Atık sulardan reactive red 239'un biyosorpsiyonunun kinetik ve termodinamiği
Kinetics and thermodynamics of reactive red 239 biosorption from waste water
Yazar: GÖKBEN BAĞCI
Danışman: PROF. DR. MÜBECCEL ERGUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyosorpsiyon yöntemi = Biosorption method

Özet:
Yapılan bu çalışmada, ölü Saccharomyces cerevisiae mayası ile Reactive Red 239 biyosorpsiyonu ortam koşullarına bağlı olarak incelenmiştir. Reactive Red 239 için, belirlenen en uygun ortam koşulları pH 2, 200 ppm başlangıç Reactive Red 239 çözeltisi derişimi ve 2 g/L biyokütle derişimi şeklindedir. En uygun sıcaklık 400C bulunmuştur fakat ticari nedenlerden ötürü 250C olarak seçilmiştir. Bu koşullarda, biyokütlenin giderim etkinliği % 62,8 ve biyosorpsiyon kapasitesi 64,8 mg/g'dır. Biyokütlenin etanol, metanol ve ısı ile işlem görmesi, Reactive Red 239 biyosorpsiyon kapasitesini arttırırken; ısı ile işlem görmesi, biyosorpsiyon kapasitesini azaltmıştır. Etanol ile muamele 25 °C sıcaklıkta S. cerevisiae'nın biyosorpsiyon kapasitesini 64,8 mg/g'dan 90,48 mg/g'a yükseltmiştir. S. cerevisiae mayasının üreme eğrisinin durağan fazından alınan biyokütle, logaritmik fazından alınan biyokütleye göre daha yüksek biyosorpsiyon kapasitesi göstermiştir. Reactive Red 239 yüklenmiş biyokütleden boya iyonlarının desorpsiyonu için yapılan çalışmalarda boyanın biyokütleden uzaklaştırılmasının güç olduğu görülmüş, desorpsiyon verimi düşük bulunmuştur. Tekstil endüstrisi atık sularının içerisinde bulunması muhtemel olan tuzun Reactive Red 239'un biyosorpsiyonunu olumlu etkilediği görülmüştür.Reactive Red 239'un Saccharomyces cerevisiae ile biyosorpsiyonu Langmuir modeli, biyosorpsiyon kinetiği ise birinci derecemsi hız modeli ile çok iyi açıklanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise, 1,31 kcal.mol-1 olarak belirlenmiştir. Reactive Red 239 için biyosorpsiyon ısısı, 8,89 kcal.mol-1 olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan adsorpiyon ısısı, biyosorpsiyon prosesinin hem kimyasal hem de fiziksel adsorpsiyonu içerdiğini ve endotermik olduğunu göstermektedir.Anahtar Kelimeler : Biyosorpsiyon, Saccharomyces cerevisiae, Reactive Red 239, reaktif boyar madde, denge modelleri

Abstract:
Biosorption of Reactive Red 239 dye by the yeast Saccharomyces cerevisiae has been investigated as a function of medium conditions. For Reactive Red 239, optimum medium conditions were determined as pH 2, 25 °C temperature, 200 ppm initial Reactive Red 239 concentration and 2 g/L biomass concentration. The most efficient temperature was determined as 400C but because of the commercial reasons 250C was selected. At these conditions, the removal of Reactive Red 239 is % 62,8 and Reactive Red 239 uptake was 64,8 mg/g. Ethanol, methanol and heat treatment enhanced the Reactive Red 239 biosorption capacity. The cells at lag phase of growth curve of Saccharomyces cerevisiae have a higher biosorptive capacity for dye ions than that of stationary phase. The early stages of the logarithmic phase of yeast is provided with a higher dye removal. It is seen that dye removal from biosorbent is difficult and efficiency of desorption of dye ions from Reactive Red 239 loaded biosorbent is low. The salt, which is probably found in textile industry waste water, has positive effects on biosorption of Reactive Red 239.Biosorption of Reactive Red 239 dye by Saccharomyces cerevisiae was explained well with Langmuir model and biosorption kinetics of these dye ions follows pseudo-first order rate model. Activation energies for dye ions were determined as 1,31 kcal.mol-1. Biosorption heat for Reactive Red 239 ions were calculated as, 8,89 kcal.mol-1 which indicates that biosorption is endothermic and chemical adsorption and also physical adsorption occurs.Key Words : Biosorption, Saccharomyces cerevisiae, , Reactive Red 239, reactive dye, equilibrium models