Procion Deep Red boyar maddesinin mısır koçanına tutuklanmıç Saccharomyces cerevisiae kullanılarak sulu ortamdan gideriminde kapasite artırım çalışması
The study of capacity increase for the removal of Procion Deep Red dye from aqueous solution using Saccharomyces cerevisiae immobilized on the corncob
Yazar: GİZEM COŞKUN
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE TOSUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Bu çalışmada, tekstil endüstrisinde kullanılan ve çevre için önemli kirlilik nedeni olan boyar maddelerden Procion Deep Red reaktif boyar maddesinin, mısır koçanı ile biyosorpsiyonu incelenmiştir. Öncelikle, uygun ortam pH değeri ve biyosorbent derişimi araştırılmış ve pH=2; Co= 100 ppm; Cb= 20 g/L; T = 30 °C ve karıştırma hızı = 115 rpm koşullarında % 97,8 giderim ve 5,6 mg/g biyosorpsiyon kapasitesine ulaşılmıştır. İkinci aşamada mısır koçanının düşük kapasite değerinin artırılmasına yönelik çalışmalar yapılmış ve yapısına boya gideriminde yüksek kapasite değerine sahip S. cerevisiae mayası tutuklanmıştır. Tutuklanmanın karakteri SEM analizlerinden elde edilen fotoğraflarla irdelenmiştir. Procion Deep Red'in S. cerevisiae tutuklanmış mısır koçanı ile biyosorpsiyonu sonucu; pH=2; Co= 100 ppm; Cb= 2,5 g/L; T = 30 °C ve karıştırma hızı = 115 rpm koşullarında, % 96,9 giderim ve 36,3 mg/g biyosorpsiyon kapasitesine ulaşılmıştır. Elde edilen deneysel veriler izoterm modellerine uygulanarak model sabitleri belirlenmiştir. Biyosorpsiyon prosesine ait termodinamik parametreler hesaplanmış ve sistemin kinetik hız modellerine uyumluluğu araştırılmıştır. Biyosorpsiyon prosesi için; izoterm modellerinden Langmiur denge modeli, kinetik çalışmalarından ikinci derecemsi kinetik modelinin uygunluk göstermiştir ve termodinamik çalışmalar sonucunda biyosorpsiyon ısısı 3,08 kcal/mol; aktivasyon enerjisi 1,63 kcal/mol olarak belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında, Cevap Yüzey Yöntemi Merkezi Kompozit Tasarım metodu kullanlarak, kapasite üzerinde etkisi olduğu düşünülen parametrelerin optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiş ve sonucunda ise çalışılan aralıktaki optimum değerler pH =2,5; Co= 150 ppm ve Cb=0,625 g/L olarak belirlenmiştir. Belirlenen bu optimum değerlerde önerilen model tarafından hesaplanan biyosorpsiyon kapasitesi 109,75 mg/g'dır.

Abstract:
In this study, biosorption of Procion Deep Red reactive dye used in textile industries and caused significant environmental pollution by corncob has been investigated. Primarily, the effects of initial pH and biosorbent concentration were searched and at pH = 2; C0 = 100 ppm; Cb = 20 g/L; T = 30 °C with a stirring rate = 115 rpm the highest removal 97,8% and biosorption capacity 5,6 mg/g were reached. At second stage, for increased the biosorption capacity of corncob, S. cerevisiae which has high capacity value was immobilized on the corncob under optimum conditions. Immobilization character was scrutinized by using SEM analyses photos. Result of biosorption of Procion Deep Red using S. cerevisiae immobilized corncob at pH = 2; C0 = 100 ppm; Cb = 2,5 g/L; T = 30 °C with a stirring rate = 115 rpm the highest removal 96,9% and biosorption capacity 36,3 mg/g were reached. By using isotherm models isotherm constants were evaluated. Kinetic model was investigated for the biosorption process and thermodynamic parameters were also calculated. Biosorption of Procion Deep Red by S. cerevisiae immobilized corncob was clearly explained by Langmuir model, biosorption kinetic was explained by pseudo-second degree rate equation. Biosorption heat was calculated 3,08 kcal/mol. Activation energy was determined 1,63 kcal/mol. Last part of study, by using Response Surface Method Central Composite Design, optimization study was executed and pH =2,5; Co= 150 ppm ve Cb=0,625 g/L were determined as optimum values. In this optimum values by using suggested model calculated biosorption capacity value was 109,75 mg/g.