İzomerize şeker şurubunda benzetimli hareketli yatak teknolojisi ile fruktozun kromatografik zenginleştirilmesi
Chromatographic enrichment of fructose in isomerized sugar syrups by simulated moving bed technology
Yazar: FATİH PEKER
Danışman: PROF. DR. AHMET RIFAT ÖZDURAL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Afinite kromatografisi = Affinity chromatography ; Yüksek basınç sıvı kromatografisi =

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, glukoz ve fruktozun ikili glukoz-fruktoz çözeltisinden 
ayrımı sürekli kromatografi sistemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla 
Benzetimli Hareketli Yatak Kromatografisi (SMB) kullanılmıştır. Kolon dolgu 
maddesi olarak katyonik bir iyon değiştirici reçine olan Dowex Monosphere 99 
CA/320 reçinesi kullanılmıştır.

Deneysel çalışmalar kapsamında kütle aktarım dirençleri ve denge 
parametrelerinin elde edilmesi amacıyla kesikli ve sürekli sistem deneyleri 
yapılmıştır. Bu çalışmalarda tek bileşenli besleme çözeltiler kullanılmıştır. 
Deneysel çalışma aralığında glukoz ve fruktozun adorpsiyon denge izotermlerinin 
doğrusal davranış gösterdiği gözlemlenmiş ve model sabitleri, literatürde yaygın 
olarak bilinen metotlarla hesaplanmıştır. Glukoz ve fruktoz için sıvı film kütle 
aktarım katsayıları (kf)  hesaplanarak sonuçların literatürle uyum içinde olduğu 
gözlemlenmiştir.

Çözeltilerdeki toplam şeker konsantrasyonu, bir HPLC refraktif indeks dedektörü 
ile (SunChrom RI Detector) sürekli olarak izlenerek kaydedilmiştir. İkili karışımdaki 
glukoz konsantrasyonunu hesaplamak için glukoz kiti kullanılmış ve toplam şeker 
konsantrasyonu ile glukoz konsantrasyonu arasındaki farktan fruktoz 
konsantrasyonları hesaplanmıştır.

Benzetimli hareketli yatak kromatografi (SMB) deneyleri kapsamında, değiştirme 
zamanı (switching time) ve akış hızları değiştirilerek ikili glukoz-fruktoz karışımında 
fruktozun zenginleştirilmesi optimize edilmiş ve fruktoz ve glukoz ayrımında %90'ın 
üzerinde saflığa ulaşılmıştır.

Abstract:
In this thesis, a continuous chromatography system is used for the separation 
of glucose and fructose from binary solution of glucose and fructose. Thereby 
enrichment of glucose is achieved. For this purpose Simulated Moving Bed 
Chromatography (SMB) is employed. Dowex Monosphere 99 CA/320 is used as 
column packing material, which is a cationic ion-exchange resin.

During experimental studies batch and continuous system assays were performed 
so as to obtain mass transfer and equilibrium parameters. These studies carried 
out using single component feed solutions. It was observed that within the range of 
experimental studies, the optimal glucose and fructose adsorption equilibrium 
isotherms were linear isotherm models and model constants were calculated by 
well-known methods explained in the literature.

The liquid film mass transfer coefficients (kf) of glucose and fructose were 
calculated and it was observed that results were in compliance with the literature.

Total sugar concentration in the solution was monitored and measured 
continuously with a HPLC refractive index detector (SunChrom RI Detector). 
Glucose kit was used for the determination of glucose concentration in the binary 
mixture where fructose concentrations are calculated from the difference between 
the total sugar concentration and glucose concentration. 

In the simulated moving bed chromatography (SMB) experiments, by changing the 
switching time and flow rates, the enrichment of fructose in binary mixture of 
glucose and fructose was optimized. Over 90 % separation of fructose and 
glucose was accomplished.