‘Kimya’ Kategorisi için Arşiv

Organik Kimya

Salı, 06 Kasım 2007

Organik Kimya: Kaynagi canli organizmalar olan karbon ve bilesikleri üzerinde çalisir;bunlarin yapisini, bilesiklerini, fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceler.

Inorganik Kimya: Maden ve mineral gibi yapisinda karbon olmayan maddelerle ilgilenir.

Fiziksel Kimya: Organik ve inorganik maddelerin fiziksel ve kimyasal nitelikleri arasindaki iliskileri inceler.

Analitik Kimya: Maddelerin niteligi, saflik derecesi gibi özelliklerini arastirir.

Biyokimya: Canli organizmadaki kimyasal reaksiyonlari, kimyasal reaksiyonlarin canli organizma üzerindeki etkilerini arastirir.

Analitik Kimya : Kalitatif analiz, konsantrasyon ve çözelti hazirlama, çözünürlük çarpimi, asitlik-bazlik, redoks reaksiyonlari, indikatörler, gravimetri, volumetri (nötralizasyon titrasyonlari ve pH, redoks, çöktürme titrasyonlari, kompleksimetri).

Çevre Kimyasi : Madde ve çevre. Ekosistemlerin siniflandirilmasi ve kararliligi. Ekosistem bilesenleri. Ekoloji bilgisi. Deniz ekosistemi ve su kimyasinin temel ögeleri. Asli ve tali elementler. Mikrobesi maddeleri. Çözünmüs gazlar. Fotosentez ve solunum. Biyolojik ve kimyasal oksijen ihtiyaci. Sulardaki kirleticiler. Atiksu parametrelerinin tayini. Atiksu aritimina giris. Hava kirliligi ve kontrolu. Fotokimyasal smog. Ozon tabakasi asinmasi. Baca ve egzos gazi aritimi.

Enstrümental Analiz :Elektromagnetik isima (özellikleri ve madde ile etkilesimi); Optik yöntemler (Moleküler spektroskopinin temelleri, enstrümantasyonu ve uygulamalari ‘ UV ve Görünür alan, Infrared, Raman, Fluoresans spektroskopileri’, Atomik spektroskopinin temelleri, enstrümantas- yonu ve uygulamalari ‘Atomik emisyon, absorpsiyon ve fluoresans spektroskopileri ‘, Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi, Elektron-Spin Rezonans Spektroskopisi) ; Kütle Spektroskopisi ; Elektroanalitik yöntemlerin temelleri, nstrümantasyonu ve uygulamalari (Voltametri, Polarografi, Kulometri) ; Termal yöntemlerin temelleri, enstrümantasyonu ve uygulamalari (Termogravimetrik analiz, Diferansiyel Termal analiz, Diferansiyel Taramali Kalorimetri); Kromatografinin temelleri, enstrümantasyonu ve uygulamalari (Gaz, Likid ve Süperkritik Akiskan kromatografileri).

Endüstriyel Analiz Laboratuarlara analiz için örnek alinmasi, akaryakit, kati yakit, gaz yakit analizleri, yaglama yaglari ve kaydiricilarin analizleri, su, çimento, gübre, cam, sabun analizleri.

Koordinasyon Kimyasi :Basit bilesiklerin olusumu. Koordinasyon kimyasinin temelleri ve tarihçesi. Nomenklatür (isimlendirme). Izomerlik. Koordinasyon bilesiklerine iliskin modern kuramlar (Oktet ve etkin atom numarasi kurallari. Valens baglar kurami ve hibridlesme. Elektrostatik kristal alan kurami. Molekül orbital/ligand alan kurami. Sert ve yumusak asit ve bazlar kurami). Koordinasyon kimyasinin diger bilimlerdeki uygulamalari. Kompleks dengeleri ve kararliliklari.

Kuramsal Kimya :Atomun yapisi (Rutherford atom modeli, Isima kanunlari, Siyah cisim, Bohr atom modeli, Belirsizlik bagintisi, Dalga mekaniginin temelleri, Schrödinger denkleminin anlami, Tek ve iki boyutlu potansiyel çukuru içindeki elektron için dalga denkleminin çözümleri, Orbitallerin dalga fonksiyonlari, Periyodik sistemin olusum temelleri); Kimyasal baglar (Iyonik baglar ‘elektronegativite, sebeke enerjisi, iyonlarin polarizasyonu ve deformasyonu’, Kovalent baglar ‘Valens Baglar Kurami, Molekül Orbital Kurami, Rezonans Kurami, Hibridizasyon’, Koordinatif Kovalent Baglar ‘Kristal Alan Kurami, Ligand Alan Kurami, Yüksek-spin ve Düsük-spin kompleksleri, Koordinatif baglarin Molekül Orbital kurami ile açiklanmasi, Komplekslerde hibridizasyon’, Metalik Baglar).

