Fruktoz çözeltilerinin ozmotik distilasyon yöntemi ile hidrofobik membranlar kullanılarak deriştirilmesi
Concentration of fructose solutions by osmotic distillation using hydrophobic membranes
Yazar: GÜLŞEN TAŞKIN
Danışman: PROF. DR. NAZİKE OYA ŞANLI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, fruktoz çözeltileri ozmotik distilasyon tekniği ile polisülfon (PSf), polisülfon-aşı-polistiren (PSf-g-PS) aşı kopolimer ve polisülfon-aşı-polistiren / selüloz / poli (etilenteraftalat) (PSf-g-PS/ CV/PET) kompozit membranlar kullanılarak deriştirildi. 

PSf-g-PS sentezlemek üzere stiren, PSf üzerine aşılandı ve Fourier Transform Infrared (FTIR) spekroskopisi, Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC), Proton- Nükleer Magnetik Rezonans (1H-NMR), Karbon- Nükleer Magnetik Rezonans (13C-NMR) spektroskopileri ve viskozite ölçümleri ile karakterize edildi.

PSf ve PSf-g-PS membranlar Buhar Etkili Faz Ayırımı (VIPS), PSf-g-PS/ CV/PET kompozit membranlar Faz Dönüşümü (PI) yöntemleri kullanılarak hazırlandı. Hazırlanan membranlar Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Denge Su İçeriği (DSİ) değerleri ve gözenek büyüklüğü ölçümleri ile karakterize edildi.

Membran kalınlığı, besleme ve hipertonik tuz çözeltileri sirkülasyon hızları, ve derişimleri, hipertonik tuz çözelti çeşidi ve sıcaklık gibi çeşitli proses parametrelerinin membranlardan aktarım akıları üzerine etkileri çalışıldı.
Besleme ve hipertonik tuz çözeltisi sirkülasyon hızlarındaki artış, akıyı önce belirli bir sirkülasyon hızına kadar artırdı, daha sonra azalttı. Hipertonik tuz çözeltisi olarak değişik derişimlerde sodyum klorür, kalsiyum klorür di hidrat ve magnezyum klorür çözeltileri kullanıldı. En yüksek akı bütün tuz çözeltileri için maksimum hipertonik tuz çözeltisi derişimlerinde (doygunluğa yakın) gözlendi. En yüksek aktarım akısı magnezyum klorür kullanıldığı durumda gözlendi. 

PSf, PSf-g-PS ve PSf-g-PS/ CV/PET membranların karşılaştırılmasından, PSf-g-PS/ CV/PET membranların fruktoz çözeltilerinin ozmotik distilasyon ile deriştirilmesinde en uygun membranlar olduğu bulundu.

Abstract:
In this study, fructose solutions were concentrated by osmotic distillation technique using polysulfone (PSf), polysulfone- graft - polystyrene (PSf-g-PS) graft copolymer and polysulfone-g- polystyrene / cellulose/ Poly(ethylene terephthalate) (PSf-g-PS/ CV/PET) composite membranes.

Styrene was grafted onto PSf to synthesize PSf-g-PS and characterized by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Proton- Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR), Carbon- Nuclear Magnetic Resonance (13C-NMR) spectroscopies and viscosity measurements.

PSf and PSf-g-PS membranes were prepared by using the Vapor Induced Phase Separation Technique (VIPS) and PSf-g-PS/ CV/PET composite membranes were prepared by the Phase Inversion (PI) method. Prepared membranes were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Equilibruim Water Content (EWC) and pore size measurements. 

Effect of various process parameters as membrane thickness, feed and hypertonic salt solutions circulation rates and concentrations, type of hypertonic salt solution and temperature on transmembrane fluxes were studied. The increase in feed and hypertonic salt solutions flow rates were first increased the flux up to certain circulation rate then decreased. As the hypertonic salt solutions sodium chloride, calcium chloride di hydrate and magnesium chloride solutions at varying concentrations were employed. Highest flux was observed at maximum hypertonic salt solution concentrations (near saturation) for all the salt solutions. Highest transmembrane flux was found in case of magnesium chloride.

From the comparasion of the performances of PSf, PSf-g-PS and PSf-g-PS/ CV/PET membranes, PSf-g-PS/ CV/PET membranes were found to be most suitable membranes for the concentration of fructose solutions by osmotic distillation.