Süperkritik akışkan ekstraksiyonunda bir tasarım çalışması
A Design study in süpercritical fluid extraction
- Tez No: 106272
- Danışmanlar: PROF. DR. SALİH DİNÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Süperkritik akışkan ekstraksiyonu, tasanm, ekstraktör, ekstraktör çap ve yüksekliği, lavanta esansiyel yağı. ıx, Lavanta, Süperkritik akışkanlar, Süperkritik özütleme yöntemi, Tasarım, Uçucu yağlar, Supercritical fluid extraction, design, extractor, diameter and height of extractor, lavender oil. x, Lavender, Supercritical fluids, Supercritical extraction method, Essential oils
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Gazlar yüksek basınç altında, sıvı veya süperkritîk faz bölgesinde çözücü özellik kazanırlar. Bu özellik, basınç ve sıcaklık değişimieriyle istenildiği gibi yönlendirilebilir. Süperkritik şartlarda CCVnin üstün çözme gücünden faydalanarak esans eldesi, bitkisel yağların eldesi, petrolün asfalttan ayrılması, kömürün sıvılaştınlması, tekstil boyaması, yan iletkenlerin temizlenmesi, partikül oluşumu ve atık suların temizlenmesi gibi çalışmalar mümkün olabilmektedir. Toksik çözücü kullanmaması, çevreyi kirletmemesi, çözücünün kolay geri kazanımı ve akışkan aktarım özellikleri bakımından klasik ayırma yöntemlerine (destilasyon, sıvı ekstraksiyonu) göre avantajlı olmasına rağmen, yüksek basınç kullanılması nedeniyle SCFE'nin yatırım maliyeti oldukça yüksektir. Dolayısıyla, prosesi kurma aşamasından önce ayrıntılı ekonomik fizibilite çalışmalarının yapılması gerekir. Bu çalışmalar, prosesin simülasyonu için matematiksel modellerin kurulmasıyla başarıya ulaşır. Bu çalışmanın amacı, süperkritik ekstraksiyon prosesinin gerçekleştirildiği, esansiyel yağ eldesinin amaçlandığı bir tesisin tasarlanmasını kapsar. Tesisin tasarlanması sırasında, süperkritik akışkan ekstraksiyonu çalışmasının bir tesise uyarlanması mcelenmiştir. Bu çalışma sırasında lavanta çiçeğine ait çözünürlük verileri literatürden alınmıştır. Daha önceden elde edilmiş olan çözünürlük verileri; burada çalışma koşullarının seçilmesini ve en uygun koşullarda çalışılmasını sağlamıştır. Ekstraksryonun tamamlanma süresinden hareketle, ekstraktör boyutunun belirlenmesine ve buna göre diğer ekipmanların seçimine geçilmiştir. Tesiste kullanılması gereken ekipmanların özellikleri, hammaddenin depolanması ve çözücünün saklanması üzerinde de durulmuştur. Çalışma koşullan 50°C ve 100 bar olarak seçilmiştir. Bu koşullarda C(Vnin lavanta çiçeği için doygunluk değeri 0.243 kg/m3 olarak bilinmektedir. Bu değere göre kullanılması gereken lavanta çiçeği miktan ve C02 müctan hesaplanmıştır. Kapasite olarak seçilmiş olan 1000 kg lavanta esansiyel yağı miktarını ekstrakte edebilmek için, 1.89 m yükseklik ve 30 cm çaplı, paslanmaz çelik iki adet ekstraktör tasarlanmıştır. Böylece, yılda yaklaşık 83 ton lavanta çiçeğinden 1 ton esansiyel yağ elde edilebilecektir. Elde edilmesi planlanan lavanta çiçeği esansiyel yağı,“Lavanta Kolonyası”üretiminde kullanılabilecektir. Bu çalışma fizibilite çalışmasından çok, bir kimya mühendisliği tasarım çalışmasıdır. Bu yüzden, maliyet değerlerinden ziyade, sistemin tasarlanması üzerinde durulmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Gases gain the solvent property, in liquid phase or in supercritical region, under high pressure. This property can be adjusted by small changes in temperature and pressure. At supercritical conditions, by the help of high solvent skill of CO2, it is possible to work on processes like extraction of essential oils and vegetable oils, removal of asphalt from petroleum, liquefaction of coal, dyeing of textiles, cleaning of semiconductors, formation of particles, purification of contaminated water. Supercritical fluid extraction has the following advantages compared to conventional processes such as solvent extraction and distillation; - It does not use a toxic solvent, - It does not cause pollution, - The solvent can easily be separated and - Enhanced transport properties. In spite of these advantages, due to use of high pressure, the capital costs are quite high. Therefore economic feasibility studies should be done before the process is set up. These studies will be successful only if the simulation of the process is mathematically modeled. In this study the aim is to design a plant, in which essential oil of lavender oil is extracted by supercritical fluid extraction. During the design of the extraction plant, the adaptation of supercritical extraction to a high scale plant is studied. The solubility data for the lavender oil is used as it is found in literature. The solubility data were used to define the optimal operation conditions. Considering the estimated time required for the extraction to be completed, the height of the extractor was calculated. According to the height and the diameter of the extractor, the other required parts of equipment were selected. The specifications of the equipment used in the plant, the storage of raw materials, and the preservation of solvent were also discussed. The operation conditions were selected as 50°C and 100 bars. The saturation point of CO2 for lavender plant in this condition was 0.243kg/m3. By using this data, the required quantity of lavender plant and CO2 were calculated. To extract 1000 kg of essential oil quantity, the selected capacity, two stainless steel extractors each 1.89 m high and 30 cm in diameter were designed. As the result of this design, 1 ton of lavender essential oil can be obtained per year of operation from 83 tons of lavender plant. The lavender oil that is planned to be obtained can be used to produce lavender cologne. This is a design study in chemical engineering, rather than a feasibility study. Therefore the design study is mostly discussed rather than the cost.
Benzer Tezler
- Süperkritik akışkan ekstraksiyonunda termodinamik ve taşınım özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermodynamic and mass transfer properties in supercritical fluid extraction
MESUT AKGÜN
Doktora
Türkçe
1999
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SALİH DİNÇER
- Separation and identification of aroma compounds from thyme by using steam distillation and supercritical fluid extraction
Kekikteki aroma bileşenlerinin buhar distilasyonu ve süperkritik akışkan ekstraksiyonu ile ayrıştırılması ve tanımlanması
SERAP SONSUZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERPİL ŞAHİN
PROF. DR. LEVENT YILMAZ
- Fermentasyon ürünü organik asitlerin reaktif süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu ile ayrılması
Separation of fermentation product organic acids by reactive supercritical carbondioxide extraction
ARZU KOPARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYLA ÇALIMLI
- Yağlı tohum çekirdekleri ve çekirdek kabuklarının katalitik süperkritik akışkan ekstraksiyonu
Catalytic supercritical fluid extraction of oilseeds kernels and shells
FİKRET AKDENİZ
Doktora
Türkçe
2000
KimyaKaradeniz Teknik ÜniversitesiFen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN DEMİRBAŞ