Remazol turuncu RGB ve indosol siyah NH-1200 boyar maddelerinin kefir biyokütlesi ile sonikasyon destekli biyosorpsiyonu
Ultrasound assisted biosorption of remazol orange RGB and indosol black NF-1200 dyes by kefir biomass
Yazar: HATİCE MUTLU
Danışman: DOÇ. DR. DİLEK KILIÇ APAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyokütle = Biomass ; Biyosorpsiyon = Biosorption ; Boyar maddeler = Dyestuffs ; Kefir = Kefir ; Ultrasonik dalgalar = Ultrasonic waves

Özet:
Bioadsorban olarak aktif kefir biyokütleleri kullanılarak, Remazol Turuncu RGB ve Indosol Siyah NF-1200 boyar maddelerinin sulu çözeltilerden sonikasyon destekli ve konvansiyonel biyosorpsiyon yöntemleri ile giderimi incelenmiştir. Biyosorpsiyon deneyleri kesikli olarak gerçekleştirilmiş ve pH, başlangıç boyar madde konsantrasyonu ve sıcaklığın boyar madde giderimi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Remazol Turuncu RGB ve Indosol Siyah NF-1200 boyar maddelerinin gideriminin, başlangıç pH değerinin ve başlangıç adsorbat konsantrasyonunun azalması ve sıcaklığın artması ile arttığı belirlenmiştir. İncelenen tüm koşullarda sonikasyon destekli biyosorpsiyon ile daha yüksek boyar madde giderim verimleri elde edilmiş ve denge süreleri önemli ölçüde azalmıştır. pH 2 değerinde, 25°C sıcaklık ve 100 mg/L başlangıç boyar madde konsantrasyonunda, 60 dakikalık işlem süresi sonunda, sırasıyla konvansiyonel ve sonikasyon destekli biyosorpsiyon işlemleri ile; Remazol Turuncu RGB için % 43 ve % 88 ve Indosol Siyah NF-1200 için % 41 ve % 82 boyar madde giderimi elde edilmiştir.
Biyosorpsiyon kinetiğinin belirlenmesi amacı ile elde edilen kinetik veriler, yalancı 1. mertebe, yalancı 2. mertebe, partikül içi difüzyon ve  Elovich kinetik modelleri kullanılarak analiz edilmiş,  her iki boyar madde için, sonikasyon destekli biyosorpsiyonun yalancı 2. mertebe kinetik modeli, konvansiyonel biyosorpsiyonun yalancı 1. mertebe kinetik modeli ile ifade edilebileceği belirlenmiştir. Elde edilen denge verileri Freundlich, Langmuir ve Temkin izoterm modelleri kullanılarak analiz edilmiş ve her iki boyar maddenin konvansiyonel ve sonikasyon destekli biyosorpsiyonlarının Langmuir izoterm modeli ile ifade edilebileceği sonucuna varılmıştır. Model, tek tabakalı olarak gerçekleşen konvansiyonel ve sonikasyon destekli biyosorpsiyonlarda kefir biyokütlesinin adsorpsiyon kapasitesi değerlerinin sırası ile; Remazol Turuncu RGB için 90 mg/g ve 108 mg/g ve Indosol Siyah NF-1200 için 86.5 mg/g ve 102.3 mg/g olduğunu göstermiştir.
Çalışmadan elde edilen sonuçlar, kefir biyokütlesinin reaktif ve direkt boyar maddelerinin giderimi için etkin bir biyosorbent olduğunu ve sonikasyonun canlı organizmalarla biyosorpsiyon süreçlerinin iyileştirilmesi için kullanılabilecek etkili ve yararlı bir seçenek olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Biyosorpsiyon, kefir biyokütlesi, sonikasyon, Remazol Turuncu RGB, Indosol Siyah NF-1200

Abstract:
Removal of Remazol Orange RGB and Indosol Black NF-1200 from aqueous solutions by active kefir biomass under ultrasound assisted and conventional biosorption conditions were investigated. Experiments were performed in batch mode to evaluate the effects of the three significant factors pH, initial dye concentration and temperature on dye biosorption. Removals of Remazol Orange RGB and Indosol Black NF-1200 dyes were improved with the decrease of initial pH and initial adsorbate concentration and with the increase of temperature. At all conditions with the assistance of ultrasound higher dye removal efficiencies were achieved and the equilibrium times significantly decreased. At pH 2, 25°C and 100 mg/L initial dye concentration in 60 minutes; 43% and 88% dye removal for Remazol Orange RGB and 41% and 82% dye removal for Indosol Black NF-1200 were obtained with conventional and ultrasound assisted biosorption processes, respectively.
The biosorption kinetics were analysed using pseudo 1st order, pseudo 2nd order, intraparticle diffusion and Elovich kinetic models and it was determined that the pseudo 2nd order kinetic model provided the best fit for ultrasound assisted dye biosorptions while pseudo 1st order kinetic model provided the best fit for conventional dye biosorptions. The equilibrium data were tested with Freundlich, Langmuir and Temkin isotherm models and it was infered that the conventional and ultrasound assisted biosorptions of both dyes are better defined by Langmuir isotherm model. The model showed that the monolayer adsorption capacities of kefir biomass in the conventional and the ultrasound assisted biosorptions were 90 mg/g and 108 mg/g for Remazol Orange RGB and 85.5 mg/g and 102.3 mg/g for Indosol Black NF-1200, respectively. 
Results of this study demonstrated that the kefir biomass is an efficient biosorbent for the removal of reactive and direct dyes, and ultrasound could be used as an effective and useful option for improvement of the biosorption process with living organisms.

Keywords: Biosorption, kefir biomass, sonication, Remazol Orange RGB, Indosol Black NF-1200