Fizikokimya I ( Kimya Bölümü ) : Gaz kanunlari ve gazlarin yapilari; Sivilarin incelenmesi; Katilarin incelenmesi; Termodinamik; Termokimya; Kimyasal Potansiyel; Aktivite; Fugasite; Kimyasal Denge Fizikokimya II ( Kimya Bölümü ) : Maddenin yapisini inceleme yöntemleri; Çözeltilerin incelenmesi; Seyreltik çözeltiler; Fazlar. Kolloid Kimya :Kolloidlerin tanimi, önemi ve siniflandirilmasi; Kolloidal çözeltilerin hazirlanmasi; Kinetik özellikler; Kolloidal tanecik boyutunun hesaplanmasi; Kolloidal çözeltilerde viskozite; Pihtilasma olayi; Kolloidal çözeltilerde kararlilik; Koruyucu kolloidler; Jeller ve zarlar; Emülsiyonlar; Solid soller; Köpük. Çekirdek Kimyasi :Radyoaktivite; Çekirdegin yapisi; Elementer tanecikler; Çekirdeklerin kararliligi; Çekirdek reaksiyonlari; Yapma radyoaktivite; Çekirdek fisyonu; Çekirdek enerjisi; Termonükleer reaksiyonlar ve Çekirdek füzyonu; Nükleer reaksiyonlarla madde arasindaki reaksiyonlar; Radyasyonlarin deteksiyonu ve ölçülmesi. Elektrokimya :Elektrokimyanin tanimlanmasi ve tarihçesi; Iletkenlerin siniflandirilmasi; faraday elektroliz kanunlari; Kulometreler; Elektrolitik iletkenlik; Iletkenlik ölçülmesinin uygulamalari; Tasima sayilari; Elektrolitlerin siniflandirilmasi; Kuvvetli elektrolitler hakkinda Debye-Hückel Teorisi; Elektromotor kuvvet; Reversible elektrot potansiyelleri; Pillerin siniflandirilmasi ve incelemeleri; Redoks sistemler; Elektromotor kuvvet ölçülmesinin uygulamalari; Elektroliz ve polarizasyon; Polarografi; Amperometri; Elektrokimyasal korozyon. Yüzey Aktif Maddeler :YAM’lerin tanimi, siniflandirilmasi, Yüzey ve arayüzey gerilimi,Sivi-gaz, Sivi-sivi, sivi-kati arayüzeyleri, Islatma, Yayilma, Çözeltilerin yüzey özellikleri, YAM çözeltilerinin özellikleri, Emilsiyonlar-köpükler, Flotasyon, Temizleyiciler. Kimyacilar Için Matematik :Ölçme nedir; SI birim sistemi ve kurallari; Anlamli rakamlar ve sayilar; Deney sonuçlarinin grafik ve çizelge ile gösterimi; Grafikten baginti bulma; Dogrusal bagintilar ve dogrusallastirma; En küçük kareler yöntemi; Iliski katsayisi; Kuskulu degerlerin atilmasi yöntemleri; Yanilgi ve türleri; Gauss dagilimi; Ortalama, standart, olasi ve limit yanilgi hesaplanmasi; Ölçüm sayisi belirleme;önem sinamasi. Kimyada Bilgisayar Uygulamalari :Bilgisayarin genel tanitimi; Bilgisayarin evrimi; Kisisel bilgisayarlar; Kisisel bilgisayari olusturan bilesenler; Yazilim nedir; Isletim sistemleri; MS DOS’un bilesenleri ve komutlari; Bilgisayari açma ve özel ayarlar; Öteki isletim sistemleri; Üst düzey proglamlama dilleri; Programlama, algoritma, veri ve türleri; Hazir yazilimlar; MS Excel kullanimi; Ölçmede kuskulu degerlerin atilmasi uygulamasi; EKKY uygulamasi; Bir tepkimenin hiz katsayisini bulma uygulamasi; Limit yanilgi hesabi uygulamasi; Grafik çizim programlari; Potansiyometrik pH titrasyonu grafigi çizimi; Grafikte iç deger bulma uygulamasi; Bilimsel rapor yazimi; Istatistik test uygulamasi. Polimer Kimyasi : Polimerler hakkinda genel bilgiler. Polimer ve kopolimerlerin yapi özellikleri ve molekül agirligi dagilimlari. Polikondensasyon, serbest radikal, anyonik ve katyonik polimerizasyon reaksiyonlari. Reaksiyun mekanizmalari, reaksiyon kinetigi ve polimerizasyon reaksiyonlari örnek uygulamalari. Polimerler üzerindeki kimyasal reaksiyonlar.

Genel Kimya : Periyodik sistem ve atomun yapisi. Kimyasal baglar. Alkali metaller. Toprak alkali metaller. IIIA grubu elementleri. IVA grubu elementleri. Polonyum, Skandiyum, Itriyum elementleri. Nadir toprak metalleri (Lantanitler), geçis elementleri, Toryum, Vanadin, Niyobyum, Tantal, geçis elementleri VIB grubu krom, molibden, wolfram, uranyum, geçis elementleri VIIB grubu mangan, teknesyum, renyum, geçis elementleri VIIIB grubu demir, kobalt, nikel, rodyum, palladyum, osmiyum, iridyum elementkeri, platin, bakir, gümüs, altin elementleri, çinko, kadmiyum, civa elementleri. Anorganik Kimya : Periyodik sistem ve atomun yapisi. Kimyasal baglar. Alkali metaller. Toprak alkali metaller. IIIA grubu elementleri. IVA grubu elementleri. Polonyum, Skandiyum, Itriyum elementleri. Nadir toprak metalleri (Lantanitler), geçis elementleri, Toryum, Vanadin, Niyobyum, Tantal, geçis elementleri VIB grubu krom, molibden, wolfram, uranyum, geçis elementleri VIIB grubu mangan, teknesyum, renyum, geçis elementleri VIIIB grubu demir, kobalt, nikel, rodyum, palladyum, osmiyum, iridyum elementkeri, platin, bakir, gümüs, altin elementleri, çinko, kadmiyum, civa elementleri. Pestisidler :Pestisidlerin tanimi, siniflandirilmasi, bozunmasi, direnç ve toksisite, herbisidlerin siniflandirilmasi ve eldesi, insektisidler ve akarisidlerin eldesi, biyolojisi, fungusidlerin eldesi ve siniflandirilmasi, rodandisidlerin eldesi ve siniflandirilmasi, bakterisidlerin tanimi ve eldesi, fumigantlarin tanimi ve eldesi, feromanlar ve özellikler.

Organik Kimya I : • Organik Bilesikler ve Kimyasal Yapilari (orbital-elektronik yapi-kimyasal baglar-organik reaksiyon tipleri ve elenmanlari-adlandirma ve saflastirma yöntemleri) • Organik Bilesiklerin Kimyasal ve Spektroskopik Yapi analizleri • Alifatik ve Alisiklik Hidrokarbonlar (doymus, ikili-üçlü mono ve çoklu doymamis bilesikler) • Izomeri ve Stereokimya • Alkol;Eter Epoksit ve Türevleri • Aminler • Hetero Alifatik Organik Bilesikler (Organo metalik, azotlu, kükürtlü, fosforlu bilesikler) • Karbonil Bilesikleri (Aldehit-keton) ve türevleri (Her sinifa ait adlandirmalar, elde yöntemleri, tipik reaksiyonlar izomeri ve kimyasal spektroskopik taninmalari)

Organik Kimya II : • Karboksilli Asidler ve Türevleri (doymus ve doymamis alifatik mono-di-poli asidler, ester, anhidrid, amid, açil klorür ve diger türevleri) • Çok fonksiyonlu Organik Bilesikler (Dikarbonil bilesikleri ve reaksiyonlari-keto, oksi, amino, halo asidler v.s. malon ester asetoasit ester sentezleri v.s.) • Aromatik Bilesikler (Adlandirma, izomeri, reaksiyonlari ve anilzleri, aromatik hidrokarbonlar, fenol, aromatik eter, karbonil, asid bilesikleri ve türevleri) • Poli Aromatik Bilesikler • Hetereo Halkali ve Hetereo Halkali Aromatik Bilesikler (Adlandirma, izomeri, eldeleri, reaksiyonlari, kimyasal ve spektroskopik taninmalari) • Dogal Maddeler (Karbohidrat, terpen, feromon, alkaloid, lipid, boyar madde tanimlari)

Organik Kimya III : Tiyoeterler, Taç eterler ve Kriptanlar (sentez ve özellikler)-Benzoid olmayan aromatikler-Karbosiklik ve N, S, O-Atomlu heterosiklik bilesikler (reaktivite, sentez ve özellikler)-Perisiklik reaksiyonlar (Elektrosiklik reaksiyonlarin analizi, Sigmatropik çevrilmeler, Siklo katilmalar)-Dogal ürünler (Alkoloidler, Isoprenoidler v.b., sentez ve özellikler).

