Suyun sertliğinin sitrik asitle modifiye edilmiş badem kabuğu kullanılarak giderilmesi
Elimination of water hardness using citric acid modified almond shell
Yazar: ELİF ÇİÇEK DÜLEK
Danışman: DOÇ. DR. NAZMİ GÜR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu çalışmada, lignoselülozik bir materyal olan badem kabuğu kullanılarak, suyun sertliğinin giderilebilme potansiyelinin ve ayrıca kullanılan biyokütlenin rejenerasyon kabiliyeti araştırılmıştır. Ham, saponifiye ve sitrik asitle modifiye edilmiş örneklerin en uygun boyut fraksiyonları seçilerek, standart sertlik giderme deneyleri, sürekli sistemde sertlik giderme deneyleri, karakterizasyon testleri ve kimyasal analizlerleri yapılmıştır.
Badem kabuğunun fizokimyasal açıdan değerli bir materyal olduğu ve modifikasyon işlemlerinin, fizikokimyasal özelliklerini önemli derecede ıslah ettiği açıkça ortadadır. Bu özellik, bir kolon dolgu materyali olarak kullanımı açısından avantaj olarak değerlendirilebilir. Ayrıca sitrik asitle esterleştirme işlemlerinin ardından badem kabuğunun, katyon değiştirme yeteneğinin, önemli miktarlarda arttırdığı görüldü. Sitrik asitle modifiye edilmiş badem kabuğu materyaliyle, kesikli sistemlerde, % 85'lik toplam sertlik giderme verimi elde edilmiştir. Sürekli sistemlerde ise doygun hale gelinceye kadar geçen sürede, birim yatak ağırlığı başına tutulan toplam sertlik miktarı 33,25 mg CaCO3/g, çıkış suyundaki verim %80'e düşünceye kadar geçen zamanda ise, birim yatak ağırlığı başına tutulan toplam sertlik miktarı 23,1 mg CaCO3/g olarak hesaplanmıştır. On kez arka arkaya sertlik giderme-rejenerasyon döngüsü uygulanması neticesinde de, %90'ın üzerinde giderim sağlanırken, her rejenerasyon adımında da %95'in üzerinde bir desorpsiyon verimi elde edildiği görülmüştür.
Nihai bir sonuç olarak, badem kabuğunun sitrik asit kullanılarak, basit işlemlerle modifiye edilmesiyle, sulardan sertlik verici iyonların giderilmesinde, iyi bir iyon değiştirici olarak kullanılabileceği ve ardışık sorpsiyon-rejenerasyon işlemleriyle uzun servis sürelerinde kullanıma uygun olduğu düşünülür.

Abstract:
In this study, the potential of the water hardness to be removed and the regeneration ability of the biomass used are investigated using almond shell, a lignocellulosic material. Standard hardness removal experiments, continuous system hardness removal experiments, characterization tests and chemical analyzes were performed by selecting the most appropriate size fractions of the samples modified with crude, saponified and citric acid.
It is obvious that the almond shell is a physico-chemically valuable material and that the modification process significantly improved its physicochemical properties. This property can be regarded as an advantage in terms of its use as a column filler material. It was also observed that the ability of the almond shell to change the cation, after significant citric acid esterification, increased significantly. With citric acid almond shell material, total hardness removal efficiency of 85% was achieved in cut systems. In the continuous systems, the total hardness per unit bed weight was 33,25 mg CaCO3/g, while the yield in the outlet water was 80%, the total hardness per unit bed weight was 23,1 Mg CaCO3/g. As a result of applying ten consecutive stiffness-regeneration cycles, it was observed that over 95% of the regeneration steps achieved a desorption efficiency of over 95%.
As a conclusion, it is considered that the almond shell can be used as a good ion exchanger in citric acid, by modifying it with simple processes, in the removal of hardening ions from the water, and in long service times by successive sorption-regeneration processes.