İNOVATİF Kimya Dergisi YIL : 1 SAYI : 2 EYLÜL 2013 PROSES EKİPMANLARI TEKSTİL VE HAZIR GİYİM SEKTÖRÜNDE KİMYAGERLER ON PARMAKDA ON MARİFET TARIM SEKTÖRÜNDEKİ KALİTE KONTROL CİHAZLARI İLAÇ SANAYİDE GMP KİMYA SEKTÖRLERE GİRİŞ ÇİMENTO VE ÇİMENTO SEKTÖRÜ SIVILARIN ISLATMA YETENEKLERİ VE TEMAS AÇISI DOĞAMIZ VE DOĞAL ÜRÜNLERLE DOĞAL YAŞAMAK NEDEN OLMASIN
Sahibi : Kurucuları Genel Yayın Yönetmeni : Okuyucuları, Dergimiz Kimya hakkında bilgiler vermesi, siz okuyucularımızın ufkunu açması, bildiklerimizin pekiştirilmesi,bilmediklerinizin öğrenilmesi amacıyla hazırlanmıştır. Dergimiz sizlerin göndereceği makaleler, yazılar ile oluşacaktır. Diğer bir deyişle bu derginin içeriğini sizler hazırlayacaksınız. Dergimizde Kimya Sektörü ile ilgili bilgiler, Kimya Sektörü ile ilgili yazılar ve makaleler olacaktır. Ayrıca çeşitli bulmacalar,hos yazılar ve resimler ile de sıkılmayacağınızı ümit ediyoruz. Güzel bir dergi olacağı düşüncesindeyiz. Fayda sağlaması dileklerimizle... Kurucuları Yavuz Selim Kart Yayın Danışmanı : Ayşe Emir Dergi ve Yazı Editörleri : Ayşe Emir Röportaj Sorumlusu : Ceyda Sarıkaya Sayfa Tasarımı : Yavuz Selim Kart Bize Ulaşın facebook.com/inovatifkimyadergisi twitter.com/inovatifkimya inovatifkimyadergisi@gmail.com
Yazarlarımız YAVUZ SELIM KART CEYDA SARIKAYA ABDULHAMIT AYDIN HACER AY AHMET YILMAZ YAKUP BICER HATILE MOUMINTSA İNOVATİF AYSE EMIR VAHIT KENAR EMRAH YÜCE GULTEKIN OZDEMIR SEVGI GULTEKIN AYKUT CENGIZ HAKAN OZTURK Kimya Dergisi
İNOVATİF Kimya Dergisi KURALLARI 1., yazılarını herhangi bir makalenizde veya yazınızda kullanmak için yazısını aldığınız kişiye mail atarak haber vermek durumundasınız. Ayrıca kullanmış olduğunuz bu yazıların kaynağını bu dergi olarak belirtmek durumundasınız. 2. Dergide yazılan yazıların sorumluluğu birinci derece yazara aittir. Bu konu hakkında eğer bir sorun yaşıyorsanız ilk yazara ulaşacaksınız. 3. Dergide yer alan bilgileri kullanarak başınıza gelebilecek felaketlerden ya da işlerden dergi sorumlu değildir. 4. Dergide yazarların kullanmış olduğu resimler kesinlikle kaynak belirtilmektedir. Aksi durum olduğu zaman bunu yazarın kendisine ulaşarak hallediniz. Çünkü bizim yazarlarımızdan ricamız telif haklarına riayet ederek resimlerini dökümanlarına eklemeleri. Burdan çıkacak problemlerden direkt yazarlar sorumludur. 5. Dergide benim de yazım olsun diyen yazarlarımız var ise. Yazıları için AYŞE EMİR ile konuşmaları gerekmektedir. www.facebook.com/groups/147842018740235/ Grubu aracalığı ile ulaşabilirler. Bu gruba yanlızca yazarlık yapan ve gerçekten yazmayı düşünen arkadaşları almaktayız. Burada çeşitli görüşler fikirler tartışılmaktadır. Bunun harici sayfamızı takip edenler için girişteki ÖNSÖZ kısmında gerekli adresler mevcuttur. 6. Aşırı yazar bolluğu olmadığı takdirde her yazıyı yayınlamaya gayret edeceğiz. Amacımız hem yazan hem de bilgili güzel bir gençlik sağlamaktır. Ya benim yazım niye yayınlanmadı tarzı soruları üstte belirtmiş olduğum isimlere sorabilirsiniz. 7. Sayfamızda yayınlanmasını istediğiniz yazıları inovatifkimyadergisi@gmail.com mail adresine göndermeniz rica olunur. Bu mail adresine gönderdiğiniz yazılarda bir eksiklik var ise editörlerimiz tarafından incelenecektir. Eksik kısımları var ise size geri dönüş yapılacaktır. Düzeltmeniz için tavsiyelerde bulunulacaktır. Lütfen geri dönüş yapılınca bunu kendinizi küçümsemek olarak görmeyin. Amaç daha güzel bir dergi çünkü. 8.Dergimizde konu gönderen arkadaşlar, bazı tarz yazılar bazı kişilere verilmiştir. Misal, Ünlü bir kimyagerin hayatı ve kimya eğlence tarzı bölümler bazı arkadaşlarımıza verilmiştir. Bu konuları özellikle isteyenler olmuştur. Ama bu sizin bu konularda yazı yazmayacağınız anlamına gelmez. Yazı yazıp gönderirseniz illaki yayınlanacaktır. Bir yazar arkadaşımızın olur ya işi olur yazamassa, o zaman o yazıyı sizin adınız altında ekleriz. Hem dergi zaman kaybetmemiş olur. Hem de süreklilik sağlanmış olur. Ayrıca aynı konu hakkında birden fazla yazı dergide olursa bu seferde dergi amacından sapmış olur. 10.Dergimize göndereceğiniz yazılar en fazla 6 sayfa olabilir. 