Organik Reaksiyon Mekanizmasi : • Strüktür, Reaktivite ve Mekanizma Bagintisi • Reaksiyon Mekanizmasi ve Reaksiyon Hiz Tayin Yöntemleri • Reaksiyon Ara Ürün Tipleri (yapi, olusum ve kararliliklari) • Asidler-Bazlar • Organik Reaksiyonlar ve Mekanizmalari • Sübstitüsyon, Katilma, Eliminasyon, Çevrilme, Oksidasyon ve Indirgeme Reaksiyonlari • Fotokimya ve Kadikalik Reaksiyonlar • Perisiklik Reaksiyonlar

Tekstil Kimyasi I : Tekstil elyafin siniflandirilmasi, yapisi, temel özellikleri, pamuk, keten, kenevir, jüt, rami, yün, ipek, viskoz, bakir ve asetat ipegi, polietilen, polipropilen, politetrafloroetilen, polivinilklorür, polivinilalkol, poliakrilonitril, poliester, poliamid ve poliüretan elyafin üretimi, yapisi ve özellikleri.

Tekstil Kimyasi II : Tekstil terbiyesinde ön islemler. Pamugun terbiyesi: Yikama, hasillama, hasil sökme, pisirme, agartma, merserizasyon, apre. Yünün terbiyesi: Yikama, karbonizasyon, agartma, dinkleme, krablama, dekatür, fiksaj, keçelesmezlik, apre. Keten, rejenere selüloz ve protein elyafin terbiyesi.

Organik Boyar Maddeler : Renk bilgisi, boyarmaddelerin siniflandirilmasi. Asid, bazik, direkt, krom, metal-kompleks, reaktif, azoik, dispersiyon, solvent azo boyarmaddeler. Nitro ve nitrozo, aril metin ve aza analoglari, aza [18] annulen, karbonil, kükürt boyarmaddeler.

Tekstil Boyama Teknolojisi : Boyama mekanizmasi. Direkt, dispersiyon, inkisaf, reaktif, kombine boyamalar. Çektirme ve fular yöntemleri. Gevsek elyaf ve tops, iplik, kumas boyama makinalari. Kurutma, fiksaj, basma islemleri ve makinalari. Çesitli elyafin boyarmadde gruplari ile boyanmasi.

Besin Kimyasi I : Besin elementleri, besin proteinlerinin özellikleri, enzimler, besin maddelerindeki rolü ve kontrolü, lipidler, antioksidanlar, karbohidratlar, isinin karbohidratlar üzerine etkisi, Maillard reaksiyonu, besinlerde kahverengi lekelerin olusma reaksiyonlari.

Besin Kimyasi II : Vitaminler, anorganik tuzlar ve elementler, tahil, baklagiller, meyve ve sebzeler, pigmentler, meyve sulari, yemek yaglari, süt ve süt ürünleri, yumurta, et ve et ürünleri, tatli maddeler, alkoloidle maddeler.

Endüstriyel Mikrobiyoloji : Endüstriyel fermentasyon uygulamalarinin esaslari, mayalar, küfler ve bakterilerin yapisi ve muhafaza yöntemleri. Fermentasyon yoluyla organik asidlerin, alkollerin, alkollü içkilerin, vitaminlerin, besin maddelerinin ve ekmek mayasinin üretimi. Tek hüre proterini.

Toksikoloji ve Hijyen :Genel bilgi ve tarifler, zehirlerin vücuda girisi, biyotransformasyonu, atilimi, genel etki sekilleri, zehirlenmelerde ilk yardim. Belli basli anorganik ve organik bilesiklerin, çözücülerin, gazlarin ve tozlarin zehirlilikleri ve hijyenik sartlari.

Ilaç Aktif Maddeler : Ilaçlarin galenik sekilleri, üretimde kullanilan cihazlarin tanitimi, ilacin tanimi ve siniflandirilmasi, anestezikler, analgesikler, hipnotik ve sedatifler, antipiretik-analgesikler, lokal anestezikler, sülfonamidler, antibiyotikler ve vitaminler.

Biokimya : Genel hücre yapisi , suyun insan organizmada bulunus sekilleri, dagilimi, görevleri. Elektrolitler, organizmanin tampon maddeleri karbohidratlar, lipidler yapilari, biolojik görevleri ve metabolizmalari. Amino asidler özellikleri, endojen, eksojen amino asidler ve metabolizmasi. Proteinler özellikleri ve amino asid siralarinin belirlenmesi. Amonyak metabolizmasi ve üre devri. Enzimler yapilari ve biokimyasal reaksiyonlarda etki prensipleri.

Klinik Kimyasi : Klinik biokimya yöntemleri, biolojik materyal türleri. Lipid ve protein metabolizmasini inceleyen analiz metodlari. Antikoagülantlar ve kullanilan analizler. Kan bilesim ve görevleri. Plazma proteinleri, kanin pihtilasmasindaki kimyasal reaksiyonlar. Kanin hücresel elementleri. Kanda proteinlerden baska azot içeren küçük moleküllü organik maddeler ve biosentezleri. Hemoglobin biosentezi ve yikilma ürünleri. Konkromentler.

Biokimyada Seçme Konular : Bazi organlarin spesifik biokimyasal fonksiyonlari, sindirim sistemi, karaciger, böbrek, bag ve destek dokulari, kan ve sinir sistemi biyokimyasi.

Analiz Metodları Hakkında Genel Bilgiler

Salı, 06 Kasım 2007

ANALİZ METODLARI HAKKINDA GENEL BİLGİLER

1. ESER ELEMENT ANALİZLERİNİN ÖZELLİKLERİ

Eser element analizleri özellikle jeokimyasal aramalarda (prospeksiyonlarda) çok fazla kullanılır. Bir analiz yönteminin seçilmesinde göz önüne alınması gereken önemli özellik vardır. Bunlar:

2. Duyarlılık (sensivity)

3. Doğruluk (accuracy)

4. İncelik (precision)

5. Analitik aralık (range)

6. Basitlik

7. Alet ve Malzeme Masrafları

8. Analiz Zamanı

Jeokimyasal aramalarda, araştırılan elementler genelde eser miktarlarda bulunabilir. Bu yüzden miktar belirtmek için çoğunlukla ppm(parts per million) değeri kullanılır. Daha küçük konsantrasyonlar için ppb (parts per billion) değeri kullanılır.

