Sepiyolitin bitkisel yağların rafinasyonunda ağartma toprağı olarak kullanılması
Utilization of sepiolite as bleaching earth in refinement of vegetable oils
Yazar: VİLDAN ÇAKIN ÖNEN
Danışman: PROF.DR. KEMAL GÖKAY
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
İ ÖZET Doktora Tezi SEPİYOLÎTİN BİTKİSEL YAĞLARIN RAFİNASYONUNDA AĞARTMA TOPRAĞI OLARAK KULLANILMASI Vildan ÇAKIN ÖNEN Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. M. Kemal GÖKAY 2005, 192 Sayfa Jüri: Prof. Dr. M. Kemal GÖKAY Prof Dr. Cem ŞENSÖĞÜT Prof Dr. Sedat TEMUR Prof Dr. Ümit AT ALAY Doç. Dr. Hüseyin KARA Kil ve türevlerinin hammadde olarak kullanım alanları hızla artmaktadır. Bu çalışmada, kendisine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle endüstriyel kullanımı gün geçtikçe önem kazanan sepiyolit mineralinin ayçiçek yağı ve pamuk yağı ağartma özellikleri incelenmiştir. Ağartma deneylerinde ham sepiyolit, ısıl aktif sepiyolit, asit aktif sepiyolit, Tonsil optimum 210 FF ve Bensan Ey-11 FF ile ayçiçek yağı ve pamuk yağının ağartılmasında ağartma toprağı miktarı, ağartma süresi ve ağartma sıcaklığının etkileri incelenmiş, elde edilen üründe kalite parametreleri olarak renk, % FFA (Serbest Yağ Asidi) değeri ve peroksit sayısı ele alınmıştır. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar ışığında ham ve aktif sepiyolit numunelerinin standart ağartma topraklan ile karşılaştırılmasına ve kullanılabilirliliğinin tespit edilmesine çalışılmıştır. Ağartma topraklarına ait ağartma etkinliklerinin tespit edilmesinde, ölçümler sonucunda belirlenen san renk değerlerinden elde edilen Freundlich ve Langmuir izotermleri ile ağartma verimleri dikkate alınmıştır. Ağartma deneyleri için 500 °C ısıl aktivasyon ve l N asit aktivasyon uygun koşullar olarak belirlenmiş ve ağartma deneylerinde bu koşullarda hazırlanan numuneler kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda hem ayçiçek yağı hem de pamuk yağı ağartma deneylerinde ilave edilen ağartma toprağı miktarının ve ağartma süresinin artırılması ile birlikte beklenen şekilde renk gideriminin arttığı gözlenmiştir. Ağartma süresinin, ısıl aktif sepiyolit dışında çalışılan tüm ağartma topraklarındaİİ ayçiçek yağının %FFA değeri üzerinde etkili olduğu tesbit edilmiş ve bu etki ham sepiyolitte ağartma süresinin artması ile % FFA değerinin azalması, asit aktif sepiyolit ve ticari ağartma topraklarında ise belirli bir süreden sonra artması şeklinde kendisini göstermiştir. Buna paralel şekilde ağartma toprağı miktarının artırılması ile belirli bir toprak oranından sonra asit aktif sepiyolit ve ticari ağartma topraklan ile ağartılan yağın %FFA değerinde artmalar olduğu gözlenmiştir. Pamuk yağı ağartma deneylerinde de, ham sepiyolit ve ısıl aktif sepiyolit ile elde edilen ağartılmış yağın % FFA değerinin artan süre ve artan ağartma toprağı ilavesi ile düşme, diğer örneklerde ise artma eğiliminde olduğu gözlenmiştir. Peroksit sayısı açısından bir değerlendirme yapıldığında, genel olarak tüm ağartma toprakları ile elde edilen ağarmış ayçiçek yağının peroksit sayısının belirli bir süreden sonra artma eğilimine girdiği gözlenmiştir Ancak ham sepiyolit dışında artan ağartma toprağı miktarı ile peroksit sayısının düşme eğiliminde olduğu, ham sepiyolitte ise % 1,1'lik ağartma toprağı ilavelerinden sonra artma eğilimi gösterdiği gözlenmiştir. Pamuk yağı ağartma deneylerinde ise elde edilen ağarmış pamuk yağına ait peroksit sayısı değerlerinin artan süre ile birlikte artma eğilimi içerisine girdiği, ilave edilen ağartma toprağı miktarının artırılması ile ise ham sepiyolit ve ısıl aktif sepiyolit ile elde edilen ağarmış pamuk yağının peroksit sayısının artma, asit aktif sepiyolit ve ticari ağartma topraklarında ise artan dozaj ile birlikte peroksit sayısının düşme eğiliminde olduğu tesbit edilmiştir. Sonuç olarak, ayçiçek ve pamuk yağlarının ağartılmasında bu mineralin ham hali ile aktivasyon işlemine tabi tutulmaksızın kullanılabileceği tesbit edilmiştir. Ayrıca deneysel sonuçların Freundlich izotermi ile uyumlu olması ve hesaplanan AH0^ değerlerinin 40 kj/mol'den daha düşük düzeylerde çıkması nedeniyle yağ içerisindeki yağa renk veren organik maddelerin sepiyolit dış yüzeyine fiziksel olarak adsorblandığı sonucuna varılmıştır. Anahtar kelimeler: Sepiyolit, Asit aktivasyon, Isıl aktivasyon, Yağ ağartma, Adsorpsiyon

