İlaç, gıda, kozmetik ve diğer kimyasal ürünlerde geniş ölçüde kullanılan sitrik
asit ihtiyacı her yıl artmaktadır. Fermente mayalarından elde edilen sitrik asit üretimi
için klasik metotlar; pH kontrolü için baz ilavesi, nötralizasyon, ısıtma ve filtrasyon,
saflaştırma için iyon değişimi ve evaporasyon ile derişikleştirme dahil pek çok adımları
içermektedir. Bu süreçlerin, büyük ölçüde atık üretmesi nedeniyle, elektrodiyaliz
tekniği, sitrik asidin klasik metotlarla geri kazanımına alternatif olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada sitrik asidin model çözeltilerden geri kazanımı, etkin bir membran
ayırma süreci olan elektrodiyaliz yöntemi ile incelenmiştir. Deneyler üç bölmeli bir
elektrodiyaliz hücresinde, kesikli geri döngülü olarak yürütülmüştür. Elektrodiyaliz
hücresinde Ionac MC 3470 katyon ve MA 3475 anyon değişim membranları
kullanılmıştır. Model çözelti kullanılarak yapılan deneylerde uygulanan gerilimin,
çözelti akış hızının, başlangıç sitrik asit derişiminin ve pH değerinin sitrik asit geri
kazanımına, akım verimine ve enerji tüketimine olan etkileri incelenmiştir.
Çalışmalar sonucunda; % 96.88’lik bir akım verimi ve 6.48 kWh/kg’lık enerji
tüketimi ile 270. dakikada % 99.5’lik sitrik asit geri kazanımına; 15 Volt gerilimde, 2.60
mL/s çözelti akış hızında, 8.0 g/L başlangıç derişiminde ve pH=3.0 değerinde
ulaşılmıştır.
Sonuçlar elektrodiyalizin monopolar membranlar kullanılarak model
çözeltilerden sitrik asit giderimi için etkili bir yöntem olduğunu göstermiştir.
The requirement of citric acid, which is widely used in the field of
pharmaceuticals, foods, cosmetics and other chemical products, is increasing every year.
The traditional process for the production of citric acid from fermentation broth’s
consist of several steps, including base addition for pH control, neutralization, heating
and filtration, ion exchange for purification and concentration by evaporation. Because
of this process generates a considerable amount of waste, the electrodialysis technique
uses as an altenative to the traditional citric acid recovery process.
In this study, the feasibility of the recovery of citric acid from its model
solutions by electrodialysis, which is the one of the electrochemical membrane
separation method, has been investigated. Experiments have been conducted at a three
compartment cell by applying batch recirculation mode. Ionac MC 3470 cation and MA
3475 anion exchange membranes has been used in electrodialysis cell. In the
experiments made by electrodialysis method with using model solutions, the effects of
applied potential, flow rate, initial citric acid concentration and pH value were examined
on the recovery of citric acid, current efficiency and energy consumption.
The result of studies; 99.5 % recovery of citric acid have been reached to with
96.88 % current efficiency and 6.48 kWh/kg energy consumption at 270th minute,
at 15 volt potential, 2.60 mL/s flow rate , 8.0 g/L initial concentration and pH=3.0
value.
The results have indicated that electrodialysis is an effective method for
recovery of citric acid from model solutions by using monopolar membranes.
