The reduction of ash content of pekmez (grape molasses) by ion exchange
İyon değiştirme yoluyla pekmezde kül oranının azaltılması
- Tez No: 143615
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜRKER GÜRKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: pekmez, üzüm melası, pekmez şırası, üzüm suyu, pekmezde kül, iyon değiştiriciler, katyon değişimi, Lewatit S100, kinetik, denge, pekmez, grape molasses, pekmez syrup, grape juice, ash in pekmez, ion exchangers, cation exchange, Lewatit S100, kinetics, equilibrium
- 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
Bu araştırma sentetik iyon değiştiricilerinin üzüm suyundan pekmez üretiminde kullanılması amacı doğrultusunda yapılmıştır. İyon değiştiriciler pekmezdeki yüksek kül oranı ve zamanla tortulaşma sorunlarını kabul edilebilir veya istenen düzeylere indirebildiği gibi gıda sektöründe kıymetli bir asitleyici olan tartarik asitin de eş zamanlı üretimi potansiyeline sahiptir. Bu nedenlerle iyon değiştiricilerinin pekmez üretim endüstrisine yönelik özellikleri incelenmiştir. Araştırmanın birinci aşamasında bir pekmez üretim tesisinden sağlanan pekmez şırası örnekleri ve ticari ismi Lewatit S100 (Bayer AG, Almanya) olan stiren-divinilbenzen yapısındaki jel tipi bir kuvvetli katyon değiştiricisi kullanılarak laboratuvar boyutlu kolonlarda iyon değiştirme deneyleri yapılmıştır. Kolon çıkışından alınan örnekler üzerinde kalsiyum, potasyum, sodyum, ve kül analizleri ile pH ölçümü yapılmış, ve sonuçta reçineye bağlı iyon seçiminin yardımıyla pekmez sırasındaki katyon miktarları ile kül oranının neredeyse sıfırdan başlayarak istenen düzeye getirilebileceği saptanmıştır. İncelenen reçinenin hacimsel kapasitesi ortalama 4 litre/litre (şıra/reçine) olarak bulunmuştur. Araştırmanın ikinci aşamasında pekmez sırasındaki önemli katyonların benzer ve farklı değişik bileşimleri içeren sentetik karışımlar hazırlanmış ve göreceli olarak az çalışılmış olan Lewatit S100 reçinesindeki kinetik davranışlarını anlamak üzere kesikli ortamda bir dizi deney yapılmıştır. Bu deneylerde ortamdaki toplam iyon derişimi, sıcaklık, ve pH düzeyinin iyon değişimi kinetiğindeki etkileri hakkında ön inceleme yapılmıştır. Araştırmanın son aşamasında yine sentetik karışımlar hazırlanarak şırada mevcut önemli iyonların oluşturduğu altı adet iyon çiftinin 25 °C sabit sıcaklık ve nötral ortamdaki iyon değişimi denge özellikleri belirlenmiştir. Gaines-Thomas modeli ile elde edilen denge sabitleri ve Bromley modelinden hesaplanan çözelti aktivite katsayıları literatür verileriyle mükemmel uyum göstermektedir. Reçine fazındaki aktivite katsayılarının Wilson modeli ile bulunmasını ihmal ederek hesaplanan denge derişimleri deneysel bulgularla karşılaştırıldığında 0.5 N toplam çözelti derişimlerine kadar olan sistemlerde bu katsayıların saptanmasının zorunlu olmayabileceği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This work aims at introducing the use of synthetic ion-exchangers in the manufacture of pekmez from grape juice. Ion-exchangers can reduce the common problems of high final ash content and post-precipitation during storage of pekmez to tolerable or desired levels, with simultaneous production of tartaric acid; a valuable acidulant used in food industry. Potential capability of ion exchangers was thus investigated in regard to use in pekmez manufacturing industry. Pekmez syrup samples obtained from a pekmez manufacturing facility were treated in laboratory scale ion exchange columns containing a strongly acidic gel type cation exchanger with a styrene-divinyl benzene matrix, commercially available as Lewatit S100 from Bayer AG, Germany. Eluate samples were analysed for pH, Ca, K, Na, and ash content, and order of ion elution. The functional group selected for the resin allowed cation and ash contents to be regulated from almost zero to desired levels. The volumetric resin capacity was determined to be around 4 liters of pekmez syrup per liter of resin. The second stage of the work involved a series of batch experiments to understand the kinetic behaviour of important cations in ion exchange with the relatively less studied Lewatit brand strong resins. Synthetic mixtures in different and the same composition as they are present in grape juice were used and the effects of total ion concentration, temperature, and pH on the exchange kinetics were observed. Similar experiments were conducted, at constant temperature of 25 °C in neutral medium, to yield the equilibrium properties of six pairs of ions predominantly present in pekmez juices. Equilibrium constants using Gaines-Thomas model and the solution phase activity coefficients using Bromley model gave excellent agreement with literature. Prediction of binary equilibrium data by neglecting the resin phase nonideality showed that for solution concentrations of up to 0.5 N the use of Wilson model seems not necessary.
Benzer Tezler
- Organik pekmez ürünü geliştirilmesi raf ömrünün ve kalite parametrelerinin belirlenmesi
Development of a new organic grape molasses product and determination of shelf life and quality parameters
AYÇA YUMLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. DİLEK HEPERKAN
- Çayırhan linyitlerinden kostik yıkama yöntemiyle mineral maddenin giderilmesi
The Removal of mineral matter from Çayırhan lignites by caustic wash method
SEVİL GÜRKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜJGAN ÇULFAZ
- Modifiye flotasyon kolonunda ince tanelerin sürüklenmesi ve iri taneli cevherlerin zenginleştirilmesi
Entrainment of fine particles and encrichment of coarse-particle ores in modified flotation column
KEMAL BİLİR
Doktora
Türkçe
1997
Maden Mühendisliği ve MadencilikEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHRİ ÖTEKAYA
- Türk linyitlerinin ısıl işlemle yüzebilirliklerinin iyileştirilmesi
Thermal treatment of some Turkish lignites and its response to glotation
KUTLAY SEYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. M. SABRİ ÇELİK
- Elbistan Termik Santralinde linyitin yakma öncesi temizlenmesinin teknik ve ekonomik faydaları
Technical and economic benefits of lignite cleaning prior to the combustion in Elbistan Power Plant
İSMAİL KURUMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Maden Mühendisliği ve MadencilikÇukurova ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET YILDIRIM