6 Sayfayı geçmemeye çalışın. Geçen yazılar 2 bölüm halinde yayınlanabilir. Bu konuda son söz hakkı dergi yönetimine aittir. 11.Dergimize yapacağınız eleştirileri de arkadaşlarımıza saygısız bir biçimde değilde ölçülü bir biçimde sayfalarda yapmaya dikkat ediniz. Bu işi herkes gönüllü yapıyor. Saygıda lütfen kusur etmeyiniz. 12.Son olarak Dergimizde yazabilecceğiniz konular aşağıda listelenmiştir. *Akademik Makaleler *Endüstriyel Yazılar *Üniversite Hayatında Kimya *İş Hayatında Kimya *Laboratuvar Üzerine *Kimya Güvenliği 13.Bu konulardan baska konular olsun istiyorsanız. Edtörlere ve vermiş olduğumuz gruba ulaşabilirsiniz. Yazılarımız Kimya içeriği dışına çıkmamaya çalışılacaktır. İş hayatı ve okul hayatnda kişisel gelişime yönelik ek yazılar olabilir. Bunun hakkında da çalışmalar yapılacaktır. 14. Dergi tasarım ve yönetiminden sorumlu arkadaş buraya ek maddeler yapmaya değiştirmeye ve koymaya yetkilidir. 13. Dergiyi okuyanlar bu kuralları kabul etmiş sayılırlar. Kurucuları
İçindekiler 9 MADEN SUYU Günlük içilmesi gereken suyun doğal mineralli su (maden suyu)... KİL Uygarlığın başlangıcından bu yana kullanıla geldiği bilinen killer... 12 16 PROSES EKİPMANLARINI TANIYALIM Mesleğimiz itibariyle; laboratuarlarda yeni ürünlerin elde edilişi... 29 24 TARIM İLAÇLARI SEKTÖRÜNDE KALİTE-KONTROL ANALİZLERİNDE KULLANILAN CİHAZLAR Vakumlu elek yardımıyla toz ürünlerin spesifikasyonda belirtilen... KİMYA SEKTÖRLERE GİRİŞ Birçok arkadaşımız kendini kimyacı, kimyager veyahut... ÇİMENTO VE ÇİMENTO SEKTÖRÜ Çimento günümüz dünyasında çok önemli bir yere sahiptir... 32 36 SIVILARIN ISLATMA YETENEKLERİ VE TEMAS AÇISI Hiç düşündük mü acaba bir yaprağın üzerindeki çiğ tanesinin yaprak... AYIN RÖPORTAJI Dem Tekstil Sanayi ve Ticaret A.Ş nin Genel Müdürü Hakan SARIÖZ ile... 42 48 TÜRKİYEDE KAFEİN Kafein başlıca gıda ve ilaç sanayisinde kullanılan, alkoloid grubunun... DOĞAMIZ VE DOĞAL ÜRÜNLERLE DOĞAL YAŞAMAK NEDEN OLMASIN İlerleyen günlerimizde hergün yeni bir hastalık cıkmaktadır... 52 50 TEKSTİL VE HAZIR GİYİM SEKTÖRÜNDE KİMYAGER- LER Dergimizin ilk sayısında deterjanlar ve temizlik sektörü ile ilgili... İLAÇ SANAYİDE GMP Sizlere bu ay GMP den bahsedeceğim; fakat bir ilaç çalışanı değilim... 56
60 ON PARMAKTA ON MARİFET Kimya denilince aklımıza çeşitli kimyasallar ve mineraller... KİMYA İLE İLGİLİ SÖZLER VE YAZILAR Her kimyagerin bir yokuşu ve çıkışı vardır... 66 72 HER AY 3 WEB SİTESİ Her ay sizlere faydalı olacak 3 web sitesi... CROCODILE CHEMISTRY PROGRAMI NEDİR NE İŞE YARAR? Geçen sayımızda sizlere Chem Draw programından bahis ettim... 80 81 KİMYA BULMACA Her ay kimya terimlerine aşina olacağınız bulmaca... KİMYA BULMACA ÇÖZÜMÜ (GEÇEN AY) Geçen ayın bulmaca çözümleri... 82
Aykut CENGİZ Celal Bayar Üniversitesi aykutcengiz@windowslive.com MADEN SUYU Günlük içilmesi gereken suyun doğal mineralli su(maden suyu) olarak alınması birçok avantajlar sağlar. Öncelikle, sağlıklı bir su metabolizmasının sağlıklı bir vücutta sürdürülmesi garantiye alınmış olur. Ayrıca, günlük alınması gereken minerallerin bir kısmı belli düzeylerde karşılanmış olur. Bununda ötesinde kişilerde var olan bazı fonksiyonel rahatsızlıklar(mide yanması, böbrek taşı oluşumuna eğilim gibi) üzerinde yararlı etki elde edilir. Daha da önemlisi bazı hastalıkların (örneğin; osteoporoz gibi) doğrudan veya dolaylı tedavisi de sağlanabilir. Bu etkiler için günde en az 1,5 litre mineralli suyun içilmesi gereklidir. Böylelikle; bir yandan günlük su gereksinimimizin bir kısmı karşılanırken, diğer yandan da yararlı