Abstract:
III ABSTRACT Ph.D. Thesis UTILIZATION OF SEPIOLITE AS BLEACHING EARTH IN REFINEMENT OF VEGETABLE OILS Vildan ÇAKIN ÖNEN Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mining Engineering Supervisor: Prof. Dr. M. Kemal GÖKAY 2005, 192 Pages Jury: Prof. Dr. M. Kemal GÖKAY Prof. Dr. Cem ŞENSÖ?ÜT Prof. Dr. Sedat TEMUR Prof. Dr. Ümit ATALAY Assoc. Prof. Dr. Hüseyin KARA The utilization fields of clay and its derivatives as raw material rapidly increase in mining industry. The sunflower oil and cotton oil bleaching properties of sepiolite mineral is investigated in this study since sepiolite gains importance in terms of its industrial utilization in time due to its distinctive physical and chemical characteristics. In bleaching experiments, the effects of the amount of bleaching earth, bleaching period and bleaching temperature in bleaching sunflower oil and cotton oil with raw sepiolite, thermal active sepiolite, acid active sepiolite, Tonsil optimum 210 FF and Bensan Ey-1 1 FF are investigated. Color of the oils, % FFA (Free Faty Acid) value and peroxide number are taken as quality parameters in the obtained product. The results obtained from the experimental studies, the availability of raw and active sepiolite specimens and their comparison with standard bleaching earths are worked to be determined. Bleaching efficiencies and Freundlich and Langmuir isotherms obtained from yellow color values at the end of the measurements are taken into consideration in determining bleaching factors of bleaching earths. The appropriate conditions for bleaching experiments are defined as 500 °C thermal activation and IN acid activation and the specimens prepared under these conditions were used in bleaching experiments. At the end of the experimental studies, in bleaching experiments of sunflower oil and cotton oil, the increase in color removal is observed as it was expected after increasing the bleaching earth addition and bleaching period. It isIV determined that the bleaching period is effective on %FFA value of sunflower oil in all studied bleaching earths except thermal active sepiolite. This effect appears as a decrease in %FF A value with the increase in bleaching period of raw sepiolite and an increase after a certain period in acid active sepiolite and commercial bleaching earths. Parallel to this, increasing the amount of bleaching earth, there were observed increases in %FFA value of the bleached oil with acid active sepiolite and commercial bleaching earths after a certain earth ratio. It is also observed in cotton oil bleaching experiments that the %FFA value of the bleached oil obtained with raw sepiolite and thermal active sepiolite tends to decrease with increasing period and bleaching earth addition. It tends to increase in other examples. The evaluation in terms of peroxide number, shows that the peroxide number of the bleached sunflower oil obtained with all bleaching earths generally tends to increase after a certain period. However, the peroxide number tends to decrease with increasing amount of bleaching earth except raw sepiolite.lt tends to increase with % 1.1 raw sepiolite bleaching earth addition. In cotton oil bleaching experiments, it is determined that the peroxide number values of the bleached cotton oil tend to increase with the increasing bleaching time period and by increasing the amount of the bleaching earth addition. The peroxide number of the bleached cotton oil increases when it is obtained with raw sepiolite and thermal active sepiolite and decreases with acid active sepiolite and commercial bleaching earths with the increasing dosage. As a result, it is determined that sepiolite mineral can be used in bleaching sunflower oil and cotton oil as its raw state in other words it can be used without applying any activation process. Because of having appropriate experimental results with Freundlich isotherm and calculating AH°ads values lower than 40 kj/mole, it is also understood also that the organic substances inside the oil giving color to the oil are adsorbed by the outer surface of the sepiolite physically. Key Words: Sepiolite, Acid activation, Thermal activation, Oil bleaching, Adsorption