Tartarik asidin çevre dostu çözücüler ve trioktilamin kullanılarak sulu çözeltilerden tepkimeli özütlenmesi

Abstract

Tartarik asit (TA), özellikle üzüm, portakal, ahududu ve muz meyvelerinde doğal olarak bulunan bir dikarboksilik asittir. Tartarik asit ve tuzları beyaz renkli ve kristal yapıya sahiplerdir. Bunlar yaygın olarak gıda ve ilaç sektörlerinde kullanılmaktadırlar. Tartarik asidin fermantasyon ortamları ve endüstriyel atık sular gibi sulu çözeltilerden geri kazanımı için çeşitli yöntemler geliştirilmiş ve test edilmiştir. Çeşitli avantajları sebebiyle tepkimeli özütleme bu yöntemlere tercih edilmiştir. Süreçte hedef madde fiziksel özütlemenin yanında kimyasal özütleme ile de organik faza transfer edilebilir. Fakat süreç elemanlarının toksik etkilerinin giderilmesi gerekmektedir. Bu yüksek lisans tezinde, tartarik asidin bitkisel yağlar ve trioktilamin (TOA) kullanılarak tepkimeli özütleme ile sulu çözeltilerden ayrımı araştırılmıştır. Sekiz farklı bitkisel yağın (kanola, ayçiçek, aspir, fındık, badem, soya, susam ve mısır yağı) performansı incelenmiş ve sonuçlar oktanol ile elde edilenlerle karşılaştırılmıştır. Süreç 60 dakikada dengeye ulaşmıştır. Geri kazanım verimleri sulu faz pH ve sıcaklık artışından olumsuz etkilenmiştir. Doğal çözücüler arasında en yüksek özütleme verimi kanola yağı ile elde edilmiştir. Ayırma verimleri TA derişimi ile azalmış ve TOA derişimi ile artmıştır. Eğilim her iki çözücü için de gözlenmiştir. En yüksek özütleme verimleri kanola yağı ve oktanol ile sırasıyla %89,55 (KD=8,57) ve %97,23 (KD=35,09) olmuştur. Her iki organik faz seyrelticisi ile elde edilen değerler birbirlerine çok yakın olmuştur. Organik faza özütlenen tartarik asidin tamamı başarılı bir şekilde geri özütleme süreci ile ikinci sulu faza transfer edilmiştir. En yüksek özütleme verimi NaNO3 ile elde edilmiştir. Bu yüksek lisans tezi tartarik asidin tepkimeli özütleme ile geri kazanımı sırasında bitkisel yağların organik faz çözücüsü olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Tartaric acid (TA) is a dicarboxylic acid naturally exists in especially grapes, oranges, raspberries and bananas. Tartaric acid and its salts are white in color and have crystalline structures. They are extensively employed in food and pharmaceutical industries. Several methods have been developed and tested for the recovery of tartaric acid from aqueous solutions such as fermentation media and industrial wastewaters. Reactive extraction has been preferred to these methods due to its various advantages. In the process, target material can be transferred into the organic phase via chemical extraction besides physical extraction. However, toxic effects of the process members need to be eliminated. In this MS thesis, separation of tartaric acid by reactive extraction using vegetable oils and trioctylamine (TOA) was investigated. The performances of eight vegetable oils (canola, sunflower, safflower, almond, hazelnut, soybean, sesame, corn oil) were probed and the results were compared with those obtained with octanol. The process reached the equilibrium by 60 minutes. The recovery efficiencies were negatively influenced by the increase in the pH of the aqueous phase and temperature. The highest extraction efficiency was obtained with canola oil among the natural diluents studied. Separation efficiencies decreased with TA concentration and increased with TOA concentration. The trend was observed for both solvents. The maximum recovery efficiencies were 89,55% (KD=8,57) and 97,23% (KD=35,09) with canola oil and octanol, respectively. The values obtained with the two organic phase diluents were very close to each other. The tartaric acid extracted into the organic phase was successfully transferred into the second aqueous phase by back extraction process. The maximum extraction efficiency was obtained with NaNO3. This MS thesis exhibited that the vegetable oils can be used as the organic phase solvents during the recovery of tartaric acid by reactive extraction.