etkiler elde edilebilir. Mineralli sularda, en yoğun bulunan elementler, Kalsiyum, Magnezyum, Sodyum ve Klordur. Daha az bulunanlar, Potasyum ve Flor, bazen de İyottur. Ayrıca, mineralli sularda sık olarak Bikarbonat ve daha az da Sülfat iyonları bulunur. Söz konusu minerallere olan gereksinim yaşamın bazı dönemlerinde (örneğin, gençlik, çocukluk, yaşlılık gibi) özellikle artar. Bu dönemlerde mineralli suların içilmesi daha çok önem kazanır. Mineralli sularda bulunan minerallerden Kalsiyum Osteoporozun önlenmesi ve tedavisinde etkindir. Güçlü kemik yapısı oluşması, kan pıhtılaşması ve sinir uyarılarının iletilmesinde rol oynar. Magnezyum kan ve sinirsel yorgunluğun önlenmesinde etkindir ve sağlıklı kalp fonksiyonu için gereklidir. Sodyum, su ve elektrolit dengesi, asitbaz dengesi ve uyarı iletiminde rol oynar. Sindirimde yardımcıdır. Potasyum, hücre metabolizmasında ve vücuttaki su dengesinde görev yapar. Florür, diş çürüklerinin önlenmesinde etkilidir ve sağlıklı kemik ve dişler için gereklidir. İyot, Troid Bezinin sağlıklı çalışması için gereklidir, eksikliğinde Troid Bezinin büyümesi (guatr) görülür. Klor, su ve elektrolit dengesi ve sindirimde sodyum ile birlikte görev üstlenir. *Maden Suyu nun(mineralli su) Avantajları Sağlıklı yaşam desteği ve sağlıklı koruma Mineral eksikliğini giderme, mineral gereksinimi karşılama Bazı hastalıkların doğrudan veya destekleyici tedavisi Bazı rahatsızlıkların giderilmesi ve önlenmesi 9
**Doğal Mineralli Suların Fizyolojik ve Terapötik Etkileri Mineralli sulardaki minerallere bağlı etkilerin dışında, mineralli sulardaki iyonların fizyolojik etkileri ve bazı hastalıklardaki terapötik yararları da söz konusudur. Bunlar sistemler özelinde kısaca özetlenirse; Böbrek üzerine; Mineralli sular böbrek ve idrar yollarında taş oluşumunu önlerler. İdrar yolu enfeksiyonların da özellikle Bikarbonat, Magnezyum ve Kalsiyum içerikleri yüksek mineralli sular iltihabı geriletici etki gösterirler. Ürolojik birçok hastalıkta böbrek fonksiyonlarını destekleme ve geliştirme amacıyla bol su içilmesi, özelliklede mineralli su içilmesi temel önlemlerdendir. Metabolizma üzerine; Mineralli sular özellikle sülfatlı olanlar, safra kesesi tembelliğinde yararlıdır ve pankreas fonksiyonlarını da desteklerler. Diyabet te Sodyum Bikarbonatlı sular insülin in etkisini güçlendirir ve karbonhidrat metabolizmasını iyileştirirler. Yine, hem idrar miktarını, hem de idrarla ürik asit atılımını artırırlar, bu yüzden Gut Hastalığı nda krizler arası dönemde yararlıdırlar. yüksek Bikarbonat içeren(1300mg/l- 1200mg/L) mineralli sular oldukça yararlıdır. Sindirim sistemi üzerine; Günümüz insanının az su içme alışkanlığı, minerallerden yetersiz beslenme, hareket azlığı ve sedanter yaşam gibi özellikleri, sindirim sistemi rahatsızlıklarının başlıca nedenleridir. Bunların başında da habitüel kabızlık gelir. Burada Sülfatlı (600mg/L-1200mg/L) mineralli sular oldukça yararlıdır. ***Şifalı Su Olarak Mineralli Su Mide üzerine; Kronik mide mukozası iltihabında veya mide asidi fazlalığında 10 Sağlık üzerindeki olumlu etkileri nedeniyle, Almanya da şişelenmiş doğal mineralli suların bir kısmı şifalı su niteliğini de kazanabilmektedir. Alman
Federal İlaç ve Tıbbi Ürünler Enstitüsü analitik, farmakolojik, toksikolojik ve klinik araştırma ve değerlendirmeler sonucunda şişelenmiş bir mineralli suyu, şifalı su olarak onaylayabilmektedir. Ülkemizde ise, böyle bir düzenleme geçerli değildir. http://www.bilgiustam.com/resimler/2013/07/4163_doktoruma-sorun-kibarli-panax-mustafa-eraslan-5892.jpg http://www.kadincasayfa.com/wp-content/uploads/maden-suyu.jpg Almanya da bir mineralli suyun böylesi bir onay alabilmesi koşulları şunlardır. Belirli mineralleri çözünmüş olarak belirli değerlerin (mg/l) üzerinde içermesi Mineral kompozisyonu ve mikrobiyolojik özelliklerinin uygunluğu ve bunun belirli aralıklarla bağımsız kurumlarca kontrol edilmesi Sağlığa yararlı etkisinin bilimsel araştırmalarla ve bilimsel kurumlarca kanıtlanması Unutulmamalıdır ki; birçok kişi soda ile mineralli suyu aynı sanmaktadır. Soda içilebilir suya Karbondioksit eklenmesi suretiyle yapılır. Soda ise mineral ihtiva etmez. Kaynaklar Turk Masuder Resimler ve Görsel Kaynak Kaynak koruma ve şişeleme tesisleri ile ilgili düzenlemelere uygun ilaç üretim kurallarına ve koşullarına göre üretilmesi(şişelenmesi) 11
