Chemical Engineering / Kimya Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/14
Browse
34 results
Search Results
Publication Meşe Ağacı Artıklarının Hidrotermal Sıvılaştırma ile Biyoyağ Eldesi için Değerlendirilmesi(2023) Yüksel Özşen, AslıYenilenemez bir enerji kaynağı olan fosil yakıtların önümüzdeki yıllarda tamamen tükenecek olması ve halihazırda kullanılırken çevreye verdikleri zararlar dünya genelinde artan enerji ihtiyacıyla da birleşince alternatif enerji üretim yollarının aranmasına başlanmıştır. Biyokütlelerin çeşitli işlem sonucunda gelecekte fosil yakıtların yerini alabilecek ucuz ve çevreci bir alternatif yakıt olan biyoyağa dönüştürülebilmesi son yıllarda literatürde de sıkça çalışılan bir konudur. Farklı katalizör ve solvent kullanımına olanak sağlayan sıvılaştırma işlemi, termokimyasal dönüşümle biyokütleden biyoyağ elde etme yollarından biridir. Özellikle lignoselülozik biyokütleler yüksek selüloz ve hemiselüloz oranlarından ötürü sıvılaştırma işlemi için büyük önem taşımaktadır. Türkiye?nin ormanlık alan ve ormancılık faaliyetleri açısından zengin bir altyapıya sahip olması aynı zamanda değerlendirilmeyen orman atıklarının ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Bu bağlamda, önerilen çalışmada Türkiye?deki ormanlık alanların neredeyse 30%?nu kapsayan meşe ağacı atıklarından farklı solventlerle (su, ethanol, 1-bütanol, 1-hekzanol ve 1,4 dioksan) biyoyağ üretilmesi amaçlanmıştır. Deneyler 210, 240 ve 270 ºC?de 1 ve 2 saatlik süreyle gerçekleştirilmiş ve 1,4 dioksan ile 1 saat 270 ºC?de 53% biyoyağ verimi elde edilmiştir. Aynı zamanda yine aynı koşullar su kullanılarak maksimum değer olan 35 MJ/kg ısıl değerli 25% verimle biyoyağ üretimi başarıyla sağlanmıştır.Research Project Biyolojik-kimyasal reaksiyonların benzetimi için Monte Carlo teknikleri(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2012) Altınkaya, Mustafa Aziz; İnal, Fikret; Baran, YusufKimyasal reaksiyonların stokastik modellemesi, reaksiyondaki molekül sayılarının az olduğu durumda, her bir molekülün ne zaman reaksiyona gireceğinin tam olarak belirlenememesi nedeniyle yalnızca makroskopik ölçekte doğru olan gerekirci yönteme göre daha başarılıdır. Gillespie’nin geliştirdiği stokastik benzetim algoritması (SBA) Monte Carlo teknikleriyle sistemdeki bir sonraki reaksiyonun hangi reaksiyon olacağını ve ne zaman gerçekleşeceğini belirlemektedir. Ancak SBA’nın molekül sayıları arttıkça işlem yoğunluğu çok artmaktadır. Bu durumda, sistemdeki her reaksiyonu her molekülün mevcut konsantrasyonunu koruması koşulunu bozmayacak miktarda çok kez ateşleyerek, reaksiyon sistemindeki her molekülün miktarını tau peryodu ile güncelleyen tau-atlama algoritması işlem yoğunluğunu önemli ölçüde azaltmaktadır. Her bir reaksiyon kanalının tau aralığında ateşlenme adedini belirleyen Poisson değişken, reaksiyona girme eğilimi ile tau'nun çarpımı çok büyüdüğünde Gauss gibi davranmaya başlar. Bu durumda reaksiyondaki konsantrasyonları belirleyen stokastik türev denklemi Kimyasal Langevin Denklemi’ne (KLD) karşılık gelir. KLD’deki Gauss sürecin yerine Levy (alfa) - kararlı daha dürtün bir sürecin konması, KLD’nin tanımladığı Brown hareketini Levy uçuşuna dönüştürür. Kimyasal Langevin-Levy Denklemi (KLLD) olarak tanımlanan bu denklem az sayıdaki molekülün bulunduğu biyokimyasal reaksiyonları daha iyi modelleyebilir. Maltozdan glukoz elde edilen bir Michaelis-Menten sistemi ve daha çok reaksiyon içeren laktuloz hidrolizi sırasındaki enzimatik transgalaktosilasyon reaksiyonlarında KLLD’nin SBA ve KLD’ye kıyasla daha fazla gerekirci eğriden sapmaya neden olduğu ancak aynı ortalama