ÖZEL EGE LİSESİ. Tarımsal Atık Maddelerden Aktif Karbon Elde Edilmesi

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ÖZEL EGE LİSESİ. Tarımsal Atık Maddelerden Aktif Karbon Elde Edilmesi"

Ebru Sporel
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 ÖZEL EGE LİSESİ Tarımsal Atık Maddelerden Aktif Karbon Elde Edilmesi Danışman Öğretmen: Rüçhan Özdamar Hazırlayanlar: Onur Dede Hakan Doğan

2 İÇİNDEKİLER Teşekkür...3 Projenin Amacı...4 Aktif Karbon Nedir?...5 Aktif Karbonun Kullanım Alanları...6 Prinadan Aktif Karbon Eldesi...6 Deneysel İşlemler...6 Sonuç...7 Kaynakça...9 2

3 TEŞEKKÜR Bu projeyi hazırlamamız yardımlarını gördüğümüz, kimya öğretmenimiz Rüçhan Özdamar a, prinayı sağlayan arkadaşımız Mustafa Özduran a, fırını kullanmamıza izin veren ve yardımcı olan Dokuz Eylül Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümündeki araştırmacılara, bizimle fikir paylaşımında bulunan Olcay Nalbantoğlu na, aktif karbon konusunda bizi bilgilendiren Erhan Doğudan a teşekkür eder, saygılarımızı sunarız. 3

Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümündeki araştırmacılara, bizimle fikir paylaşımında bulunan Olcay

4 PROJENİN AMACI Günümüzde üretim yapan herhangi bir tesisin ya da fabrika atıklarının çevre kirliliği yarattığı herkes tarafından bilinen bir gerçektir.dünyada bilim ve teknolojinin getirdiklerinden vazgeçemeyeceğimizi de düşünürsek fabrika atıklarını çevreye zarar vermeyecek ya da bu zararı en azına indirmek temel amaçlardan biridir. Dünyamızda giderek artan nüfus açlık tehlikesini giderek artırmaktadır.bu durumun giderek artan bir hızla kaynakların tüketilmesini de getirmektedir.bütün bunlar göz önüne alınırsa üretim değeri olan maddeleri boşa harcamamak hatta üretim kaynaklarının değerini daha da artırmak ülkemizin ekonomisi açısından çok önemlidir. Ülkemizde, özellikle Ege Bölgesinde önemli bir endüstri bitkisi olan zeytin üretimi bol miktarda yapılmaktadır. Zeytinden elde edilen sabun, deterjan,zeytin yağı tesislerine doğal olarak bölgemizde sık rastlanmaktadır. Zeytinden elde edilen ürünler zeytinden ayrıldıktan sonra elde kalan son ürün prina yakıt olarak değerlendirilmektedir(şekil I). Şekil I:Zeytinyağı üretim tesisinin basitleştirilmiş işlem akış şeması Biz bu projemizde prinayı ekonomik değerinin tartışılamayacağı aktif karbona dönüştürüp, tesisn kirli atığını bu aktif karbondan geçirip, atılan bazı ürünleri ekonomiye geri kazandırırken bir yandan da tesisin atığını temizlemekte kullandıktan sonra kirli prinayı yakıt olarak kullanıp kullanamayacağınızı incelemeyi amaçladık(şekil II). Çok geniş çaplı olan bu araştırmanın ön çalışmalarını projemizde gerçekleştirdik. 4

Dünyamızda giderek artan nüfus açlık tehlikesini giderek artırmaktadır.bu durumun giderek artan bir hızla kaynakların tüketilmesini de getirmektedir.