1 ton = 1000 kg

1 kg = 1000 gr.

1 gr = 1000 miligram

1 miligram = 1000 mikrogram

1 mikrogram = 1000 nanogram

1 nanogram = 1000 pikogram dır.

9. ANALİZ METODLARI

1. Optik Emisyon Spektrometrisi

İnce olarak öğütülmüş numune iki kömür elektrot arasında elektrik akımı yardımıyla ısıtılırsa örnekteki atomlar kendilerine özgü farklı dalga boylarında ışık yayarlar. Bu ışık dar bir aralıktan spektograf içine gelir. Burdaki prizma ve mercekler yardımıyla ışık farklı dalga boylarına ayrılırak bir fotoğraf filmine düşer. Fotoğraf filmi üzerindeki çizgiler belirli elementler tarafından yayılan ışığa aittir. Bu çizgilerin kalınlıkları örnek içindeki elementin miktarı ile orantılıdır.

Bu metodla saptanabilen en düşük element miktarları şöyledir.

ELEMENT (ppm) ELEMENT (ppm)

Co 20 Zr 20

Cr 10 Au 40

Cu 1 B 2

Ga 2 Cd 200

Ge 20 Ce 1000

Mn 4 La 100

Nb 40 Ni 20

Pb 10 Tl 100

Sn 10 Ta 200

Ti 10 W 100

V 2 Sb 200

Ag 1 Zn 400

Bi 10 As 400

In 10 Ba 200

Mo 10 Ca 1

Sc 20 Mg 10

Y 20 Sr 400

Avantajları:

1. Birçok elementi (32 veya daha fazla) aynı anda analiz etme imkanı.

2. Kullanışının oldukça basit ve çabuk olması.

3. Bir yıl içinde yüzbinlerce örnek analiz edilebilmesi

4. Analizlerin oldukça ucuz olması.

5. Sonuçları gösteren filmin uzun süre kolayca korunabilmesi

Dezavantajları:

6. Aleti araziye taşıma güçlüğü.

7. Sadece deneyimli kişilerin kullanabilmesi.

8. Bazı elementlerin analizinde incelik ve duyarlılığın olmaması.

9. Her elementin daima örnek içindeki toplam miktarının belirlenmesi, veya kısmi analizin mümkün olmaması.

10. Spektrografın ilk maliyetinin pahalı oluşu.

1. Kolorimetrik Metodlar

Bazı kimyasal maddeler eser elementlerle reaksiyona girerek renkli bileşikler oluştururlar. Eğer eser elementin miktarı fazla ise renk daha koyu, az ise renk daha açık olur.

Eğer çözeltisi hazırlanmış olan örnekte ditizon maddesi kullanılmışsa, element konsantrasyonuna bağlı olarak yeşil-mavi-kırmızı renkler oluşur.

Avantajları:

11. Basit ve taşınabilir olması (arazide kullanılabilmesi)

12. Aletin çalıştırılmasında fazla eğitim görmüş ve uzmanlaşmış bir elemana gerek olmaması

13. Örneklerin çözündürme dereceleri ayarlanarak, elementlerin kısmi analizlerinin yapılabilmesi

14. Yatırım maliyetinin düşük olması.

Dezavantajları:

15. Bir defada bir tek element veya element grubunun analiz edilebilmesi

16. Bazı organik çözücülerin ortaya çıkardığı yangın ve zehirlenme tehlikelerine karşı tedbirli olma gereği.

1. Kağıt Kromatografisi

Bir filtre kağıdı içinde örnek olan çözeltiye batırılırsa, çözelti kağıt boyunca yükselir. Çözelti içinde farklı iyonlar birbirinden farklı hızlarda yükselir. Böylelikle iyon grupları birbirinden ayrılmış olur. Daha sonra bu filtre kağıdı özel çözeltilerle banyo edilir. Daha sonra elementlerin cinsi bantların renklerine göre ve aldıkları konumlara göre saptanır.

Bu yöntemin en iyi tarafı kimyasal yolla birbirinden ayrılması zor olan minerallerin bu yöntemle kolayca ayrılabilmesidir. Ancak bu deneyin yapılması için ortamdaki rutubet oranının çok düşük olması gerekir.

2. Atomik Absorbsiyon Spektrofotometri

Jeokimyasal analizlerde yaygın şekilde kullanılan bir metoddur. Alınan sonuçlar ppm ve % cinsindendir. Bu yöntemin en önemli özelliği ise aynı çözeltide birkaç element birden iyi bir incelik, duyarlılık ve doğrulukla çok kısa bir sürede gerçekleştirilebilir olmasıdır. Bunun yanında ucuz oluşu oldukça cazip bir özelliktir.

Bu yöntemin esası bir elementin atomlarının belirli dalga boylarındaki elektromanyetik radyasyonu absorbe edebilmesi esasına dayanır. Belli bir elementin atomları sadece kendi karakteristik dalga boylarının radyasyonunu absorbe edebilir. Ancak bunu yapabilmesi için atomların serbest ve iyonize olmamış halde bulunması gerekmektedir. AAS üç bölümden oluşur.

3. Radyasyon Kaynağı:

4. Örnek Sistemi

5. Dedeksiyon Sistemi

6. Civa Dedektörü

Civa elementi özellikle hidrotermal yatakların civarında önemli anomaliler oluşturduğu için bu element diğer pekçok yatağın jeokimyasal prospeksiyonununu yapılmasında kullanılmıştır. Atomik absorbsiyon esasına dayanan ve ppb seviyesinde analiz yapabilen civa dedektörleri imal edilmiştir. Çalışma esası ise şöyledir: ısıtılan örnekten çıkan civa buharı absorbsiyon hücrelerine gönderilmekte ve ışığın emilme miktarı bir dedeksiyon sisteminde okunmaktadır.

Ayrıca çok alçaktan uçabilen bir uçak veya helikoptere monte edilmişduyarlı ve kesintisiz analiz yapabilen hg dedektörleriyle havadan civa prospeksiyonu yapılabilmektedir.