davranışın takip edildiği görülmektedir. Bu çalışma biyokimyasal reaksiyon benzetininde KLLD’ye dayalı tau-atlamanın kullanılabileceğini göstermiştir.Research Project 'Nano' kalsit (Caco3) üretimi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2013) Özdemir, Ekrem; Kılıç Özdemir, SevgiBu çalışmada, nano boyutta, homojen boyut dağılımında, ve farklı morfolojilerde CaCO3 üretmek, ve büyük ölçekte ve istenen özelliklerde CaCO3 üretebilmek için prosesler geliştirilmesi amaçlanmıştır. Kimyasal yöntem ile Ca++ ve CO3= iyonlarını farklı hızlarda karıştırarak oluşan çok küçük nano taneciklerin topaklaşarak kümeleştikleri görülmüştür. Zeta potansiyel deeri yaklaşık -10 mV olan ticari CaCO3, kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) çözeltisi içerisinde dağıtıldığında zeta potansiyel deeri +30 mV’un üzerine çıktığı görülmüş ve CaCO3’ın Ca(OH)2 içerisinde stabil olduu anlaşılmıştır. Karbonizasyon yöntemi ile kristalizasyon için gerekli olan karbon dioksit (CO2)’in çok yavaş ve kontrollü olarak Ca(OH)2 çözeltisi içerisine verilmesi ile nano CaCO3 tanecikleri üretilebilecei düşünülmüş ve buna yönelik yöntemler ve deney düzenekleri tasarlanmıştır. CO2’in dar bir yüzey alan üzerinden bir mini reaktör vasıtasıyla Ca(OH)2 çözeltisine verilmesiyle nano CaCO3 taneciklerinin oluştuğu; ancak bu taneciklerin daha çok topaklaşma eilimi içinde oldukları görülmüştür. CO2’in ortama kontrollü verilebilmesi için kısa penatrasyon yöntemi geliştirilmiş ve nano boyutlarda, homojen boyut dağılımında, ve farklı morfololojilerde kalsit (CaCO3) taneciklerinin sentezi başarılmıştır. Kısa penetrasyon yöntemi büyük ölçeklerde farklı parametreler ile denenmiş ve çok daha homojen boyut dağılımında, delikli yapıda, ve farklı morfolojilerde nano CaCO3 üretilebilmiştir. CaCO3’in Ca(OH)2 içerisinde stabilizasyonundan faydalanarak, karıştmalı bir tank reaktör içerisinde, kristalizasyon bölgesi ile stabilizasyon bölgesini birbirinden ayırmak suretiyle, kısa penetrasyon yönteminde elde edilen taneciklere benzer nano CaCO3 tanecikleri elde edilmiştir.Research Project Kontrollü salım özelliklerine sahip antimikrobiyel, nanokompozit gıda ambalaj filmlerinin geliştirilmesi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2013) Alsoy Altınkaya, Sacide; Pekşen Özer, Bahar Başak; Oymacı, Pelin; Uz, Metin; Büyüköz, MeldaAntimikrobiyal gıda ambalaj malzemelerinde aktif maddenin kontrollü salımı kritiktir. Bu çalışmada kontrollü salım antimikrobiyal ajanı nanotanecik içine yükleyerek sağlanmıştır. Doğal bir antimikrobiyal ajan olan lisozim serbest halde ya da poliakrilik asit (PAA) ile tanecik oluşturarak peynir altı suyu izolatı (WPI) filmlerine ilave edilmiştir. Serbest lisozim içeren filmlerden salımın çok hızlı olduğu, 45 dakika gibi kısa bir sürede lisozimin tamamının ortama geçtiği, PAA içine yüklenmesi durumunda ise salım hızının oldukça yavaşladığı gözlenmiştir. PAA’nın molekül ağırlığı ile PAA/LIS oranının lisozimin salım hızı üzerinde oldukça etkili olduğu belirlenmiştir. Her iki parametrenin artması ile daha büyük boyutta tanecikler elde edilmiş ve bu tanecikleri içeren filmlerden lisozimin salım hızı düşmüştür. Film hazırlama esnasında lisozimin aktivitesinde kayıp yaşanmış, ancak salınan aktivite zamanla değişim göstermemiştir. Lisozim hem serbest, hem de PAA/LIS kompleksi içinde filme ilave edildiğinde ortama kontrollü bir şekilde salınarak antimikrobiyal etkisini daha uzun süre koruyabilmiştir. Çalışmada PAA/LIS komplekslerinin yanısıra kitosan nanotanecikler de hazırlanmış, bu taneciklerin WPI filmlerinin mekanik ve bariyer özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. %2 