Equilibrium studies on the reactive extraction of lactic acid from fermentation broth
Laktik asidin fermantasyon ortamında reaktif özütlenmesi ile ilgili denge çalışmaları
- Tez No: 143388
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜRKER GÜRKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Reaktif özütleme, laktik asit, denge çalışmaları, TOMAC, tri-n-oktilmetilamonyum tuzları, Reactive extraction, lactic acid, equilibrium studies, TOMAC, tri-n-octylmethylammonium salts
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Laktik asidin seyreltik fermentasyon çözeltilerinden ayırılması, saf laktik aside olan talep yüzünden giderek artan bir gereksinimdir. Reaktif özütleme, gelişmiş ayırım seçiciliği dolayısıyla geleneksel yöntemlere alternatif olarak önerilmiştir. Bu çalışmanın amacı, laktik asidin sentetik sulu çözeltilerinden (gerçek fermentasyon ortamından değil) reaktif özütleme yöntemiyle ayırılmasına dair denge çalışmalarını yapmak ve sulu fazdaki başlangıç laktik asit derişimi (0.25 - 1.3 M), başlangıç sulu faz pH'ı (2 - 6), organik faz ekstraktant (özütleyen) derişimi (0.1 - 0.5 M), ekstraktant çeşidi (tri-n-oktilmetilamonyum'un klorür, hidrojensülfat ve hidroksit tuzlan) ve seyreltici çeşidi (oleil alkol, oktanol) parametrelerinin özütleme performansına etkilerini araştırmaktır. Deney sonuçlan özütleme derecesinin seyreltici maddenin ekstraktantla beraber artan kullanımıyla ve artan başlangıç laktik asit derişimi ile azaldığını göstermiştir. En yüksek özütleme dereceleri seyreltilmemiş ekstraktantlarda gözlemlenmiştir. Seyrelticilerin performansları TOMAC'ın oleil alkol ve oktanol çözeltileriyle farklı sulu faz pH'larında özütleme deneyleri yaparak saptanmıştır ve oktanol'un özellikle düşük pH'larda oleil alkol'den daha yüksek çözme gücüne sahip olduğu bulunmuştur. TOMAC'ın oktanol içindeki çözeltileriyle yüksek özütleme verimleri elde edilmiştir. En uygun özütleme pH'ı Laktobasillus çeşitleriyle gerçekleştirilen ortalama fermentasyonların pH'ına da eşit olması dolayısıyla 6 olarak belirlenmiştir. Tri-n-oktilmetilamonyum tuzları arasında en yüksek özütleme derecelerini hidroksit tuzu göstermiştir (0.316 M laktik asidin seyreltilmemiş TOMA(OH) ile özütlenmesi için %83 ve 0.5 M TOMA(OH)'Iı oktanol çözeltisi ile özütlenmesi için %78). Bu çalışma, laktik asidin ileri ve geri özütlenmesini aynı anda gerçekleştirecek ve fermentöre bağlı olarak sürekli ürün saflaştımasını sağlayacak tüplü fiber membran modülünün gelecekteki tasarımının ilk basamağıdır. Bu çalışmada elde edilen denge verileri kinetik çalışmalarla birleştirilerek özütleme modülünün tasarımındaki bir sonraki adım atılabilir.
Özet (Çeviri)
Lactic acid recovery from dilute fermentation broths is a growing requirement due to the increasing demand for pure lactic acid. Reactive extraction is proposed as an alternative to conventional methods of recovery, since the selectivity of separation is remarkably enhanced in reactive extraction. The aim of this study is to perform the equilibrium studies for the recovery of lactic acid from its synthetic aqueous solutions (not from real fermentation broths) by reactive extraction and investigate the effects of various parameters such as initial lactic acid concentration in the aqueous phase (0.25 - 1.3 M), initial pH of the aqueous phase (2 - 6), organic phase extractant concentration (0.1 - 0.5 M), type of the extractant (chloride, hydrogensulphate and hydroxide salts of tri-n-octylmethylammonium) and the type of diluent (oleyl alcohol or octanol). The results of the experiments showed that the degrees of extraction decreased with increasing use of diluent with the extractant and increasing initial lactic acid concentration of the aqueous phase. Highest degrees of extraction were achieved for undiluted extractants. The performance of the diluents were investigated by performing extraction experiments with solutions of TOMAC in oleyl alcohol or octanol at different pH values and it was observed that octanol had a higher solvating power than oleyl alcohol especially at lower aqueous phase pH values. Higher extraction efficiencies were obtained for TOMAC dissolved in octanol rather than oleyl alcohol. Initial aqueous pH of 6 was identified as the optimum pH for the extraction, also due to its being equal the average fermentation pH for the extractions with Lactobacillus species. Among the different salts of tri-n-octylmethylammonium, hydroxide salt exhibited the highest degrees of extraction (83% with undiluted TOMA(OH) and 78% with 0.5 M TOMA(OH) in octanol for the extraction of 0.316 M lactic acid solutions). The present work is the first step in the design of an industrial reactive extraction process that is going to attempt forward and backward extraction of lactic acid simultaneously in a hollow fiber membrane module that is going to be attached to the lactic acid fermentor to achieve continuous product recovery. The equilibrium data obtained from this study can be combined with the kinetic studies as the next step of designing a separation module.
Benzer Tezler
- Equilibrium studies on the back extraction of lactic acid from organic phases
Laktik asidin organik ortamdan geri özütlenmesi ile ilğili denge çalışmaları
FÜSUN KARABURUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜRKER GÜRKAN
- Birleşik alternatif akım-doğru akım sistemlerinde geçici hal kararlılığında değişik bir yaklaşım
Başlık çevirisi yok
KÜRŞAT AYAN
Doktora
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN TARKAN
- Fusel yağı alkollerinden asetik esterlerin elde edilmesi sürecinde optimum çalışma şartlarının tesbiti
Determination of optimum operation conditions in the process of the production of acetic esters from the fusel oil alcohols
SALİH YÜKSEL YEĞİN
- Benzin motorlarında indirgenmiş kinetik model uygulaması
Reduced chemical kinetic model application to spark ignition engines
CÜNEYT UYKUR
- Enerji sistemlerinde topraklama ağlarının bilgisayar destekli analizi
Computer aided analysis of grounding grid for power systems
MEHMET ÇELİKYAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. ÖZCAN KALENDERLİ