7. X- Ray Flouresans Spektrometri

Bir atomun iç yörüngelerindeki elektron X ışınları bombardımanları ile daha aktif hale getirilebilir. Bunun sonucunda yörüngelerdeki elektronlardan biri komşu dış yörüngeye sıçrar. Fakat elektronlar bu kararsız durumda fazla kalmayıp kararlı alt yörüngelere inmek isterler. Bu iniş esnasında her atom elektronu kendisine özgü karakteristik ikincil X ışınları(flouresans) yayar. Bu ışınlar analizör ve kolimatörler ile ayrılır ve bu ayrılan ışınlarda sintilizasyon veya gazlı sayaç yardımıyla ölçülebilir. Ölçülen bu ışın miktarı aynı zamanda elementin miktarı ile orantılı olduğu için elde edilen sonuç kantitatif bir sonuçtur. Bu yöntemle özelikle bazı elementlerin duyarlılık sınır oldukça büyüktür. P, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu Zn, As, Sr, Nb, Mo, Cd, Sb, Sn, Ba, Ta, Bi gibi elementlerin duyarlılık sınırı 100 ppm dir. Si, Al, S, Se, Pb, Au, Ag, W, Hg gibi elementlerin ise duyarlılık sınırı 1000 ppm dir.

8. Radyometri

Uranyun (U), Toryum (Th), potasyum (K) gibi birçok element doğada radyoaktif ışınım yapar. Bunun dışında radyoaktif olmayan birçok elementte nötron bombardımanı yapılarak yapay radyoaktif hale getirilir. Doğal veya yapay bütün radyoaktif elementler alfa, beta, gama ışınları yayarlar. Gamma ışınlarının enerji durumu atomun cinsiyle ilgilidir. Bu özellikten faydalanılarak birçok elementin cinsini ve miktarını belirlemek mümkündür. Ancak bu analizin çok yavaş ve pahalı olması nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. Son yıllarda sadece bazı elementler için özel olarak yapılmış aletlerde bu kusurlar giderilmiştir.

9. Diğer Metodlar

17. Gravimetrik Metodlar

Bu metodta saptanacak elementin serbest veya bileşik halinde ayrılıp tartılması esasına dayanır. Günümüzdeki hassas teraziler yardımıyla 100 mikrogramdan daha az miktarlarda meddeleri tartmak mümkündür. Aslında jeokimyasal prospeksiyonlarda çok daha az miktarlardaki maddelerin ölçülmesi gerekir

18. Türbidimetrik ve Nefelometrik Metodlar

Bu metod ise bir elementin süspansiyon halinde oluşturduğu çökeleğin çeşitli dalga boyundaki absorbsiyon veya yansıtma miktarlarının ölçülmesine dayanır. Bunlardan en çok kullanılanı sudaki SO4 iyonunun BaSO4 halinde çökeldikten sonra türbidimetrik olarak ölçülmesidir.

19. Nokta (spot) testleri:

Bazı eser elementlerin renkli bileşiklerini bir filtre kağıdı üzereinde noktalar halinde toplamak mümkündür. Bu renkli noktaların incelenmesi ile o elementin miktarı saptanabilir

20. Flouresans Metodu

Bazı bileşikler ultraviyole lambası altında flouresans ışığı yayarlar. Bu ışığın şiddeti ölçülerek , bileşiğe bu özelliği veren elementin miktarı saptanır Bu metod en çok U ve hidrokarbonların saptanmasında kullanılılır.

21. Elektriksel Metodlar

Bir çözelti içindeki iyon veya iyon gruplarının cins ve miktarlarını çözeltinin elektriksel özelliklerinden yararlanarak saptamak mümkündür. Ph metre ve Eh metre ile özellikle su analizlerinde kullanılır.

ÖRNEKLERİN ANALİZE HAZIRLANIŞI

1. Kayaç Örnekleri

2. Sediman ve Toprak Örnekleri

3. Bitki Örnekleri

a. Kuru Külleştirme Metodu

b. Yaş Külleştirme Metodu

4. Su Örnekleri

Asit & Bazların Endüstride Ve Günlk Hayatta

Salı, 06 Kasım 2007

ASİT & BAZLARIN ENDÜSTRİDE VE GÜNLK HAYATTA

KULLANIMI

Günlük hayatta kullandığımız sabun,çamaşır suyu,tuz ruhu,bazı ilaçlar,gazoz,sirke,tıraş köpüğü,cilt bakım kremi,ketçap gibi maddelerin yapısında asit yada baz bulunmaktadır.

Bazı asit ve bazlar ise yediğimiz sebze ve meyvelerde doğal olarak vardır. Hatta bazı asit ve bazların eksikliğinde canlı vücudunda birtakım hastalıklar meydana gelir. Folik asit eksikliğinde aneminin oluşması gibi. Şimdi önemli asit ve bazların özelliklerini ve kullanıldığı alanları inceleyelim.

Formik asit(HCOOH):

Bakterilere küf ve mayalara etki eder. Mikrobik bozunmayı önlemek için gıdalarda koruyucu olarak kullanılır. Karınca salgısında bol miktarda bulunur.

Asetik asit(CH3COOH):

Sirke asidi olarak bilinir asetik asidin %5-8 lik çözeltisi sirke olarak kullanılır. Asetik asit bir çok ilaç ve endüstri maddesinin hazırlanmasında kullanılır. Tahriş edici kokuya sahip bir sıvıdır. Alüminyum asetat tuzu,taze kesilmiş yaralarda kan dindirici olarak kullanılır.

Sorbik asit(HC6H7O2):

Küf ve mayaların gelişmesine engel olur.Bu özelliğinden dolayı yiyeceklerde antimikrobik koruyucu olarak kullanılır. Kokusu,lezzeti yoktur.

Sülfürik asit(H2SO4):

Endüstride kullanılan en önemli asit ve dünyada en çok üretilen kimyasallardan biridir. SO2 kullanılarak Kontak Metodu denilen bir metotla üretilir. Endüstride bir çok alanda kullanılan bu asit,özellikle gübre üretiminde,amonyum sülfat üretiminde,patlayıcı yapımında,boya sanayiinde,petro kimya sanayiinde kullanılmaktadır.

Benzoik asit(C6H5COOH):

Beyaz renkli iğne ve yaprakçık görünümünde bir maddedir. Gıdalarda mikrobik bozunmayı önlemek için kullanılır. En çok kullanıldığı alanlar,meyve suyu,marmelat,reçel,gazlı içecekler,turşular,ketçap ve benzeri ürünlerdir. Benzoik asit,bir çok bitkinin yaprak,kabuk ve meyvelerinde bulunur. Benzoik asit,genellikle sodyum tuzu olarak kullanılır. İlave edildiği gıdanın tadını etkiler.

