Dehidrasyona yönelik zeolit dolgulu membranların saf çözücülerdeki sorpsiyon davranışının ve pervaporasyon performansının incelenmesi
The investigation of sorption behavior in pure solvents and pervaporation performance of zeolite filled membranes prepared for dehydration
Yazar: ERSEL ARÇEVİK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YAVUZ SALT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Membran süreci = Membrane process ; Membranlar = Membranes ; Pervaporasyon = Pervaporation ; Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol ; Sorpsiyon = Sorption

Özet:
Bir polimerik membran kullanarak ayırmanın gerçekleştirildiği pervaporasyon, geleneksel ayırma işlemleriyle ayrılması zor veya imkansız olan organik-su veya organik-organik sıvı karışımların ayrılmasında, organiklerin geri kazanılmasında ve organiklerin saflaştırılmasında etkin ve enerji tasarrufu sağlayan bir proses aracı olarak büyük önem kazanmıştır. Bu proseste sıvı karışımı, seçici ve geçirgen ince bir membran yüzeyi ile doğrudan temas halinde tutulmakta ve uygulanan vakumla membranın diğer yüzeyinden buhar halinde çıkmakta, yoğuşturulduktan sonra sistemden alınmaktadır.Bu çalışmada, organik çözücülerden suyun uzaklaştırılmasına yönelik olarak homojen ve ağırlıkça değişik miktarlarda klinoptilolit dolgu içeren polivinilalkol membranlar hazırlanmıştır. Sorpsiyon ve pervaporasyon deneyleri hazırlanan çapraz bağlı PVA membranlar kullanılarak saf su, etanol ve etilasetat içinde 30, 40 ve 50°C'de gerçekleştirilmiştir. Pervaporasyon test ünitesi başlıca; besleme tankı, su banyosu, besleme pompası, vakum pompası, membran hücresi (paslanmaz celik) ve permeatı toplamak için sıvı azotla soğutulan dewar kabından oluşmaktadır.Elde edilen sorpsiyon sonuçları, hazırlanan membranların saf sıvıları azalan sırada sorbe ettiğini göstermiştir: su > etanol > etil asetat. Pervaporasyon verilerinin sorpsiyon sonucu elde edilen veriler ile uyumlu olarak değiştiği gözlenmiştir.

Abstract:
Pervaporation as a membrane process is today considered as a basic unit operation with significant potential for the separation of organic-water and organic-organic liquid mixtures which are difficult or not possible to separate by conventional methods, the recovery of a volatile component from a dilute solution and also the purification of aqueous organic mixtures. In the pervaporation process, the membrane is brought into contact with the liquid mixture at atmospheric pressure. The liquid permeates through the membrane and vaporizes thereafter. The permeate is continuously removed from the other side in vapor form by a vacuum pump.In this study, clinoptilolite-filled polyvinylalcohol membranes containing different amounts of filler by weight percent were prepared for the dehydration of the organic solvents by pervaporation. Sorption and pervaporation experiments were carried out at 30, 40 and 50 ? C in pure water, ethanol and ethyl acetate using PVA membranes prepared by cross-linking with tartaric acid. The pervaporation test unit will consist of feed tank, water bath, feed pump, vacuum pump, membrane cell (stainless steel) and dewar containers.The sorption results obtained indicate that the membranes prepared sorb the pure liquids in the following descending order: water > ethyl alcohol > ethyl acetate. Pervaporation experiments showed that the fluxes change in accordance to the sorption results.