çeşitli tonlarında olabilmektedir. Yakup BİÇER Yüzüncü Yıl Üniversitesi yakup.bicer855@gmail.com KİL Uygarlığın başlangıcından bu yana kullanıla geldiği bilinen killer günümüzde de en önemli endüstriyel hammaddeler arasında yer almaktadır. Üzerinde ateş yakılan bazı toprakların sertleştiğini gören insanlar bu gün kil adını verdiğimiz bu topraklardan değişik seramik kaplar, tuğlalar ve tapınmak için putlar yapmışlardır. Güçlü hava akımlarının etkisi altında kayaların aşınmasıyla oluşan killer ya oluştukları yerde ya da rüzgâr ve su ile taşınarak başka yelerde büyük yataklar halinde depolanmıştır. Killer, insanoğlunun yaşamına ateşin bulunması ile girmiş önemli hammaddelerdir. Günümüzde ise çok geniş kullanım alanlarına sahiptirler. Yaşantımızda gereksinim duyduğumuz pek çok malzemenin seramik olduğunu düşünürsek, bu çok geniş yelpazenin ana malzemesinin kil olması, bu hammaddenin önemini bir ölçüde ortaya koymaktadır. Seramik dışında çok çeşitli endüstri alanlarının önemli hammaddesi de olan killer ziraatte, jeolojide ve başka pek çok alanda da araştırıcıların dikkatini çekmiş ve geçmişten günümüze kadar farklı disiplinler tarafından hep araştırma konusu olmuşlardır. Onun için ben de bu yazımda killerin neler olduklarını, ne işe yaradıklarını, dünyadaki işlevleri hakkında kısaca bilgi vermek istiyorum. Killer çok değişik özelliklere sahiptirler. Aynı renk, aynı görünüm, aynı dokuya sahip olan killerin çok farklı karakteristik özellikleri olabilir. Kimyasal bileşimlerindeki farklılıklardan dolayı kazanılan bu farklı fiziksel özellikler onların değişik alanlarda kullanılabilirliğini ortaya çıkarmıştır. Seramikler için kil, ısıtıldığında şekillendirilebilecek ölçüde plastik özellik gösteren, kurutulduğunda veya kızdırıldığında ise sertleşen doğal bir katı maddedir. Kimyasal analizler, killerin su tutma ve iyon değiştirme gücü yüksek olan alüminyum silikat ya da magnezyum silikat bileşikleri olduğunu göstermiştir. Mineral içerikleri ve minerallerin kimyasal bileşimlerine bağlı olarak doğal killerin rengi beyaz, gri, yeşil, mavi, pembe ve kahverenginin 12 Inovatif Kimya Dergisi
Killer ikincil mineraller olmaları nedeni ile de bulundukları ortamın fiziko-kimyasal koşulları konusunda bilgi verirler. Hem endüstriyel hammadde olmaları, hem de ortamların yorumlanmasında yol gösterici olmaları ile bilime çok katkı sağlayan bu minerallerin bolluğu onların önemini bir kat daha arttırmıştır. Ülkemizde 1983 yılından günümüze değin 2 yılda bir yapılan Ulusal Kil Sempozyumları ve pek çok ülkenin kurmuş olduğu kil toplulukları, AIPEA (İnternational Association for the study of Clays) gibi topluluklar bu minerallerin ne kadar önemli olduklarının bir göstergesidir. Kil, yumuşak ve çok ince tanecikli (kumdan ince) bir materyaldir. Kil materyalindeki atomlar ya bir kafes ya da bir zincir dizilişi şeklinde olmaktadırlar. Kilin esas maddesi alüminyum silikat hidratı olup, türüne göre yanında Sodyum(Na), Potasyum(K), Kalsiyum(Ca), Magnezyum(Mg) ve Demir(Fe) gibi diğer elementlerin bileşikleri de buluna bilir. Kimyasal analiz sonuçlarının L.Pauling tarafından 1930`lu yıllarda başlatılan X-ışınları difraksiyonu çalışmaları ile birleştirilmesinden kil minerallerinin farklı iki yapı taşından oluştuğu ortaya