan matrisine eklenmiş ve nanokompozitler hazırlanmıştır. NCC'lerin eldesi için öncelikle biyokütle atıklarından selüloz ekstraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Ardından elde edilen selülozlara bir dizi işlem uygulanarak NCC'ye dönüştürülmüştür. Elde edilen NCC'ler, kütlece %5 oranında, çözelti döküm yöntemiyle kitosana eklenerek nanokompozitler hazırlanmıştır. Bu çalışmanın amacı, geleneksel kompozitlere göre daha az miktarlarda dolgu malzemesi kullanarak, daha çevreci, daha üstün özelliklere sahip yeni malzemeler elde etmektir. Çalışmanın son aşamasında; Ters Gaz Kromatografisi (TGK), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Termogravimetrik Analiz (TGA), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve X Işını kırınım dağılımı (XRD), yöntemleri ile doğal biyokütlelerin (karpuz kabuğu albedosu, salatalık kabuğu, biber sapı), bu biyokütleler kullanılarak elde edilen NCC'lerin ve sentezlenen nanokompozitlerin, yüzey ve morfolojik karakterizasyonu gerçekleştirilmiş, kimyasal yapıları ve termal davranışları incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, üç farklı tarımsal atıktan elde edilen nanoselülozların, nanokompozit üretiminde dolgu maddesi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Çevresel açıdan risk oluşturmayan, insan sağlığına zararı bulunmayan ve biyobozunur özellikteki kompozit hibrit malzemelerin, gıda ambalajı ve gıda kaplama gibi alanlarda geleneksel polimerlere alternatif olarak kullanılma potansiyellerinin bulunduğu belirlenmiştir.
CNT destekli Cu, Nb ve Fe bazlı katalizörlerin NaBH4 metanolizinden hidrojen üretimi için geliştirilmesi
Bu çalışmada, sodyum borhidrür (NaBH4) indirgeme yöntemi kullanılarak karbon nanotüp (CNT) destekli Cu, Bi, Nb, Fe, CuBi, CuFe ve NbBi katalizörü farklı atomik oranda sentezlendi. Sentezlenen katalizörlerin NaBH4 metanolizi ile hidrürde depolanan hidrojeni geri kazanımı için katalitik performansları incelenmiştir. Katalizörlerin karakterizasyonu için XRD, SEM-EDX ve haritalama, XPS, TPR ve TPD analiz teknikleri kullanılmıştır. Farklı oranlarda hazırlanan katalizörlerin hidrojen üretim hızları incelenmiş ve en yüksek hidrojen üretim hızına sahip her bir katalizör için optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. NaBH4 miktarı, metanol miktarı, katalizör miktarı ve farklı sıcaklıklar için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. 30 °C reaksiyon sıcaklığında, hidrojen üretim hızlarının %3 Nb/CNT için 7616,28 mL/gkat.dk, %3 Fe/CNT için 8900,04 mL/gkat.dk, %3 Bi/CNT için 7158,96 mL/gkat.dk, %3 Cu/CNT için 7246,08 mL/gkat.dk, %3 CuFe(50:50)/CNT için 8954,16 mL/gkat.dk, %3 NbBi(50:50)/CNT için 8826,6 mL/gkat.dk ve %3 CuBi(80:20)/CNT için 9716,28 mL/gkat.dk olduğu bulunmuştur. Kinetik araştırmalar sonucunda, Arrhenius denklemi kullanılarak %3 CuBi(80:20)/CNT, %3CuFe(50:50)/CNT, %3NbBi(50:50)/CNT ve %3Fe/CNT katalizörleri için metanoliz sürecinin aktivasyon enerjileri sırasıyla 34,72 kJ/mol, 14,85 kJ/mol, 17,897 kJ/mol ve 14,166 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.
Bazı meyve ve sebzelerin infrared kurutucuda kurutulmasının deneysel ve teorik incelenmesi
Bu çalışmada, maydanoz, çilek, kırmızı biber ve yeşil biber örneklerinin kuruma karakteristikleri ve kuru ürünlerin kalite parametreleri üzerinde infrared ısıtma gücünün ve ön işlemlerin etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalar 300, 400 ve 500 W infrared kurutma güçlerinde yapılmıştır. Bu şartlar altında, ön işlemsiz maydanoz, çilek, kırmızı biber ve yeşil biber örneklerinin kuruma sürelerinin sırasıyla 14-33 dk, 78-165 dk, 66-110 dk ve 61-118 dk arasında değiştiği ve etkin nem difüzivitelerinin sırasıyla 3.126x10-11-1.524x10-11 m2/s, 6.389x10-10-2.738x10-10 m2/s, 14.605x10-10-8.114x10-10 m2/s ve 12.424x10-10-6.212x10-10 m2/s arasında değiştiği bulunmuştur. Kuruma hızı ve etkin difüzivitenin infrared gücünün artması ile arttığı saptanmıştır. Ön işlem görmüş örneklerin kuruma sürelerinde bir değişiklik olmadığı belirlenmiştir. Bütün kurutma deneylerinde sabit hızda kuruma periyodu ve bunu takiben azalan hızda kuruma periyodu gözlenmiştir. Literatürden seçilen modeller arasında Page modelinin en düşük ? 