Bazı organik asitlerin tepkimeli özütleme ile ayrılması
Separation of some organic acids with reactive extraction
Yazar: SEYHAN GÜNYELİ
Danışman: PROF. DR. Ş.İSMAİL KIRBAŞLAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
BAZI ORGANİK ASİTLERİN TEPKİMELİ ÖZÜTLEME İLE AYRILMASIKarboksilli asitler endüstride yaygın kullanım alanlarına sahiptir. Fermantasyon üretimi esnasında sulu fermentasyon ortamından veya endüstriyel atık sulardan ayrılması işleminin ekonomik bir şekilde gerçekleştirilmesi önem arz etmektedir.Bu tez çalışmasının amacı, tepkimeli özütleme yöntemi ile bazı organik asitlerin saflaştırılmasını incelemek, organik asitleri bu yöntem açısından değerlendirmektir. Çalışmada kullanılan asitler; bir dikarboksilli asit olan itakonik asit ve monokarboksilli asit olan nikotinik asit ve penisilin G'dir.Nikotinik asit, Niyasin veya B3 vitamini suda ve etil alkolde çözünebilen ve diğer organik çözücülerde de belirli oranlarda çözünebilen, kokusuz, renksiz bir monokarboksilli asittir. İlaç sanayinde kullanılır.İtakonik asit; metilensüksinik asit olarak da adlandırılan, su, aseton, etil alkolde çözünebilen ve diğer organik çözücülerde de belirli oranlarda çözünebilen, kokusuz, renksiz bir dikarboksilli asittir. İtakonik asit ilaç, kaplama, kozmetik gibi endüstrinin birçok alanında kullanılmaktadır.Penisilin G; ?penicillum notatum? adlı mantarın ürettiği, bakteri öldürücü bir maddedir ve zayıf bir monokarboksilli asittir (pKa= 2.75). Penisilin penicillum notatum ve penicillum crysogenum tarafından sentezlenen doğal bir antibiyotik olduğu için penisilinin toksisitesi çok zayıftır ve bir çok alanda kullanılır.Deneysel bölümde, itakonik asit, nikotinik asit ve penisilin G'nin sulu çözeltilerden ayrılması farklı fonksiyonel gruplara sahip (alkoller, ketonlar, asetatlar, alkanlar) seyrelticiler ile 298.2 K de çalışılmıştır. Bu asitlerin su ve solventler arasındaki dağılma katsayıları deneysel olarak 298.2 K'de belirlenmiştir.İkinci aşamada, ekstraksiyon verimliliğini arttırmak amacıyla farklı konsantrasyonlarda, amberlite LA-2 (sekonder amin), trioktil amin (tersiyer amin) ve aliquat-336 (dördüncül amonyum tuzu) yukarıdaki seyrelticilerle birlikte ekstraktan olarak kullanılmıştır. Organik fazdaki amin konsantrasyonuna bağlı olarak dağılma katsayıları ve yükleme değerleri hesaplanmıştır.Denemeler sonucunda görülmüştür ki itakonik asit için trioktilamin, amberlit (LA-2) ve aliquat-336 kullanıldığında en iyi seyreltici oktanoldür. Nikotinik asit için trioktilamin ve aliquat-336 kullanıldığında oktanol en iyi sonuçları vermiştir. Penisilin G için de trioktilamin ve amberlit (LA-2) kullanıldığında izo amil alkol en iyi sonuçları vermiştir.

Abstract:
SEPARATION OF SOME ORGANIC ACIDS WITH REACTIVE EXTRACTIONCarboxylic acids have a widespread use in industry. During the production of carboxylic acids by the fermentation process or in industrial wastewater streams the separation of acids from the aqueous media is economically in great importance.The aim of this study is to examine the separation of some organic acids with reactive extraction and to evaluate the carboxylic acids by reactive extraction method. The acids used in this study are itaconic acid which are a kind of dicarboxylic acid and penicilin G and nicotinic acid which are a kind of a monocarboxylic acid.Nicotinic acid, niacin or vitamin B3 are able to dissolve in water and ethyl alcohol. It is able to dissolve with specific proportions in other organic solutions. It is an odorless and colorless monocarboxylic acid. It is used in pharmacy.Itaconic acid is also named methylenesuccinic acid which is able to dissolve in water, ethyl alcohol and with specific proportions in other organic solutions. It is an odorless and colorless dicarboxylic acid. Itaconic acid is used in pharmacy, coating, cosmetics industries and etc.Penicillin G; produced by fungus ?penicillum notatum?, a bactericidal agent and a weak monocarboxylic acid (pKa = 2.75). The toxicity of penicilin is very weak and it is used in many areas because penicillin is a natural antibiotics synthesized by penicillum crysogenum and penicillum notatum.In the experimental section, the reactive extraction of itaconic acid, nicotinic acid and penisilin G from aqueous solutions with solvents which have different functional groups (alcohols,ketones,acetates,alkanes) were investigated at 298.2 K. Distribution coefficients of these acids between water and solvents are determined experimentally.In the second stage, to improve the extraction efficiency, the solution at different concentrations of amberlite LA-2 (secondary amine), trioctylamine (TOA, tertiary amine) and aliquat-336 (quaternary ammonium salt) among the mentioned solvents were used as extractants. Distribution coefficient and loading factor values along amine concentrations in organic phase were calculated. At the end of the study, the best solvent for itaconic acid was found to be octanol, if trioctylamine, amberlite (LA-2) and aliquat-336 amines were used. Also, in the experiments of nicotinic acid, the best solvent was octanol if trioctylamine and aliquat-336 was used. In the experiments of penicillin G, the best solvent was isoamyl alcohol if trioctylamine and amberlite (LA-2) was used.