Özet:
Silika aerojeller gözenek yapısı ve yüzey özellikleri sayesinde mükemmel
adsorpsiyon özelliklerine sahip ve geleneksek olarak sol-jel yöntemiyle üretilen
nano yapıdaki malzemelerdir. Silika bazlı nanopartiküllerin adsorpsiyon
özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla organosilanlarla
fonksiyonelleştirilebilmektedirler. Berrak içecek endüstrisinde berraklık, stabilite,
renk gibi kriterler besin değeri kadar önem taşımaktadır. Bu nedenle
adsorbanların kullanıldığı durultma prosesinin en optimum düzeyde yapılması
gerekmektedir.
Tez çalışması kapsamında sodyum silikat çözeltisi ve magnezyum tuzları
kullanılarak magnezyum (Mg) silika aerojeller üretilmiştir. Üretilen malzemenin
yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla Box-Benhken yöntemi ile üretim
parametreleri optimize edilmiştir. Optimize edilen aerojel, adsorpsiyon özelliğinin
iyileştirilmesi amacı ile amin fonksiyonel (APTES) grubuyla modifiye edilmiştir.
xvii
Aerojellerin üzüm suyundan bulanıklık unsurlarını adsorplama performansları
Box-Benhken yöntemi kullanılarak optimize edilmiş ve endüstride kombine olarak
kullanılan durultma ajanları (bentonit-jelatin) ile kıyaslanmıştır. Üretim
koşullarının aerojellerin yüzey alanı, gözenek boyutu, elektrostatik yük dağılımı,
yapısal özellikleri, elementel bileşimi, morfolojisi, yüzey elementleri ve yoğunluğu
üzerine etkisi sırasıyla Brunauer-Emmett-Teller (BET), Barrett-Joiner-Halenda
(BJH), Zeta Potansiyel Analizi, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi (FTIR),
taramalı elektron mikroskopisi (SEM), X-ışını Enerji Dağılım spektroskopisi (EDS),
İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi (ICP-OES), tap density
metodu ve helyum piknometre ile belirlenerek sonuçlar tartışılmıştır. Çalışmanın
ikinci aşamasında durultulan üzüm sularının bulanıklık, toplam asitlik, pH, toplam
fenolik madde miktarı, toplam antosiyanin miktarı, polimerik renk, polimerik renk
oranı, L, a, b renk değerleri gibi fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlemiştir.
Çalışma sonucunda yüksek yüzey alanı (734 m2/g), yüksek gözenek hacmi (0,41
cm3/g), mezopor gözenek boyutu (4,91 nm), yüksek gözeneklilik (% 95) ve düşük
yoğunluk (0,12 g/cm3) özelliklerine sahip magnezyum silika aerojeller üretilmiştir.
Fonksiyonelleştirilmiş Mg silika aerojel kullanılarak Box-Benhken yöntemiyle
durultma işleminin optimum şartları 0,16 g/L aerojel dozajı, 20 ᵒC sıcaklık ve 60
dk olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak üzüm suyunun berraklaştırılmasında
fonksiyonelleştirilmiş Mg silika aerojel bulanıklık unsurlarını oldukça iyi
adsorplama performansı göstermiştir (aerojel: 3,61 NTU ve bentoni-jelatin: 5,45
NTU). Bununla birlikte aerojelin endüstriyel bentonit/jelatin kombinasyonuna
alternatif bir durultma ajanı olabileceği düşünülmektedir.