çıkmıştır. Merkezinde silisyum iyonu köşelerinde ise oksijen iyonları bulunan birinci yapı görüldüğü gibi düzgün dörtyüzlü yani tetrahedron şeklindedir. Kimyasal formülü SiO-44 şeklinde yazılabilen bu düzgün dörtyüzlülerin tabanları aynı düzlemde olmak üzere köşelerinden oksijen köprüleri ile altılı halkalar vererek birleşmesinden tetrahedron yapı diğer adı ile silika tabakası ortaya çıkmaktadır. Merkezinde alüminyum iyonu köşelerinde ise oksijen iyonları bulunan ikinci yapı düzgün sekizyüzlü yani oktahedron şeklindedir. Kimyasal formülü AlO-66 şeklinde yazılabilen düzgün sekiz yüzlülerin birer yüzleri aynı düzlem üzerinde kalacak şekilde oksijenlerin oksijen köprüleri ile birleşmesinden oktahedron tabakası ortaya çıkar. Kil Çeşitleri Killer, saflık derecelerine ve fiziki durumlarına göre çeşitli tipler arz eder bunlar; KAOLEN SİMETRİK PLASTİK BENTONİT 13
Şeklinde en önemli kil çeşitleri ve daha fazlası bulunmaktadır. Yalnız önem derecelerine göre bu kil çeşitleri üzerinde kısaca duracağız. Kaolen Killer Kilin en saf şeklidir. Rengi beyazdır ve kızdırıldıktan sonrada gene beyaz kalır. Su ile temizlendikten sonra saflığı %90 olmaktadır. Türkiye de Kütahya da çıkarılmaktadır. Simetrik Killer Bazı yabancı maddeler, özellikle kireç, magnezyum içerir, renk ya da yağ giderici olarak kullanılır. Aslında killer başlı başına yıllar alacak bir araştırma konusudur, bu bilgiler sadece deryada bir damlanın damlası denecek kadar azdır. Bundan dolayı killer üzerine olan bu yazımıza ileriki sayımıza devem edeceğiz. Kaynaklar www.wikimedia.org www.kilclay.com www.türkcebilgi.com Prof.Dr. Yüksel Sarıkaya `nın Notları Resimler ve Görsel Kaynak http://www.merakname.com/depo/ kil-neredelerde-bulunur.jpg Plastik Killer Genellikle tuğla ve çanak, çömlek imalatında kullanılan kil grubu olduğundan dolayı tuğla kilerlide denilmektedir. Bu tip killerin bileşiminde silis ve alüminden başka daima demir oksit ve kireç bulunur, bu komponentlerin oranları değişkendir. SiO2 : % 57,64 Fe2O2 : % 3,5 Al2O2 : % 27.35 CaO2 : % 7 Bentonit Killer Montmorillonit tipinde, kompleks bir alüminyum, demir ve kalsiyum bazen de sodyum silikattan meydana gelmiş olup, su içinde bir jel meydana getirerek şişme özelliğine sahiptirler ve bir çok alanda da kullanılırlar. Çamur haline getirildiklerinde plastik özellik gösteren bentonitleriçinde koloidal halde dağılmış silikatlarda bulunmaktadır. 14
İNOVATİF Kimya Dergisi KONUNU DÜŞÜN KONUNA HAZIRLAN KONUNU YAZ 15
Sevgi GÜLTEKİN Hitit Üniversitesi sevgigultekin_@hotmail.com PROSES EKİPMANLARINI TANIYALIM Mesleğimiz itibariyle; laboratuarlarda yeni ürünlerin elde edilişi, ayırma, ısıtma-soğutma vb. işlemleri gerçekleştirmek için kullandığımız bazı ekipmanlarımız vardır. Büyük ölçekli üretime geçtiğimizde bu ekipmanlar biraz karmaşık hale gelir. Proseslerimizin doğru işleyebilmesi ve kolay kontrol sağlayabilmemiz için ekipmanların tasarımlarının doğru yapılması ve malzemelerinin doğru seçilmesi gerekir. Vanalar ve ısı değiştiriciler fabrikalarda karşımıza çıkabilecek önemli ekipmanlardır. Bu ekipmanlarla ilgili genel bilgi içeren bir yazı oluşturmaya çalıştım. Her ne kadar kendi cümlelerimi kullanmaya çalıştıysam da çoğunluk kaynaklardan aktarım şeklinde oldu. Umarım tüm okurlarımız için faydalı bir paylaşım olur. Vakit ayırdığınız için teşekkürler. Proses Ekipmanları Nelerdir? Proses ekipmanlarının anlaşılabilmesi için önce prosesin tanımı yapılmalıdır. Girdileri alıp bir çıktıya dönüştüren her bir aktivite veya operasyon proses (süreç) olarak isimlendirilebilir.[1] Şekil 1 : Üretim Sürecinin Şematik Hali [2] Proseslerde kullanılan ekipmanlar, özellikle kimya sektörü için önemlidir. Prosesteki akışkanların fiziksel, kimyasal özelliklerine göre uygun malzeme seçiminin sağlanamaması nedeniyle proses düzgün çalışmayabilir, ürünler kalitesizleşebilir, maliyetler artar, kazalar yaşanabilir ve hatta can kayıplarına neden olabilir. 16 Inovatif Kimya Dergisi