oranına kadar kitosan nanotanecik içeren filmlerin mekanik ve bariyer özelliklerinde önemli bir değişiklik olmazken, % 4 nanotanecik ilavesiyle çekme mukavemetinde ani bir artış, % uzama değerinde ve su buharı geçirgenliğinde de azalma gözlenmiştir. Ayrıca, kitosan nanotanecikler WPI filmlere antibakteriyel özellik de kazandırmıştır. Filme ilave edilen nanotanecik miktarının % 6’ya artırılması sonucunda homojen dağılımın sağlanamamasından dolayı mekanik ve bariyer özelliklerindeki iyileşme azalmaya başlamıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlara dayanarak kitosan nanotaneciklerin WPI filminin mekanik ve bariyer özelliklerinin iyileştirilmesinde, PAA/LIS komplekslerinin de kontrollü salım yapabilen, antimikrobiyal özelliğe sahip WPI filmlerinin hazırlanmasında kullanılabileceği düşünülmektedir.Research Project Nadir toprak ve geçiş elementleri katkılı titan kompozitlerinin nanotasarımı ve yapay fotosenteze yönelik kullanımlarının araştırılması(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Çiftçioğlu, Muhsin; Duvarcı, Özlem; Özçelik, Serdar; Yurtsever, Hüsnü ArdaGünümüzde ağırlıklı olarak sürdürülebilir olmayan fosil yakıtlara (petrol, doğal gaz ve kömür) dayanan ve sürekli bir şekilde artan enerji ihtiyacının neden olduğu olumsuz etkiler ve bunların yarattığı kaygılar insanlığı er ya da geç sürdürülebilir temiz enerji kaynaklarına yöneltecektir. Hem küresel CO2 miktarını azaltan ve hem de metanol, hidrojen vb. yenilenebilir ve sürdürülebilir yakıt üretimini sağlayan yapay fotosentez (su parçalama/CO2 fotoindirgeme) önemli bir seçenek oluşturmaktadır. Fotokatalitik süreçler çevresel sorunların çözümüne ve yenilenebilir enerji üretimine önemli katkılar yapacaktır. Güneş enerjisini kullanarak çevre sorunlarını çözme ve enerji gereksinimini karşılamaya yönelik yapay fotosentez uygulamalarında kimyasal ve optik özelliklerinden ötürü titan bazlı fotokatalitik malzemeler en yaygın kullanılan malzemelerdendir. Son yıllardaki araştırmalar lantanit katkılarının titan fazlarını güneş ışınlarını görünür bölgede daha verimli kullanır hale getirebileceği yönünde önemli bulgular içermektedir. Etkin malzeme nanotasarımlarının başarısı katkı iyonlarının kafes/kompozit yapıdaki konumlarının, ana fazlardaki çözünürlüklerinin ve var olan çok fazlı sistemlerdeki fazlar arası etkileşimlerin daha iyi anlaşılmasıyla olasıdır.Research Project İlköğretim okullarında bina-içi çevresel kalitenin değerlendirilmesi(2010) Sofuoğlu, Sait C.; İnal, Fikret; Sofuoğlu, Aysun; Odabaşı, Mustafaİzmir’de, ikisi kentsel biri yarı kentsel alanda yer alan üç ilköğretim okulunda, bina‐içi hava uçucu organik madde, yarı‐uçucu organik madde, partikül madde, partikül maddede element ve inorganik gaz kirletici derişimleri ölçülmüştür. Anket uygulaması yapılarak, bina ile ilgili semptomların yaygınlığı çalışılmıştır. Bina‐içi konfor değişkenlerinden sıcaklık ve nispi nem kullanılarak hesaplanan Bina‐içi Rahatsızlık Göstergesi çok yüksek değerler almamıştır. Bina‐içi hava CO2 derişimleri ölçülerek dersliklerde havalandırmanın yeterli olmadığı görülmüştür. Uçucu organik bileşiklerden formaldehit, benzen, naftalin, toluen ve 1,3‐diklorobenzenin yüksek bina‐içi derişimlere ulaşabildiği görülmüş, ve formaldehit ve benzenin birincil düzeyde, naftalin ve toluenin de ikincil düzeyde önemli sağlık riski yaratabileceği değerlendirilmiştir. Yarı‐uçucu organik bileşiklerden poliklorlu bifeniller (PCB) ve polibromlu difenil eterler (PBDE) grubu kirleticilerin bina‐içi havada bulundukları ve içeride kaynakları olabileği görülürken, sentetik koku bileşiklerinin bir derslikte