2 ve tahminin standart hatası (RMSE) ile en yüksek R2 değerleri ile bütün kurutma şartlarında en uygun model olduğu bulunmuştur. Maydanoz, çilek, kırmızı biber ve yeşil biber örneklerinin aktivasyon enerjisi sırasıyla 20.854, 4.871, 4.371, 5.421 W/g olarak bulunmuştur. Rehidrasyon kapasitesinin infrared gücü arttıkça arttığı saptanmıştır. Ön işlemli maydanoz, çilek, kırmızı biber ve yeşil biber örneklerinin rehidrasyon kapasitesinin ön işlemsiz örneklerden daha yüksek olduğu fakat etil oleat çözeltisi ile ön işlem görmüş çilek örneklerinin rehidrasyon kapasitesinde bir değişiklik olmadığı bulunmuştur. Ön işlemsiz ve ön işlemli kuru örneklerin renk parametrelerinde farklılıklar görülmekle birlikte, infrared gücünün bu parametreler üzerinde önemli bir etkisi kaydedilmemiştir. Ön işlemsiz kuru örneklerin C vitamini değerlerinin taze örneklerinkinden daha düşük olduğu ve infrared gücünün C vitamini kayıpları üzerinde önemli rol oynadığı saptanmıştır. Öte yandan, ön işlem görmüş ve görmemiş örneklerin C vitamini değerleri arasında farklılıkların olmadığı görülmüştür. Araştırma materyallerinin infrared ısısı ile kurutulmasında kuru ürün içerisinde optimum C vitamini kalmasını sağlayacak kurutma şartlarının belirlenmesi için Yanıt Yüzey Metodu kullanılmıştır. Bu amaçla merkezi kompozit tasarım yaklaşımı kullanarak bağımsız değişkenler maydanoz için; taze madde miktarı (A, 10.3-18.7 g), infrared gücü (B, 316-484 W) ve kuruma zamanı (C, 5.3-13.7 dk), çilek için; taze madde miktarı (A, 83-117 g), infrared gücü (B, 316-484 W) ve kuruma zamanı (C, 23-56 dk), kırmızı biber ve yeşil biber için; taze madde miktarı (A, 50-100 g), infrared gücü (B, 316-484 W) ve kuruma zamanı (C, 29-49 dk) olarak seçilmiştir. C vitamini üzerinde bu değişkenlerin etkilerini tanımlayan kuadratik regresyon denklemleri geliştirilmiştir. Bağımsız değişkenlerin optimum değerleri maydanoz için; A= 12.00 g, B= 350.01 W, C= 7.00 dk, çilek için; A= 90.00 g,B= 350.00 W, C= 30.00 dk, kırmızı biber için; A= 60.00 g, B= 350.08 W, C= 33.00 dk ve yeşil biber için; A= 73.98 g, B= 350.00 W, C= 33.00 dk olarak bulunmuştur. Maydanoz, çilek, kırmızı biber ve yeşil biber örneklerinin bu optimum noktalarda tahmin edilen C vitamini değerleri sırasıyla 97.51 mg/100 g, 47.77 mg/100 g, 139.88 mg/100 g ve 160.81 mg/100 g olarak bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: İnfrared kurutma, kuruma kinetiği, kinetik model, etkin nem difüzivitesi, aktivasyon enerjisi, rehidrasyon kapasitesi, renk değişimi, Yanıt Yüzey Metodu (RSM), C vitamini
Akarsularda su kalitesi belirleme ve modelleme
Akarsu kirliliği, canlı yaşamını olumsuz etkileyen önemli bir çevre problemidir. Bu çevre probleminin önüne geçmek için, öncelikle akarsu havzalarında su kalitesinin izlenerek kirlilik kaynakları tespit edilmelidir. Sonrasında, belirlenen kirlilik kaynaklarının akarsuya etkisi araştırılarak çevre kirlenmesinin kontrol edilebilmesi için gerekli önlemlerin alınması gerekir. Kirlilik kaynaklarının akarsu uzunluğu boyunca oluşturabileceği olumsuz etkilerin öngörülmesi ve dolayısıyla yapılacak yatırımların akarsuya olası etkilerinin belirlenebilmesi için su kalitesi modellerinin oluşturulması ve bilgisayar ortamında benzetimi oldukça önemlidir. Su kalitesi modellerinde yer alan parametrelerin deneme-yanılma yöntemine gerek kalmadan optimizasyonla belirlenmiş olması model güvenilirliğini sağlamak için yeterlidir. Bu tez kapsamında, Malatya ili sınırlarında yer alan Beylerderesi akarsuyu üzerinde sahada ve laboratuvarda çalışmalar yapılarak, su kalitesi parametreleri analizlenmiştir. Akarsuyun dinamik modellenmesi için seri bağlı tam karıştırmalı tepkime kabı (CSTR) yaklaşımı kullanılmıştır. Beylerderesi akarsuyu dinamik olarak modellenmiş ve kinetik parametreler optimizasyonla bulunmuştur. Model parametrelerinin belirlenmesi, dinamik bir örnekleme süresince alınan tüm gözlem noktalarında hal değişkenlerinin deneysel ve öngörü değerleri arasındaki farkların karelerinin toplamına göre oluşturulan bir objektif fonksiyonunun minimizasyonuna göre yapılmıştır. Optimizasyon adımı için SQP (`Sequential Quadratic Programming?) yöntemi kullanılmıştır. Akarsu ve kirlilik yüklerine ait 9 hal değişkeni (amonyum, nitrit, nitrat ve organik azotlar; organik ve çözünmüş fosforlar; 5 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı, çözünmüş oksijen ve klor) için ölçümler alınarak, model benzetimi gerçekleştirilmiştir. Akarsuyun 20 km uzunluğu boyunca, yapılan benzetim sonuçları ile deneysel ölçümler kıyaslanarak mutlak ortalama hata yüzdesi hesaplanmıştır. Sonuçlara göre model öngörülerinin, deneysel değerlerle önemli ölçüde uyum sağladığı görülmüştür. Bir akarsu için en önemli göstergelerden olan biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve çözünmüş oksijen değişkenleri için hesaplanan mutlak ortalama hata değerleri sırasıyla % 1.39 ve % 0.95 olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Akarsu Modellemesi, Dinamik Benzetim, Parametre Optimizasyonu.