Proseslerde kullanılan ekipmanlara: * Isı Değiştiriciler (eşanjörler) Gemi Uygulamaları, Petrol Rafinerileri, Termik Santraller vb.) * Pompalar ve Kompresörler * Vanalar, Filtreler ve Regülatörler * Distilasyon Kolonları, Reaktörler * Tanklar * Boru Hatları * Debimetre, Monometre, Termocouple vb. ölçü kontrol ürünleri örnek verilebilir. ISI DEĞİŞTİRİCİLER (EŞANJÖRLER) Isı değiştirici ya da sanayi diliyle eşanjör; farklı sıcaklıklardaki iki akışkanın birbirlerine karışmadan ısılarını aktarmalarını sağlayan cihazlardır.[3] Isı değiştiricilerin sanayide birçok çeşidi bulunmaktadır. Bunlardan bir tanesi de plakalı tip ısı değiştiricilerdir. Plakalı ısı değiştiricilerin kullanım alanları şöyle sıralanabilir: * Isıtma-soğutma sektöründe (HVAC, Sıcak Su Uygulamaları, Enerji Santralleri, Isı Merkezi Uygulamaları, Soğutma Kuleleri, Basınç Kırıcı, Isı Geri Kazanımı, Buz Deposu, Yerden Isıtma Sistemleri, Güneş Enerjisi Sistemleri vb.) * Endüstriyel Uygulamalarda (Hidrolik Yağ Soğutma, Su Soğutma, Boya Kabinleri, Yüzey İşleme Sistemleri, Buhar Uygulamaları, Pastörizasyon Sistemleri, Tekstil Uygulamaları, İlaç Endüstrisi, Gıda Endüstrisi, Kimya Endüstrisi, Resim 1: Plakalı Tip Isı Değiştirici[4] Plakalı Tip Isı Değiştiriciler Plakalı ısı değiştiricilerde sıcak ve soğuk akışkanın geçtiği iki farklı devre bulunur. Bunlar primer ve sekonder olarak adlandırılır. Akışkanlar farklı devrelerden geçtiği için birbirine karışmazlar. Plakalı ısı değiştiricilerin avantajları şu şekildedir: * Yatırım maliyetleri, kurulum maliyetleri, bakım maliyetleri diğer tip ısı değiştiricilere göre daha düşüktür. * Az yer kaplarlar, taşımaları daha kolaydır, kapasiteleri plaka ekleme işlemiyle arttırılabilir ve 1⁰C ye kadar sıcaklık yaklaşımı bu tip ısı değiştiricilerde sağlanabilir. 17
Resim 2. Plakalı Eşanjör Plakası Günümüzde plakalı ısı değiştirici tasarımı için firmalar kendi tasarım programlarını kullanırlar. Bunların temelinde birkaç formül vardır: Q= m.cp. T Q Verilen Isı Miktarı = Q Alınan Isı Miktarı mp.cpp.(tpg Tpç) = ms.cps.(tsç-tsg) Burada; Q = Aktarılan Isı Enerjisi Miktarı mp, ms = Primer, Sekonder Devre Debisi Cpp, Cps = Primer, Sekonder Devre Özgül Isısı Şekil 2. Plakalı Isı Değiştirici Boyunca Akışkan Akış Doğası[5] Q=U.A. Tlm Burada; A= Isı Aktarım Alanı U= Toplam Isı Transfer Katsayısı Tlm= Logaritmik Sıcaklık Farkları Tlm nin açılımı şu şekildedir: ( T1- T2) Tlm= (ln( T1/ T2)) T1 = Tpg - Tsç T2 = Tpç - Tsg Tpg, Tsg= Primer, Sekonder Devre Giriş Sıcaklığı Tpç, Tsç = Primer, Sekonder Devre Çıkış Sıcaklığı 18
Plakalı ısı değiştiricilerin en önemli parçalarından bir diğeri de contalardır. Contalar akışkana ve akışkanın sıcaklığına göre uygun malzemeden seçilir. Plakalı ısı değiştiricilerde kullanılan contalardan bazıları şöyledir: 1- ) Stiren Bütadien Kauçuk (SBR, Buna-S): Yaklaşık 85⁰C ye kadar dayanıklıdır. Aşınma, yaşlanma ve ısıya karşı dayanımı doğal kauçuğa göre daha iyidir. Polar olmayan çözücülere, seyreltik asit ve bazlara dayanıklı; yakıt ve yağlara dayanıklı değildir. [7] Şekil 3. Karşıt Akışlı Isı Değiştirici Diyagramı[6] Plakalı ısı değiştiricilerin temel bileşenleri plakalar ve contalardır. Plakalar geçecek akışkanlara göre aşağıdaki malzemelerden imal edilebilirler: * 304 Kalite Paslanmaz Çelik * 316 Kalite Paslanmaz Çelik * Titanyum, Paladyum * Incoloy 825 * Hastelloy * Nikel * Alüminyum Bronz * Molibden, SMO254 Pek çok ısı değiştirici üreticisi standart olarak 304 kalite ve 316 kalite paslanmaz çelik plakalar kullanırlar. Deniz Suyu, Tuzlu Su, Jeotermal su gibi agresif akışkanların olduğu proseslerde Titanyum gibi malzemeler seçilir. Derişik Sülfürik Asit, Hidroklorik Asit ve Fosforik Asit uygulamalarında hastelloy alaşımları tercih edilir. 2- ) Kloropren (Neopren) Kauçuk (CR): Yaklaşık 125⁰C ye kadar dayanıklıdırlar. Aşınmaya karşı direnci ve mekanik özellikleri çok iyidir. Su ve kimyasallara karşı uzun süre dayanırlar.[7] 3- ) Akrilonitril Bütadien Kauçuk (NBR, Buna-N): Plakalı ısı değiştiricilerde en çok kullanılan contalardandır. Yaklaşık 110⁰C ye kadar dayanım sağlarlar. Özellikle yağa ve yakıtlara karşı dayanıklıdırlar. [7] Sanayide geniş bir kullanım alanına sahiptir. 19