Folik asit:

Folik asit,yaşayan tüm hayvan ve bitki dokularında az da olsa bulunur. Folik asit en çok koyu yeşil yapraklı sebzeler ve gıda olarak kullanılan hayvanların böbrek ve karaciğerlerinde

1

bulunur. Biftek,hububat,sebzeler,domates,peynir ve sütte az miktarda bulunur. Folik asit eksikliğinde vücutta anemi (kansızlık) ortaya çıkar.

Hidrojen sülfür(H2S):

Renksiz bir gazdır. Kokmuş yumurtayı andıran bir kokusu vardır.Çok zehirlidir. Uzun zaman solunduğunda insanı öldüre bilir. Havada seyrektik olarak bulunduğunda yorgunluk ve baş ağrısı yapar.

Nitrik asit(HNO3):

Nitrik asit,dinamit yapımında kullanılır. Nitrik asidin gliserin ile reaksiyonundan nitrogliserin meydana gelir. Ayrıca nitrik asit NH4NO3 içeren gübrelerin üretiminde kullanılır.

Fosforik asit(H3PO4):

Saf fosforik asit,renksiz kristaller halinde bir katıdır. Fosforik asit, en çok, fosfatlı gübrelerin yapımında ve ilaç endüstrisinde kullanılır.

Hidroflorik asit(HF):

Hidroflorik asit yüksek oktanlı benzin yapımında,sentetik kriyolit(Na3AlF6) imalatında kullanılır. Ayrıca hidroflorik asit, camların üzerine şekil yapmak için kullanılır. Bu iş için, önce cam eşya yüzeyi bir parafin tabakası ile kaplanır. Sonra parafinin üzerine bir çelik kalem ile istenen şekil çizilir. Bu çizgilere hidrojen flüorür gazı veya çözeltisi tatbik edilir. Camdaki parafinin temizlendikten sonra camda yalnız sabit şekiller kalır.

Sodyum hidroksit(NaOH):

Beyaz renkte nem çekici bir maddedir. Su da kolaylıkla çözünür ve yumuşak kaygan ve sabun hissi veren bir çözelti oluşturur. İnsan dokusuna kaşındırıcı bir etkisi vardır. Sodyum hidroksit, lâboratuvarda CO2 gibi asidik gazları yakalamak için kullanılır. Endüstride bir çok kimyasal maddenin yapımında, yapay ipek, sabun, kâğıt,boya, deterjan endüstrisinde ve petrol rafinelerinde kullanılır.

Potasyum hidroksit(KOH):

Endüstride arap sabunu üretiminde, pillerde elektrolit olarak ve gübre yapımında kullanılır.

Kalsiyum hidroksit(Ca(OH)2):

Beyaz bir toz olup, suda hamurumsu bir görünüş alır. Sönmemiş kirece su ilave edilmesiyle elde edilir. Kalsiyum hidroksit asidik gazların uzaklaştırılması, kireç ve çimento yapımı alanlarında kullanılır.

2

Amonyak(NH3):

Renksiz, kendine özgü keskin kokusu olan bir gazdır. Sıvı amonyak özellikleri bakımından suya benzer, polar yapıdadır, hidrojen bağı yapar ve su gibi iyonlarına ayrışır. Amonyak,endüstride en çok azotlu gübrelerin ve nitrik asidin üretiminde başlangıç maddesi

olarak kullanılır. Lâboratuvarlarda ise amonyak , zayıf baz olarak ve bir çok kimyasal maddenin elde edilmesinde kullanılır. Amonyak, bilhassa nitrik asit ve amonyum tuzları imalatında, üre, boya, ilaç ve plastik gibi organik madde imalatında kullanılır. Amonyak gazı, normal sıcaklıkta basınç uygulandığında kolaylıkla sıvılaşır. Oluşan bu sıvının buharlaşma ısısı yüksektir (327kkal/g). Bundan dolayı amonyak endüstride soğutucu olarak kullanılır.

Hidrosiyanik asit(HCN):

Tabiatta bulunan zehirlerin en kuvvetlisidir. HCN’ nin kokusu şeftali çekirdeği içi kokusuna benzer. Metreküpte 34 miligram HCN varlığında kokusu hissedilebilir. Öldürücü tesir hızı yaklaşık 16 dakikadır. Öldürücü dozu konsantrasyonuna bağlıdır.

Laktik asit:

Zeytine lezzet ve bileşenlerinin salamuraya geçişini sağlıyor.

Probiyonik asit:

Peynirde,ekmek ve unlu mamullerinde rop hastalığına karşı, küflere karşı etkili bir asittir.

Malik asit:

Hafif ekşimsidir. Asitliği düzenlemek için kullanılır. suda çözünürlüğü yüksektir.

Tartarik asit:

Çözünürlüğü yüksek bir asittir. Asitlik ve tat için kullanılır. Üzümde bulunur.

Günlük hayatta karşılaştığımız maddelerden bir kısmı asit ve baz içerir. Asit ve bazlar her zaman evimizde bulundurduğumuz bazı mamullerin içinde bulunur. Şimdi bu mamullerin içinde bulunan asit ve bazları sırasıyla aşağıda gösterelim.

Şampuan:

Ammonium laureth sulfate. Sodyum citrate.

Sodium chloride. Ammonium lauryl sulfate.

Ammonium xylenesulfanete.

3

Sitrik asit.

Hydrogenated polydecene. Disodium EDTA.

Terasodium EDTA.

Diş macunu:

Kalsiyum karbonat. Sodium monofluorophosphate.

Sodium lauryl sulfate. Sodium carrageenan.

Sodium silicate.

Saç spreyi:

Cetrimonium chloride. Laktik asit.

Stearalkonium chloride. Palmitik asit.

Salicylic asit.

Sabun:

Sodium cocoly ısethionate. Coconut asit.

Stearic asit. Sodium ısethionate.

Sodium tallowate. Sodium stearete.

Sodium polm kernelate. Sodium chloride.

Trisodium EDTA

Cilt bakım kremi:

Sodium cetearyl sulfate. Sodium carbomer.

Tıraş köpüğü:

Palmitik asit. Vitamin hapı:Sorbik asit. Sitrik asit anhidr.

Potasyum klorür. Sodyum silikat. Folik asit. Stearic asit.

Ketçap:

Askorbik asit. Potasyum sorbat.

Sodyum benzoat.

Mayonez:

Sorbik asit.

Kola:

İnorganik asitliği düzenleyici H3PO4 Fosforik asit

Margarin:

Sitrik asit. Potasyum sorbat.

Limon sosu:

Sitrik asit. Askorbik asit.

Kabartma tozu:

Stabilizor(sodyum asit pirofosfat E450) .