5 Şekil II : Genel amacımızın şematize edilmiş şekli AKTİF KARBON NEDİR? Aktif karbon üretiminde birçok organik hammadde kullanılabilir. Aktif karbon üretiminde tercih edilen hammaddeler ve üretim yöntemleri, aktif karbonun kullanım alanı, işletmenin yapısı, ortamdan uzaklaştırılacak istenmeyen maddelerin özellikleri, maliyet gibi faktörlere göre farklılaştırılabilir. Üretim yöntemi temel olarak buharla aktifleştirme veya kimyasal olarak aktifleştirme olarak iki grupta toplanabilir. Hammadde seçiminde orman yangınlarında yanmış ağaçlar ve selüloz artıklarından, odundan, meyve çekirdeklerine, kömür veya hayvansal kökenli kan veya serumlarından elde edilebilir. Fiyatlar arasındaki büyük farklara rağmen kömürden elde edilen aktif karbonun kandan elde edilen aktif karbona herhangi bir üstünlüğü yoktur. Burada seçim tamamen kullanım yeri ile belirlenir. Bölgemizde zeytin ve zeytine dayalı işletmelerin çokluğu ve bu işletmelerin sadece yakıt olarak kullanıma sundukları prina aktif karbon eldesinde ham madde olarak seçilebilir.böyle bir seçim işletme sahibine ek bir yük de getirmeyecektir. Yapılan aktivasyon işlemleri sonucunda moleküler boyutları ve gözeneklerinin dizilişi ile güçlü bir adsorbant elde edilir. Bir elektron mikroskobu ile incelendiğinde gözenek yapısı bir banyo süngerini andırır. Gözeneklerin çokluğu geniş bir yüzey alanının çok küçük bir hacimde toplanmasını sağlar. Örneklemek gerekirse bir çay kaşığı kadar AKTİF KARBON un iç yüzeyi yaklaşık bir futbol sahasının alanına sahiptir ki buda çok yüksek adsorbsiyon özelliğini açıklar. Bu çok geniş iç yüzey,karbona gaz ya da sıvı fazdan bir maddeyi adsorblama yeteneği kazandırır. Hedef madde, AKTİF KARBON la temas ettiğinde ve iç gözenek yapısına yerleşir. Aktif karbonun iç yüzeyinde, maddeyi gözenek yapısına hapseden van der Waals kuvvetleridir. 5

faktörlere göre farklılaştırılabilir. Üretim yöntemi temel olarak buharla aktifleştirme veya kimyasal olarak aktifleştirme olarak iki grupta toplanabilir.

6 KULLANIM ALANLARI Halen dünyanın pek çok kent suyu arıtım tesisleri, tat, koku, renk ve toksinlerden arındırılmasında aktif karbon kullanmaktadırlar.hava kirliliğine neden olan uçucu organik maddelerin uzaklaştırılmasında kullanılabileceği gibi inorganik kirleticiler için de kullanılabilir. Aktif karbon ev kullanımında, istenmeyen kokulardan kurtulmak için, endüstriyel alanda ise, birçok üretim işleminden geri kazanılması gerekli çözücülerin arıtımında güvenle kullanılmaktadır. Ayrıca geniş kapsamlı eğlence komplekslerinin, otel ve tatil köylerinin içme ve kullanma sularının filtrasyonunda, şişeleme ve dolum tesislerinin kaynak ve kuyu sularının temizlenmesinde her çapta sanayi ve endüstri tesisinin ihtiyaç duyduğu iyi kalitedeki proses suyunun temininde güvenle kullanılabilir. PRİNADAN AKTİF KARBON ELDESİ Literatürü taradığımızda aktif karbon eldesin de işlemleri benzeyen farklı metotlarla karşılaştık. Bu metotlar arasında kendi imkanlarımızla yapabileceğimiz ve son yıllarda patent almış işlemleri taradık.kimyasal aktivasyon sonucu aktif karbon elde edebileceğimiz prinayı seçtik. En uygun sonucu daha önce hindistan cevizi kabuğundan aktif karbon eldesinde kullanılan metotlarda önerilen ısıl aktivasyon ve yıkama işlemlerini prinaya özgü koşulları sağlayarak prina üzerinde denedik YAPTIĞIMIZ DENEYSEL İŞLEMLER İşe zeytin yağı üretim tesisinden taze olarak aldığımız bir torba prinayı elekten geçirerek başladık. Elekten geçirmenin amacı bir takım yabancı maddeleri ortamdan uzaklaştırmaktı. Bu işlem sonrasında elimizde 2-3mm çapında,küçük darbelerle parçalanamayacak kadar sertlikte yarım torba prina kaldı. Elenmiş prinadan aldığımız 100 er gramlık iki örneği yaklaşık 24 saat süre ile C de beklettik. Bu işlemin amacı maddeyi olabildiğince neminden uzaklaştırmaktı. 6

Aktif karbon ev kullanımında, istenmeyen kokulardan kurtulmak için, endüstriyel alanda ise, birçok üretim işleminden geri kazanılması gerekli çözücülerin arıtımında güvenle kullanılmaktadır.