4- ) Etilen-Propilen Kauçuk (EPM-EPDM): Sanayide en çok kullanılan conta malzemelerinden diğeri de EPDM dir. Yaklaşık 150⁰C ye kadar dayanım sağlarlar. Ozon ve Oksijene karşı dayanıklıdır. Sıcak su, buhar, alkali ve asitlerde kullanılabilirler. [7] Yağ uygulamalarına pek uygun değildirler. 5- ) Florokarbon Kauçuk (FKM, Viton): Yaklaşık 180⁰C ye kadar dayanım sağlarlar. Gres yağı, yakıt, çözücü, kimyasal maddelerin büyük çoğunluğuna, buhara dayanıklıdırlar. Diğer contalara göre fiyatları daha pahalıdır. Keton, Amin, Ester ve Eter içeren akışkanlara karşı dayanımları iyi değildir. [8] Şekil 5. Bazı conta malzemelerinin, çeşitli kimyasallara dayanımları [9] 20
A= Mükemmel Dayanım B= İyi, Düşük Etki, Hafif korozyon veya renk solması oluşabilir. C= Orta Etki, Sürekli kullanım için önerilmez. Dayanım kaybı, yumuşama ve şişme oluşabilir. D= Şiddetli Etki, Herhangi bir kullanım için önerilmez. Isı değiştiriciler zamanla akışkandaki kirlilikten ötürü tıkanırlar ve yeterli ısı aktarımını gerçekleştiremezler. Prosesin sağlıklı çalışması için ısı değiştiriciler belirli periyotlarla kontrol edilmeli, plaka temizliği, conta yenilemesi vb. işlemleri yaptırılmalıdır. VANALAR Vanalar, akışkanlara yön vermek, durdurmak, ayarlamak kısacası akışkanı kontrol etmek amacıyla kullanılırlar. Vanalar sanayine valf ve ventil isimleriyle de kullanılırlar. Prosesteki vana seçimi için aynı eşanjörlerdeki gibi akışkanın cinsi, basıncı, sıcaklığı gibi bilgilere ihtiyaç duyulur. Özellikle akışkanın buhar olduğu sistemlerde buharın basıncının yanı sıra çıkabildiği maksimum sıcaklığı da bilmemiz gerekir. Vananın uygunsuz seçilmesi ile prosesin düzgün çalışmaması, akışkanların sızması, karışması gibi durumlar meydana gelebilir ve bu durum kazalara ve patlamalara sebep olabilir. Resim 3. Dişli Küresel Vana [11] Vana seçiminde cevap verilmesi gereken temel sorular şöyle sıralanabilir: * Akışkan nedir? * Akışkanın minimum ve maksimum sıcaklığı nedir? * Akışkanın minimum ve maksimum basıncı nedir? * Bağlantı çapı ne olacak? * Vana bağlantı şekli nasıl olmalı? (Dişli, flanşlı, kaynaklı ) * Akışkanı kontrol etmek mi yoksa sadece açıp kapatmak mı isteniliyor? * Vana çalışması manuel (kollu) olarak mı yoksa aktüatör ile mi yapılacak? Tüm bu sorulara verilen cevaplara göre vana seçimi yapılabilir. Ancak bilinmelidir ki tüm istenilen özellikler tek bir vanada bulunamaz. Bizim için en önemli özellik ne ise ona öncelik vermeliyiz. Örneğin akışkanı sadece açıp kapamak mı; yoksa belirli açılarda durmasını sağlayarak hassas kontrol etmek mi istiyoruz? Eğer sadece açma kapama yapılacaksa kelebek vana, küresel vana kullanılabilir. Hassas kontrol yapılmak isteniyorsa glob vanalar ve diğer kontrol vanaları uygun olacaktır. Bazı vana çeşitleri aşağıdaki gibidir: * Gate (Sürgülü) Vanalar * Globe (Tablalı) ve Açılı Vanalar * Çek Vanalar * İğne Vanalar * Emniyet Vanaları * Pistonlu Vanalar * Küresel Vanalar * Diyafram Vanalar * Kelebek Vanalar * Kontrol Vanaları 21
