Peyniraltı suyu proteinlerinin membran sistemleri ile geri kazanımı
Recovery of whey proteins by membrane systems
Yazar: CEMRE ÇELİKTEN
Danışman: DOÇ. DR. SAFFETTİN FERDA MUTLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Deney tasarımı = Experimental design ; Membranlar = Membranes ; Peynir altı suyu proteinleri = Whey proteins ; Ultrafiltrasyon = Ultrafiltration

Özet:
Süt endüstrisinin yüksek miktarda ortaya çıkardığı bir yan ürün veya atık olarak nitelendirilebilecek olan peyniraltı suyu peynir üretiminde ortaya çıkan ve organik içeriğinden dolayı yüksek kirleticilikte olan bir üründür. Yüksek KOİ değerinden dolayı ön işlem yapılmadan deşarj edilmemesi gereken peyniraltı suyunun değerli bileşenlerinden dolayı birçok değerlendirme yöntemi vardır. Bu yöntemlerden bir tanesi olan peyniraltı suyu proteinlerinin geri kazanılması ile elde edilen katma değerli nihai ürün toz veya sıvı olarak direk veya başka ürünlerde katkı maddesi olarak kullanılabilmektedir. Yüksek ısıdan dolayı ürüne zarar verebilen veya verimliliği düşük olan peyniraltı suyu proteini geri kazanım yöntemlerine kıyasla hem ürüne zarar vermeyen, ekonomik ve sıcaklık uygulamalarının olmadığı bir yöntem olan ultrafiltrasyon yöntemi bileşenlerin boyutuna göre ayırma/uzaklaştırma sağladığı için son zamanlarda geliştirilmeye ve kullanılmaya başlanmıştır. Bu amaçla bu çalışmada ultrafiltrasyon membranlarıyla peyniraltı suyundan protein geri kazanımı hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında 5 kDa ve 10 kDa ultrafiltrasyon membranları kullanılarak farklı sıcaklık, basınç ve pH aralıklarında gerçekleştirilen ultrafiltrasyon uygulamasının protein geri kazanımına etkileri incelenmiştir. Protein geri kazanımı için en uygun koşulların belirlenmesi ve sistemin modellenmesi için Box-Wilson deneysel tasarım yöntemi ve Design Expert programı kullanılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar neticesinde en yüksek protein geri kazanımı 40°C, 3,5 bar pH 5,75 koşulunda 10 kDa membran için %1,56, 5kDa membran için %1,65 olarak bulunmuştur. Yapılan çalışmanın modellenmesi ile 5 kDa ve 10 kDa membranlar için sırası ile R2 değerlerinin 0,964 ve 0,963 olarak bulunması sistemin iyi bir şekilde modellendiğini göstermiştir.

Abstract:
Whey is a product formed in cheese production by the dairy industry in high amounts and can be described as a by-product or waste and is highly polluting because of its organic content. There are many evaluation methods due to the valuable components of whey which should not be discharged without preteratment due to its high COD value. The value-added final product obtained by the recovery of whey proteins. Ultrafiltration which does not harm the product, does not have high temperature applications and is economic as compared to conventional methods, has recently been developed and used in recovery of whey proteins because it provides separation/removal according to the size of the components. For this purpose, protein recovery from whey using ultrafiltration was aimed in this study. Within the scope of the study, the effects of ultrafiltration applied at different temperature, pressure and pH ranges on protein recovery using 5kDa and 10kDa ultrafiltration membranes were investigated. Box-Wilson experimental design method and Design Expert program were used to determine the most suitable conditions for protein recovery and to model the system. As a result of the experimental studies, the highest protein recovery was found as 1.56% for the 10kDa membrane and 1.65% for the 5kDa membrane at 40°C, 3.5 bar and pH 5.75 condition. With the modeling of the study, the R2 values of 5kDa and 10kDa studies were found as 0.964 and 0.963 respectively, and the results show that the system was modeled well.