Saccharomyces cerevisiae mayasıyla reactıve blue 222 biyosorpsiyonunun kinetik ve termodinamiği
Kinetics and thermodynamics of reactive blue 222 biosorption by Saccharomyces cerevisiae
Yazar: ÇİĞDEM ÇOBAN
Danışman: PROF. DR. DR. MÜBECCEL ERGUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyosorpsiyon yöntemi = Biosorption method

Özet:
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.

Abstract:
Biosorption of Reactive Blue 222 ions by the yeast Saccharomyces cerevisiae has been investigated as a function of medium conditions. For Reactive Blue 222, optimum medium conditions were determined as pH 2.0, 30 °C temperature, 200 ppm initial Reactive Blue 222 concentration and 2.0 g/L biomass concentration. At these conditions, maximum Reactive Blue 222 uptake was 93.84 mg/g. Ethanol, methanol and heat treatment enhanced the Reactive Blue 222 biosorption capacity. The cells at lag phase of growth curve of S. cerevisiae have a higher biosorptive capacity for dye ions than that of stationary phase. The early stages of the logarithmic phase of yeast are provided with a higher dye removal. It is seen that dye removal from biosorbent is difficult and efficiency of desorption of dye ions from Reactive Blue 222 loaded biosorbent is low. The salt, which is probably found in textile industry waste water, has negative effects on biosorption of Reactive Blue 222.Biosorption of Reactive Blue 222 ions by S. cerevisiae was explained well with Langmuir model and biosorption kinetics of these dye ions follows pseudo-second order rate model. Activation energies for dye ions were determined as 12.9 kcal.mol-1. Biosorption heat for Reactive Blue 222 ions were calculated as, 22.25 kcal.mol-1 which indicates that biosorption is endothermic and chemical adsorption occurs. This explains also that the low desorption efficiency.