Karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden reaktif çözücülerle ekstraksiyonu ve modellenmesi
Extraction of carboxylic acid by reactive extractant from aqueous solutuion and modeling
Yazar: HASAN USLU
Danışman: PROF. DR. Ş. İSMAİL KIRBAŞLAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Fermentasyon = Fermentation ; Modelleme = Modelling

Özet:
Karboksilli asitler endüstride yaygın kullanım alanlarına sahiptir. Fermentasyonla üretimi esnasında sulu fermentasyon ortamından veya endustriyel atık sulardan ayrılması işleminin ekonomik bir şekilde gerçekleştirilmesi önem arz etmektedir.Bu çalışmada karboksilli asitler olarak levulinik asit ve malik asitlerin sulu çözeltilerinden farklı fonksiyonel gruba sahip organik çözücülerle (alkol, keton ve ester) ekstraksiyonu 298.15 K'de incelenmiştir. Kullanılan karboksilli asitlerin bu çözücüler ve su arasındaki dağılma katsayıları deneysel olarak belirlenmiştir.İkinci aşamada ekstraksiyon etkinliğini arttırmak amacıyla ekstraktan olarak Amberlite LA-2 (ikinci amin), tri-n-oktil amin (TOA) (üçüncül amin) ve Trioktil metil amonyum klrorid (TOMAC) (dördüncül amin) yukarıda adı geçen çözücü grupları içindeki farklı konsantrasyonlarına sahip çözeltileri kullanılmıştır. Organik fazdaki amin konsantrasyonuna bağlı olarak dağılma katsayıları ve yükleme değerleri hesaplanmıştır. Alkoller için elde edilen dağılma katsayılarından faydalanılarak Lineer Solvation Energy Relationship modeli uygulanmıstır. Sıcaklığın reaktif ekstraksiyon üzerine etkisini incelemek için en iyi sonucu veren izo amilalkol ile farklı sıcaklıklardaki (298K, 318 K, 338 K) ekstraksiyonları da çalışılmıştır.Ayrıca su ? levulinik asit ? (izoamil alkol, 1-hexanol, 1-dekanol) su ? levulinik asit ? (dimetil süksinat, dimetil glutarat, dimetil adipta) üçlü sistemlerine ait çözünürlük eğrileri ve bağlantı doğruları 298.15 K sıcaklıklığında deneysel olarak bulunmuştur. Bağlantı doğrularına Othmer-Tobias korelasyonu uygulanarak deneysel verilerin güvenilirliği test edilmiştir.

Abstract:
Carboxylic acids have a widespread use in industry. During the production of carboxylic acids by the fermentation process or industrial wastewater streams the separation of acids from the aqueous media is economically in great importance.In this work the extraction of levulinic acid and l-malic acid from aqueous solutions with solvents which have different functional groups (alcohols, ketones, esters) were investigated at 298.15 K. Distribution coefficients of these acids between water and solvents are determined experimentally.In the second stage, to improve the extraction efficiency, the solutions at different concentrations of Amberlite LA-2 (secondery amine), tri-n-octyl amine (TOA, tertiary amine) and trioctyl methyl ammonium chloride (TOMAC) amoung the above mentioned solvents have been used as extractants. Distribution coefficients and loading factor values along amine concentration in organic phase have been calculated. Lineer Solvation Energy Relationship (LSER) model has been applied for obtained distribution coefficients come from alcohols. To investigate the effect of temperature on the reactive extraction, reactive extractions of acids by amine in isoamyl alcohol, which has the best results at 298 K, have been studied at different temperatures (298K, 318 K, 338 K).