Yığın (bulk) sıvı membranların ayırma performanslarını etkileyen parametrelerin incelenmesi

Abstract

Formik asit (metanoikasit, HCOOH) en basit karboksilik asit olup yaygın olarak yem sanayiinde silaj katkısı olarak kullanılır. Formik asit ayrıca deri, parfüm, ilaç, gıda ve kozmetik endüstrisinde geniş bir kullanıma sahip olup, pek çok proseste pH düzenleyici olarak da kullanılır. Formik asidin endüstrideki bu geniş kullanımı gerek üretim proseslerinde ele geçen seyreltik çözeltilerinden, gerekse yan ürün olarak elde edildikleri ortamlardan ya da atık sulardan ayırma ve saflaştırılmalarını önemli kılmaktadır. Formik asidin seyreltik sulu çözeltilerinden ayrılmalarına yönelik olarak literatürde sıvı-sıvı ekstraksiyonu ve reaktif ekstraksiyon çalışmalarına sıkça rastlanmaktadır. Sıvı membranlar düşük enerji ihtiyacı, yüksek seçicilik, ölçeklendirme kolaylığı gibi özellikleri ile karboksilik asitlerin seyreltik sulu çözeltilerinden ayrılmalarında alternatif olarak dikkat çeken bir tekniktir. Bu çalışmada % 10'luk formik asit çözeltisinin yığın membranlarla ayrılmasına yönelik olarak ayırma performansını etkileyen parametreler incelenmiştir. Çalışmamızda öncelikle reaktif ekstraksiyon çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalarda reaktan olarak tributil amin ve tributil fosfat, seyreltici olarak ise 1-nonanol, etil dekanoat ve etil butirat kullanılmıştır. Farklı başlangıç reaktan konsantrasyonları ile ekstraksiyon etkinliği değerlerinin değişimi incelenmiştir. Yığın membran denemelerinde ise membran fazda seyreltici türü, taşıyıcı türü, besleme : membran: sıyırıcı faz oranları ve sıyırma faz türünün ayırma performansına etkileri incelenmiş ve bu iki ayırma işleminin etkinlikleri karşılaştırılmıştır.

Formic acid (methanoic acid, HCOOH) is the simplest carboxylic acid and it is mainly used as silage additive. It is also widely used in rubber, perfume, pharmaceutical and food industries, and also used to regulate the pH of chemical processes. In recent years, the recovery and concentration of formic acid from production media or waste solutions have great importance. In literature, there is a lot of investigations about formic acid recovery from aqueous solutions by liquid-liquid and reactive extraction methods. Liquid membranes, showing comparatively less energy requirement, high selectivity, and easy scale-up factor, are one of the modern and developing techniques for the separation of carboxylic acids from dilute aqueous solutions. In this study, the parameters effecting the separation of aqueous formic acid (10 %, w/w) by bulk liquid membranes are investigated. Once the reactive extraction experiments were studied. 1-nonanol, ethyl decanoate and ethyl butyrate were used as diluents and tributyl amine and tributylphosphate were used as extractants. The effect of initial extractant concentration on the extraction efficiency was determined. In bulk liquid membrane experiments, effects of diluent and extractant types in membrane phase, feed/membrane/strip phase ratio, and strip phase type on the separation process were examined and the investigated separation techniques were compared.