Çek vanalar diğer isimleriyle çek valfler tek yönlü akışı sağlarlar ve akışkanın geriye kaçması istenmediği durumlarda kullanılabilirler. Prosesteki vanalar her zaman manuel olarak kontrol edilmezler. Günümüzde artık küçük tesislerden büyük petrokimya tesislerine kadar çoğu fabrika otomasyon ile proseslerini kontrol ediyorlar. Vanaların manuel (kollu) olarak değil de otomatik olarak kullanılması için aktüatör denilen bir ürün vananın üzerine takılır. Aktüatörler pnömatik, elektrikli vb. olabilirler. Pnömatik aktüatörde hava verilerek, elektrikli aktüatörde elektrik verilerek aktüatörün vanayı açması ve kapatması sağlanır. Vana çeşitlerinden küresel ve kelebek vanalardan kısaca bahsetmek gerekirse: Küresel Vanalar Bir milin ucuna yerleştirilmiş ortasında bir veya birden fazla delik olan, çoğunlukla elastomer (ihtiyaca göre metal de olabilir) iki conta arasında dengelenmiş bir kürenin, akışkan geçiş delik ekseni üzerinde 90⁰ döndürülmesi ve deliğin geçişe açık veya kapalı konuma getirilmesi ile akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler. [12] Küresel vanalarda kullanılan akışkanların temiz olması, katılaşmaması gerekir. Su ve doğalgaz, nötr veya agresif sıvılar için kullanılabilir. Küresel vanalarda basınç düşümü azdır. Proses akışkanlarına göre gövde paslanmaz çelik, prinç, pik döküm, sfero döküm, bronz, pvc malzemelerden yapılabilir. Resim 4. Küresel vana ve boru hattına bağlanması[13] Contalar akışkanın özelliklerine göre belirlenir. Yüksek sıcaklıklarda karbon grafit denilen özel contalar kullanılabilir. Su gibi normal akışkanlarda teflon keçeli olarak kullanılabilirler. Küresel vanaların kullanım alanları şebeke suları, arıtma tesisleri, kimya ve petrokimya tesisleri, doğalgaz petrol taşıma ana hatları, kâğıt sektörü şeklindedir. Kelebek Vanalar Kelebek vanalar; merkezinden veya eksantrik olarak yataklanmış düz bir diskin, akışkan geçiş deliği ortasında 90⁰ döndürülmesi ile akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler. [14] Hassas akış için küresel vanalar gibi kelebek vanalar da uygun değildirler. Lug tipi, wafer tipi gibi çeşitleri bulunmaktadır. Kullanım alanları aşağıdaki gibi sıralanabilir: 22
tion 2009 Rev.00 [5] Kevin D. Rafferty, P.E. Gene Culver, Heat Exchangers, Geo-Heat Center, Klamath Falls, Oregon 97601 [7] Megep Kimya Teknolojisi, Lastik Hamuru Hammaddeleri-2, Ankara, 2009 Resim 5. Wafer (1) ve Lug Tip (2) Kelebek Vana [15] * Sıcak Soğuk su Tesisatları, * Kimyasal ve Petrokimya Tesisleri, * Gıda Sanayi, * Kâğıt Sanayi, * Arıtma Tesisleri, * Viskoz Akışlanlarda, * Asit, baz ve tuz ortamlarında, * Gaz ve egsoz hatlarında Kısacası çok kirli, çok sık açma kapama ihtiyacı ve yüksek sıcaklığın olmadığı hemen hemen Resim 5. Wafer (1) ve Lug Tip (2) Kelebek Vana [15] tüm uygulama alanlarında kullanılabilir. [8] http://www.beksankaucuk.com.tr/ malzemebilgisi.htm, [9] http://www.coleparmer.com/chemical-resistance [10] www.jeotes.com [11] http://www.or-fa.com/wp-content/ uploads/2013/03/k%c3%bcresel-vana-su.jpg [12], [14] Mak. Yük. Müh. Serdar Gürel, Vanalar [13] Megep Kimya Teknolojisi, Akışkanlar Mekaniği, Ankara, 2008 [15] http://www.asteknikvana.com Kaynaklar Kapak fotoğrafı: http://axiom.com.my/ index.php/engineering/chemical-engineering/ [1] http://proses.nedir.com/#ixzz- 2cAUBKW4Z [2] http://www.sabittuncel.com/main. php?kid=410 [3], [6] Y. A. Cengel, Heat Transfer: A Practical Approach, 2nd ed., McGraw- Hill, 2003. ISBN 0072458933 [4] Fiorini Plate Heat Exchangers Edi- 23
Hakan ÖZTÜRK TARIM İLAÇLARI SEKTÖRÜNDE KALİTE-KONTROL ANALİZLERİNDE KULLANILAN CİHAZLAR Alpine Elek Vakumlu elek yardımıyla toz ürünlerin spesifikasyonda belirtilen mikrondaki elek üzerinde kalan miktarı, belirlenen süre zarfında eleme işlemi yapılarak tespit edilmektedir. Marmara Üniversitesi hkn_sea_eyes@hotmail.com Alev Alma Noktası Ölçüm Cihazı Bu cihaz ile sıvı ürünlerin alev alma noktaları, cihazın kapalı haznesinin belirli bir seviyeye kadar test edilecek sıvı ile doldurulduktan sonra, ısınması sağlanırken belirli sıcaklıklarda bir alev kıvılcımı ile kap içerisindeki buharın parladığı sıcaklık değerine bakılarak tespit edilmektedir. 24