Yiyecek ve içeceklerimize bulunan asitlerin yenilip içilmesinde bir mahsur yokken suni olarak elde edilen asitlerin yenilip içilmesi tehlike arz eder. Simdi sağlığımız için zararlı olan asitleri inceleyelim.

E-230 Sorbik asit: Vitamin B12’yi yok ediyor.

E-250 sodyum nirit, E251 Sodyum nitrat : Kalp damar hastalıkları.(tüm sosis ve salamlarda.)

E-120 Karminik asit: nörolojik hastalıklar.

E-330 sitrik asit: En tehlikeli kanserojen etki maddesi olup ne yazık ki bir çok hazır gıdada bulunuyor.(gofret, meyve suları, bazı hazır çorbalar,teneke konserve turşular, bazı hazır yaprak sarmaları,bazı şekerlemeler.)

E-300 Askorbik asit : Kanserojen etki maddesi. (bazı portakal sulu içeceklerde.)

Yurt dışında yasaklanan bizde hâlâ kullanılan katkılar:

E-211 sodyum benzoat: ketçaplarda bulunur.

E-210 Benzoik asit,

E-211 Sodyum benzoat,

E-213 Kalsiyum benzoat,

E-214 Etil-p-hidroksibenzoat,

E-215 Sodyum etil-p-hidroksibenzoat,

E-216 Propil-p-hidroksibenzoat,

E-217 Sodyum propil-p-hidroksibenzoat

Bunlar renkli draje çikolatalarda ve kaymaklı bisküvilerde kullanılır. Kalp hastalıkları, damar sertlikleri ve tıkanıklıklara yol açan katkı maddeleridir.

Mide ve bağırsak hastalıklarına yol açan katkılar:

E-338 Ortofosforik asit.

E-339 Sodyum fosfat.

E-340 Monopotasyum fosfat.

E-341 Monokalsiyum fosfat.

Sofradaki zeytin doğal zeytin mi:

Sofralarımızı süsleyen siyah zeytinlerin asıl renginin siyah olmadığını biliyor muydunuz? Zeytinlerin ağaçlarda toplanmasının ardından zeytinlerin işlenmesi arasında boyanması da yer alıyor. Zeytin üreten bölgelerde “zeytin boyası” olarak bilinen kimyasal olarak da demir oksit içeren boyayla zeytinlerin doğal renkleri kaybediliyor.(9 Nisan 2000 tarihli Zaman gazetesinden alınmıştır)

***********************************

Kaynaklar:

sürat yayınları kimya 1 kitabı

Marmara üniversitesi gıda mühendisliği gıda katkı maddeleri dersi ders notları,

Gıda kimyası kitabı

zaman gazetesi.

Atomun Yapısı Ve Atom Modelleri

Salı, 06 Kasım 2007

ATOMUN YAPISI VE ATOM MODELLERİ

Atom : Elementi n tüm özelliklerini taşıyan en küçük parçası.

DALTON ATOM MODELİ

• Tüm maddeler atomlardan oluşmuştur.

• Aynı elementin tüm atomları birbirinin tamamen aynıdır.(X)

• Farklı elemwentin atomları da farklıdır.

• Maddenin en küçük yapıtaşı atomdur.

• Atomlar bölünüp parçalanamaz.(X)

• Atomlar belli oranlarda birleşerek molekülleri oluşturur.

***ATOMUN ELEKTRİKSEL YAPISINDAN BAHSETMEZ.

THOMSON ATOM MODELİ

• Atomlar proton ve nötronlardan oluşur.

• Bunların yükleri eşit ve zıttır.

• Nötr bir atomda proton ve elektron sayısı birbirine eşittir.

• Atomlar küre şeklindedir, elektronlar bu küre içinde dağınık halde bulunurlar

• Elektronun kütlesi atomun kütlesi yanında ihmal edilir.

RUTHERFORD ATOM MODELİ

• Atomun büyük bir kısmı boşluktur.

• Atomun tüm kütlesi ve (+) yükler atomun merkezinde toplanmıştır.

• Elektronlar çekirdek çevresinde bulunurlar.

• Çekirdekteki (+) yük miktarı bir elementin tüm atomlarında aynı,farklı elementlerin atomlarında ise farklıdır.

• Çekirdekteki (+) yük miktarı yaklaşık olarak atom ağırlığının yarısına eşittir.

***İZOTOPUN FARKINA VARIR

İzotop :Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı elementlere denir.

İzoton :Nötron sayısı aynı proton sayısı faklı olan elementlere denir.

İzobar :Kütle numaraları aynı atom numaraları farklı olan elementlere denir.

İzoelektronik :Elektron sayıları aynı olan elementlere denir.

BOHR ATOM MODELİ

• Elektonlar çekirdekten belirli uzaklıkta kararlı halde bulunurlar. Her kararlı halin sabit bir enerjisi vardır.

• Elektronlar kararlı halin birinde dairesel yörüngeler izlerler.

• Elektronlar iki yörünge arasında bulunmaz. Bu yörüngelere enerji düzeyi denir.

• Elektronlar yüksek enerjili durumdan daha düşük enerjili duruma geçerken ışık yayarlar.Elektronlar kararlı halde iken ışık yaymazlar.

Modern Atom Kuramına göre elektronlar bulunma olasılıkları fazla olan temel enerji düzeylerinde bulunurlar.Her enerji düzeyinde n kare kadar orbital, 2nkare kadar da elektron bulunur.

Nükleer Reaktörler

Salı, 06 Kasım 2007

NÜKLEER REAKTÖRLER

Nükleer rektörler; içersinde nükleer reaksiyonların yürütüldüğü ortamlardır. Çok büyük enerji açığa çıkaran iki tür nükleer reaksiyon vardır. Bunlar ; büyük atom çekirdeklerinin parçalanması (fizyon) veya küçük atom çekirdeklerinin birleşmesi (füzyon) reaksiyonlarıdır. Bu yüzden nükleer reaktörler ; içerisinde gerçekleşen reaksiyonlara göre ikiye ayrılabilirler :

1. Fizyon Reaktörleri

2. Füzyon Reaktörleri

Halihazırda füzyon reaksiyonuyla çalışan nükleer bir reaktör mevcut değildir. Fikir olarak 1942‘de ortaya atılan füzyon olayı ancak 1952‘de bomba olarak1942‘de ortaya atılan füzyon olayı ancak 1952‘de bomba olarak denenebilmiştir. Bu yüzden gücün kontrol altına alınması başka bir deyişle nükleer füzyona dayanan bir nükleer reaktör yapılması ise henüz gerçekleşememiştir. Ancak bu konudaki çalışmalar bütün hızıyla devam etmektedir. Günümüzde farklı şekillerde tasarlanmasına rağmen temel olarak fizyon reaksiyonuna dayanan yüzlerce nükleer reaktör mevcuttur. Atom bombasında çok kısa sürede gerçekleşen fizyon reaksiyonu nükleer reaktörlerde çok daha kısa sürede gerçekleştirilerek olay kontrol altına alınır. Nükleer reaktörü oluşturan entegre önemli elemanlardan birincisi uranyum ;yakıttır. (239Pu ‘da yakıt olarak kullanılabilir.)

