Tepki yüzey metodu ile fındık yağından bazı safsızlıkların silika aerojel ile adsorpsiyonunun optimizasyonu
Optimization of hazelnut oil impurities with silica aerojel by response surface methodology
Yazar: PAZILAITI YASHENG
Danışman: PROF. DR. SEVİL YÜCEL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bitkisel yağların rafinasyonu aşamalarından biri olan serbest asit giderilmesinde genel olarak alkali nötralizasyon ve diğer bir aşama olan renk giderilmesinde ise ağartma toprakları kullanılmaktadır. Nötralizasyon esnasında önemli ölçüde nötr yağ kayıpları olmaktadır. Renk giderme esnasında kullanılan ağartma toprakları yerine daha kaliteli yağ elde edebilmek için silika içerikli adsorbanlar tercih edilmektedir. Silika aerojeller son yıllarda çeşitli safsızlıkların adsorpsiyonunda kullanılan ve üzerinde yoğun çalışmaları olan geniş yüzey alanına sahip adsorbanladır. Silika adsorbanların içersinde yer alan magnezyum silikat ve kalsiyum silikatlar, özellikle yağdaki serbest yağ asitleri, monogliserid ve digliserid gibi polar maddeleri ve rengi adsorplama kapasitesine sahip adsorbanlardır. Kalsiyum ve magnezyum silikayı birlikte içeren homojen partikül boyutuna sahip silika aerojellerin ham yağlarda kullanılması yağlardan serbest yağ asitleri ve rengi giderme kapasitesini arttırabilirler. 
Bu çalışmada, yağ endüstrisinin rafinasyon problemlerine önemli ölçüde kolaylık ve ekonomik açıdan fayda sağlayabilecek çeşitli kalsiyum ve magnezyum silika aerojeller üretilerek ham fındık yağından serbest yağ asidi ve renk gidermedeki performansları karşılaştırılmıştır. En iyi performansı gösteren kalsiyum + magnezyum metal katkılı silika aerojel adsorban olarak seçilerek Box-Behnken metodu ile ham fındık yağının serbest yağ asidi ve renk giderilmesindeki adsorpsiyon analizleri yapılmıştır. Box-Behnken metodu sonuçlarına bakıldığında, ham fındık yağının serbest yağ asit içeriğinin giderilmesindeki optimum sonuçlar adsorpsiyon zamanı 60 dakika, sıcaklık 40.5℃ ve adsorban miktarı %1.9 ve serbest asit giderimi ise %28.4 olarak bulunmuştur. Aynı koşulda renk giderimi için yapılan optimizasyon deneylerinde sadece renk giderimi için analiz yapıldığında, kırmızı, L*, a* ve b*'lerin optimum kritik değerleri sırası ile 4.4, 70.4, 7.01 ve 32.7 olarak bulunmuştur ve bu şartlardaki faktörler olan sıcaklık 89.3℃, zaman 60 dakika, adsorban miktarı %3 olarak verilmiştir.
Alınan sonuçlar neticesinde, çalışmada kullanılan kalsiyum + magnezyum silika aerojel adsorbanının ham fındık yağından serbest yağ asit ve renk gideriminde etkili bir şekilde kullanılabileceği ortaya konulmuştur.

Anahtar kelimeler: Fındık yağı, Box-Behnken metodu, metal katkılı silika aerojel, silika aerojel

Abstract:
Alkaline neutralization is generally used in free fatty acid removal which is one of the refining stages of vegetable oils and the other stages is bleaching soils which used in decolorization. There have significant neutral fat lossess occur during neutralization. In order to obtain better quality oil instead of using bleaching soils during the color removel, silica containing adsorbents are prefferred. Silica aerogels ownered extensive surface area which have been used in the adsorption of various impurities and intens work on in recent years. Magnesium and calcium silicates in silica adsorbents have adsorption capacities on adsorbing color and polar compounds especially such as free fatty acids, monoglycerids and diglycerids. Silica aerogels which have homogeneous particle size in which the calcium and magnesium existing at the same time can increase the free fatty acids and color removel capacity from fats.
In this study, with the use of calcium + magnesium metal added silica aerogel as an adsorbent which is frequently used in oil and other industries which can benefit from the refining problems of oil industries considerably and the adsorption analysis of free fatty acid and color removal of raw hazelnut oil by applying Box-Behnken method. According to the results, the optimum value about removing free fatty acid of raw hazelnut oil were found to be 60 minutes for time, 40.5℃ for temperature and 1.9% for racio (adsorbent) and free fatty acid removel of 28.4%, respectively. When only analyzing for color removal in the same experimental conditions, the optimum critical values of red, L, a and b were 4.40, 70.4, 7.01 and 32.7, respectively. And in this case three factors such as temperature were 89.3℃, time were 60 minutes and racio were 3% according to the Box-Behnken method.
As a result, it has been shown that the calcium + magnesium silica aerogel which used in this study could be 
effectively perform in removing free fatty acids and color from raw hazelnut oil.

Key Words: Hazelnut oil ,Box-Behnken Method, metal doped silica aerogel, silica aerogel