NH3/CO2 ileri osmoz prosesi kullanılarak peynir altı suyunun konsantre edilmesi
Concentration of whey using NH3/CO2 forward osmosis process
Yazar: ELİF BÜYÜKSARI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MAHMUT ŞEKER
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, düşük enerji tüketimi sebebiyle çevre dostu olduğu bilinen NH3/CO2 İleri Osmoz (İO) prosesinin peynir altı suyunu (PAS) konsantre etmedeki etkinliği araştırılmıştır. İO prosesinin performansı, akış hızı, sıcaklık, çekme çözeltisi konsantrasyonu (tuz konsantrasyonu), membran türü ve mikrofiltrasyon (MF) ile ön arıtma sistem parametrelerinin etkisi altında incelenmiştir. Proses performansı, net osmotik basınç farkı, çekme çözeltisine geçen su hacmi, su ve tuz akıları ile PAS?ın katı madde içeriği parametrelerine dayalı olarak belirlenmiştir. Ayrıca, işletilmiş çekme çözeltisine 60 ºC?da gazlaştırma (termoliz) işlemi uygulanarak, PAS?tan temiz su üretilebilme imkânları değerlendirilmiştir.İO prosesi 150 L/h akış hızında, 30 oC sıcaklıkta, 2 M tuz konsantrasyonunda ve ters moda çalıştırılmış FO membranı kullanıldığında en iyi performansı göstermiştir. 4 saatlik PAS işleme neticesinde, 85 bardan 75 bara azalan net sürücü kuvvet etkisi altında prosesin, yaklaşık 4 L/m2.h su akısı ve 4 g/m2 .h tuz akısı ile işletilebileceği tespit edilmiştir. Proseste, PAS?ın % 14 suyu alınarak, katı içeriği % 8?in üzerine çıkarılmıştır. Zamana bağlı performanslar gerçek ölçekli uygulamalar için göstermiştir ki; PAS tozu eldesi öncesinde, NH3/CO2 İO prosesi ile PAS daha uzun süreli (15?20 saat) işlenerek, katı içeriğinin % 15?20 seviyelerine çıkarılması teknik olarak mümkündür. Bunun yanı sıra, çekme çözeltisinin termolizi sonrasında, PAS?tan çekilen sudan, yeniden kullanım amaçları doğrultusunda dolaylı olarak temiz su elde edilebilir gözükmektedir. Bu çalışma sonuçlarına dayalı olarak, çevrede önemli kirlenme problemlerine sebebiyet veren PAS?tan NH3/CO2 İO prosesi kullanılarak su ve değerli ürün kazanımının, pratikte uygulanabilir bir teknolojik niteliğe sahip olduğu söylenebilir.iv

Abstract:
In this study, effectiveness of NH3/CO2 FO process in concentration of whey is investigated, performance of forward osmosis process is analysed under the effects of flow rate, temperature, salt concentration, membrane kind and pretreatment with microfiltration parameters. Performance of the process is determined according to net osmotic pressure difference, water volume which imigrates to drawn solution, water, salt flux and parameters of solid material content of whey. Besides, clean water production possibilities are evaluated through application of gassification operation to operated drawn solution at 60 ºC.FO process has shown the best performance at 150 L / h flow rate, temperature of 30°C, 2 M salt concentration and when used the reverse mod operated FO membrane. As a result of 4 hours of whey operation, it has been determined that, under net driven force which decreased from 85 bar to 75 bar, process can be operated with approximate 4 L/m2.h water flux and 4 g/m2 .h salt flux. In this process,solid content is increased over % 8 by eliminating % 14 water of whey. Time dependent performances has shown for the real base applications that; processing for much longer period (15-20 hours) with NH3/CO2 FO process, increase the solid content up to % 15-20. Additionally, after thermolysis of drawn solution, for the purpose of recycle, clean water production from whey is seem achiavable. Based on this study results, by NH3/CO2 FO process using water and valuable product of whey which causes significant pollution problems in the enviroment is practically obtainable.