7 KİMYASAL AKTİVASYON Örneklerden birini ZnCl 2 ile diğerini H 3 PO 4 ile aktive ettik. ZnCl 2 ile aktivasyon işlemi: Kütlece % 50 lik ZnCl 2 çözeltisi hazırlayarak 100 gr prinayı 100 gr ZnCl 2 çözeltisi ile karıştırarak beklettik. Prinaların rengi kızıl kahveden siyaha döndüğünde ( yaklaşık 12saat) süzerek prinaları saf su ile ön yıkamadan geçirdik. Karışımı Zn +2 ile Cl - arındırmak için kurduğumuz yıkama cihazında yıkadık. Bu yıkama işlemi yıkama suyunda Cl - kalmayana kadar sürdü. Cl - kalıp kalmadığını anlamak için AgNO 3 ile beyaz çökelek (AgCl) verip vermediğini kontrol ettik. Artık örneğimiz ısıl aktivasyona hazırdı. H 3 PO 4 ile aktivasyon işlemi: Kütlece %85 lik H 3 PO 4 çözeltisi hazırlayarak 100 gr prinayı H3PO4 çözeltisiyle karıştırarak beklettik.prinaların rengi kızıl kahveden siyaha döndüğünde prinaları saf su ile ön yıkamadan geçirdik. Daha sonra asitlik değerini kontrol etmek için turnusol kağıdını kullandık. Ürünlerimiz artık ısıl aktivasyona hazırdı. ISIL AKTİVASYON Örneklerimiz ayrı ayrı dışarısı ile ilişkisini kesecek şekilde sardık.daha sonra Dokuz Eylül Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümündeki fırınlardan birini kullanarak örneklerimizi C de 4 saat boyunca beklettik. SONUÇ Kimyasal aktivasyon ardından ısıl aktivasyon sonunda elde ettiğimiz karbonların aktifleşme oranını yani artıcı özellik taşıyıp taşımadığını anlayabilmek için aslında karbonun yüzey genişliğini ölçmek gereklidir.biz oldukça pratik davranıp kirli makine yağlarını süzdükten sonra 1/1 oranında elde ettiğimiz karbon ile karıştırıp,bir süre düşük sıcaklıkta ısıttık.makine yağının akışkanlığının arttığını çok az da olsa renginde açılma olduğunu gözledik. Bu işlem aslında umut verici bir durumdur.yağın akışkanlığının artması içerisindeki bazı kirliliklerin bizim aktif karbonlar tarafından tutulduğunun bir göstergesidir. 7

Prinaların rengi kızıl kahveden siyaha döndüğünde ( yaklaşık 12saat) süzerek prinaları saf su ile ön yıkamadan geçirdik. Karışımı Zn +2 ile Cl - arındırmak için kurduğumuz yıkama cihazında yıkadık.

8 Bundan sonraki çalışmalarımız aktivasyon metotlarının denendiğimiz koşulları değiştirerek kaliteyi artırmaya çalışmak olacaktır. Bu işlemlere geçmeden karbonlarımızın yüzey alanını ölçtürüp deneylerimizi daha geniş bir yüzey alanı elde etmeye yönelmektir. 8

9 KAYNAKÇA www. aktif karbon. Com www. karbon. Net okulu. com Grolier International Americana Encyclopedia Gelişim Hachette United States Patent Derbyshire, et al. Ege Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Görevlileri 9

Benzer belgeler

TANIMI Aktif karbon çok gelişmiş bir gözenek yapısına ve çok büyük iç yüzey alanına sahip karbonlaşmış bir malzemedir.

AKTİF KARBON NEDİR? TANIMI Aktif karbon çok gelişmiş bir gözenek yapısına ve çok büyük iç yüzey alanına sahip karbonlaşmış bir malzemedir. Bu nitelikler aktif karbona çok güçlü adsorpsiyon özellikleri