yapılan çalışma ile okul binalarında hem gaz hem de partikül fazda bulunabildikleri ve gaz fazda önemli düzeyde derişimlere eriştikleri belirlenmiştir. İnorganik gazlardan ozon için, bulgular iç hava ozon derişimlerinin, dış hava ozonu ile ilintili olduğunu ve hassas insanlarda sağlık etkisi yaratma sınırının altında kaldığı yönündedir. Karbon monoksit ise neredeyse tüm ölçümlerde ya tespit sınırı olan 1 ppm’in altında ya da oldukça düşük derişimlerde bulunmuştur. Partikül madde için elde edilen dane sayısı – boyut dağılımları, kütle – boyut dağılımları, bina‐içi hava ve dış hava derişimi bulguları, partikül madde kaynağının dış hava olduğu ancak çocukların hareketliliği sebebiyle bina‐içi mikroçevrelerde derişimlerin dış hava derişimlerinin üzerine çıkabildiğini göstermiştir. Hesaplanan Hava Kalitesi Göstergesi ‐ PM Alt Gösterge değerleri, PM2,5 derişimlerinin “sağlıksız” sınıfında yer aldığını göstermiştir. Boyut ayırımlı kütlesel PM derişimleri göstermektedir ki, ince partiküllerin (PM2,5) çoğunluğu ultra ince partiküllerdir (PM1) ve ultra ince partiküller ince partiküllere göre sayıca 2‐5 kat daha yüksek derişimlerde bulunmaktadırlar. Partikül maddede Al, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Zn elementleri tespit edilmiş olup kütle‐boyut dağılımlarının ultra ince boyutlarında görülen zirveler, hem ağırlıklı yerküre kaynaklı hem de ağırlıklı insan aktiviteleri kaynaklı elementler için ultra ince fraksiyonun önemli olduğunu göstermiştir.Research Project Mermer anıt yüzeylerinin polimer nanokompozit flimler ile korunması(2010) Tıhmınlıoğlu, Funda; Böke, Hasan; Sofuoğlu, Aysun; Ocak, Yılmaz; Oğuzlu, Hale; Akın, OkanMermer gibi kalsit içeren doğal taşlarla inşa edilmiş tarihi binalar ve anıtlarda artan hava kirliliğinin yarattığı problemler sonucu ortaya çıkan yüzey bozulmaları geçtiğimiz yüzyılda ivme kazanmıştır. Kükürt dioksit gazı mermerin yapısını oluşturan kalsit kristalleri ile reaksiyona girerek alçı taşını (CaSO4.2H2O) oluşturarak yüzeyi erozyona uğratmaktadır. Bu çalışmada hem geri dönüşebilen hem de koruyuculuk özelliği olan biyobozunur polimer nano kompozit kaplama geliştirilerek, koruyuculuk özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla silika ve kil nano partikülleri içeren biyobozunur polimerle hazırlanmış yüzey koruyucu kaplamalarının koruma potansiyelleri belirlenmiştir. Polilaktid bazlı nanokompozitlerin filmlerin kil dağılımı ve yapı XRD analizlenmiş, polilaktid-10A nanokompozitlerinde %7, polilaktid-93A nanokompozitlerinde ise %5 kil derişimine kadar eksfoliye ve interkale yapılar elde edilmiştir. Bununla birlikte nanoparçacıkların polimer matriksindeki dağılımına paralel olarak biyo-nanokompozitlerin geçirgenlik değerlerinde düşüş gözlenmiştir. Biyo-nanokompozitlerin bariyer özelliklerindeki değişim göz önüne alınarak mermer yüzey kaplamalarındaki nanoparçacık derişim aralıklarına karar verilmiştir.Research Project Helicobacter pylori'nin eradikasyonunda etkili uçucu yağların ve klaritromisinin kitosan bazlı mikrokürelerden kontrollü salımı(2010) Tıhmınlıoğlu, Funda; Yılmaz, Özlem; Altıok, Duygu; Gürbüz, Ebru Demiray; Bekmen, NeslihanUçucu yağlar hidrofobik, kuvvetli kokulu ve hidrofobik sıvılardır. İçerdikleri aktif bileşenlerden dolayı antimikrobiyal ve antioksidatif etki gösterirler. Bu çalışmada, H. pylori’nin eradikasyonunda kullanılabilecek limon otu yağı, kekik yağı, karanfil yağı, limon yağı ve tarçın yağı gibi uçucu yağların ve klaritromisinin minimum inhibisyon konsantrasyonlarının (MİK) belirlenmesi, uçucu yağ ve/veya antibiyotik yüklü kitosan bazlı mikrokürelerin hazırlanması; hazırlanan mikrokürelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi; in vitro sistemlerde ilaç ve uçucu yağların kontrollü salım kinetiklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. H. pylori NCTC 11637 standard suşuna karşı klaritromisin ve beş uçucu yağın MİK değeri agar dilüsyon metodu ile belirlenmiştir. Her bir uçucu yağın ve klaritromisinin stok solüsyonundan iki kat seri dilüsyonlar ile sırasıyla 1000-1µg/ml ve 8-0.0037µg/mL aralığında konsantrasyonlar elde edildi. H. pylori’ye karşı limon otu yağı, tarçın yağının, karanfil yağı, limon yağı, kekik yağı ve klaritromisinin minimum inhibisyon konsantrasyonunun (MİK) sırasıyla 62, 8, 125, 500, 62 ve 0.125µg/ml olarak saptandı. Ayrıca uçucu yağların antioksidan aktiviteleri de belirlendi. MİK değeri en düşük olan tarçın yağı ile klaritromisin yüklü kitosan mikroküreler püskürtmeli kurutma yöntemi ile elde edildi. Mikrokürelerin yüzey morfolojileri, termal özellikleri, şişme ve bozunma özellikleri incelendi. Bu mikrokürelerden salınan tarçın yağı ve klaritromisinin H. pylori üzerindeki etkisi sıvı besiyerinde 48 saat boyunca incelendiğinde H. pylori üremesinin inhibe edildiği saptandı. Buna göre püskürtmeli kurutma esnasında tarçın yağı ve klaritromisinin aktivitesini kaybetmediği belirlendi. H.pylori enfeksiyonu eradikasyonunda kitosan mikrokürelere yüklenmiş tarçın yağının tek başına ya da antibiyotik ile birlikte kullanımının, antibiyotik direncinin bulunduğu durumlarda alternatif bir tedavi yöntemi olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.Research Project Metal oksit yüzeylerinin çözeltilerdeki yük dağılımının atomik kuvvet mikroskobu ile belirlenmesi(2012) Polat, Mehmet; Gürel, Ayşe; Yelken, GülnihalMineral, seramik, çevre, biyoloji, boya, ilaç, kozmetik vb. endüstrilerde sulu çözeltilerde dağılmış kolloidal tanelerin homojenitesi, dagıtılabilirliği, kararlılığı, akıcılığı ve şekillendirilebilirliği bu endüstrilerdeki uygulamaların başarısını belirler. Bu özelliklerin kontrolü, sistemi olusturan tanelerin karşılıklı etkileşimlerinin kontrol edilebilmesine bağlıdır. Sistemdeki diger bileşenlerin (yüzey aktif maddeler, proteinler vb) tane yüzeylerine adsorpsiyonu da bu etkileşimler tarafından belirlenir. Van der Waals (VdW) ve Elektriksel Çifte Tabaka (EDL) kuvvetleri, bu etkileşimlerin başlıca bileşenleridir. Tanelerin iç yapısına dayalı olan VdW etkileşimleri bir kolloidal sistem için sabit kabul edilebilir. Tanelerin çözeltide kazandıkları yüzey yükleri tarafından belirlenen EDL kuvvetleri ise çözelti kimyasına bağlı olarak büyük değişimler gösterir. Bu nedenle, EDL kuvvetlerinin manipülasyonu, kolloid sistemlerin kontrolünde kullanılan başlıca yöntemdir.Research Project Ultrason kontrast ajanlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu(2012) Özdemir, Sevgi Kılıç; Özdemir, Ekrem; Okur, SalihUltrasonografi, bata koroner kalp damar hastalklar (ekokardiografi) olmak üzere, çeitli hastalklarn tehisinde kullanlan ve maliyet etkinli i olan bir diagnostik görüntüleme yöntemidir. Ultrasonda görüntü, transdüserden gönderilen ses dalgalarnn geriye yansmas sonucu olumaktadr. Ancak, baz durumlarda çevreleyen dokulardan gelen arka plan sinyaller yöntemin hassasiyetini azaltmakta, do ru tehis için yeterince net bir görüntü elde edilememektedir. Görüntü kalitesinin artrlmas için kontrast ajan olarak adlandrlan mikroköpükçükler kullanlmaktadr. Ayrca, mikroköpükçükler ilaç, gen, ve DNA tamakta ve kontrollü salmlarda da kullanlmaktadr. Mikroköpükçüklerin bu ve daha nitelikli alanlarda kullanlabilmeleri için, yaplarnn güçlendirilmesi ve stabilitelerinin artrlmalar gerekmektedir.