Uranyum radyoaktif özelliği düşük olan bir elementtir. Reaktörde reaksiyona girmeden önce lastik eldivenle bile tutulabilir. Ancak fizyon sonucunda oluşan ürünlerin çoğu oldukça radyoaktiftir. Nükleer reaktör çalışmaya başladıktan sonra ne içine girmek nede reaktörden çıkan yakıt atıklarına yaklaşmak imkansızdır.

Yakıt olarak kullanılacak uranyumun reaktöre girmeden önce her türlü safsızlıktan arındırılması gerekir. Ayrıca yapısındaki 235U oranı % 3 dolayın yükselmiş olan izotopik olarak zenginleştirilmiş uranyum daha kullanışlıdır. Günümüzde yakıt olarak UO2 tercih edilmektedir. Uranyumdioksit önce toz haline getirilip sonra 1 cm çap ve yüksekliğinde silindirler şeklinde sıkıştırılır. Daha sonra fırında pişirilerek seramik yakıt lokması haline getirilen bu silindirler 4 m uzunluğunda ince bir metal zarf içine yerleştirilerek yakıt çubukları elde edilir.

Büyük bir reaktörde bu yakıt çubuklarından yaklaşık 50.000 tane vardır. Reaktörün ikinci temel elemanı nötron yavaşlatıcısıdır. Bunun için ise su kullanılır. Uranyum yakıt reaktörde bir su banyosuna daldırılmış cubuklar şeklindedir. Fizyon reaksiyonu sonucunda oluşan nötronlar yakıt çubuklarından su banyosuna geçerler. Su tarafından yavaşlatılan nötronların fizyon yapma yeteneği artar. bu yavaş nötronların yeniden uranyum yakıtı ile çarpışmaları ise fizyon olayını zincirleme reaksiyon şeklinde sürmesini sağlar.

Fizyon reaksiyonu sonucunda oluşan büyük ısınım yakıtın kızışmasını önlemek için ortamdan transfer edilmesi gerekir. Bunun için ise nötronları yavaşlatmak için ortamda bulunan suyun bir pompa ile devredilmesi sağlanır. Yaklaşık 3000C ‘de olan sıcak su borular yardımıyla soğuk su içeren bir hazneden geçirilir. Bu esnada ısı transferi ile soğuk su ısınarak buhar oluşur. Elde edilen buhar bir buhar türbininden geçirilerek ısı enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür.

Nükleer reaktörlerin entegre önemli elemanlarında bir diğeri ise kontrol çubuklarıdır. Reaktörün kontrolü ortamdaki nötron sayısını kontrolü ile mümkündür. Eğer fizyondan dolayı nötronların oluşma hızı uranyun yakıtı tarafından yakalanma hızına eşit ise reaktör aynı güçte çalışmaya devam eder. Ortamdaki nötronların çalışma sayısı arttıkça güç yükselir , azaldıkça düşer. Ortamda nötron kalmaz ise reaksiyon durur. Bunun için reaktöre kadminyun veya bordan yapılan ve nötronları soğuran kontrol çubukları yerleştirilir. Bu çubuklar reaktörde istenilen derinliğe indirilerek reaksiyon kontrol altında tutulur.

Sonuç itibariyle bir nükleer güç reaktörü temelde fizyon reaksiyonundan oluşan ısıyı yayan bir su ısıtıcısıdır. Aynı termik santrallerde de oluğu gibi elde edilen ısı ile sudan buhar , buharın türbinleri döndürmesinden ise elektrik enerjisi elde edilir. Prensip olarak birbirine çok benzeyen termik santrallerle nükleer santraller arasında çok önemli farklar vardır. Öncelikle nükleer santraller termik santrallerde olduğu gibi dışarı CO2 ve SO2 vermez. Kül bırakmazlar . Bundan dolayı çevreyi kirletmezler ancak nükleer reaktörden çıkan yakıt yüksek radyo aktiviteye sahip bir çok madde içeriri. Bu nükleer atıkların çevre ve insana zarar vermeden tasfiye edilmesi çok önemli bir problemdir. Bu atıkların dış ortamla irtibatı mümkün olmayan sorulara yol açabilir. Bu konudaki en büyük gelişme nükleer atıkların yeryüzünü 500 ile 1200 metre altında inşaa edilen özel depolara gömülmesidir. Yer altında gömülü olan nükleer atıkların yeryüzüne çıkmasını sağlayacak tek mekanizma yer altı suyu ile teması olacaktır. Bunun için atıkları gömüleceği yer seçiminde jeolojik ve çevresel faktörler dikkate alınır. Ayrıca bu atıklar yüksek sıcaklıkta cam eriyiği ile karıştırılıp metal silindirler içine boşaltılır. Ve soğuduğunda camsı bir yapı oluşturur. Cam suda çözünmeyen uygun mekanik özelliklere sahip bir malzeme olduğundan yer altındaki nükleer atıkların yeryüzüne çıkma olasılığını azaltır. Aslında nükleer atıkların tehlikesi kurşun , civa ve arsenik gibi zehirli atıklara kıyasla daha azdır. Çünkü nükleer atıkların radyoaktivitesi zamanla azalırken ,zehirli atıklar çevreye atıldıkları ilk günkü gibi kalırlar.

ENERJİ ve ÇEVRE

Enerji üretiminin çevre etkileri değişik biçimlerde değerlendirilebilir. Bu değerlendirmeler, her bir kaynak için birim enerji üretimine karşılık gelen kirleticimadde tip ve miktarları, bunların çevre ve atmosfer içerisinde dağılımları, çalışanların ve halkın sağlığı üzerine etkileri, atığın miktarı ve zehirliliği, uzun dönemde çevre ve ekolojik sistemler üzerindeki etkileri açılarından yapılabilir.

Dünya elektrik üretim rakamları incelendiğinde %60 ile en büyük payı fosil yakıtlar almaktadır. Fosil yakıtlar (kömür, petrol ve doğalgaz), hemen hemen bütün ülkelerde temel enerji üretim kaynağı olarak karşımıza çıkarlar. Fosil yakıtların çevre etkileri göz önüne alındığında karşımıza sera etkisi asit yağmurları ve hava kirliliği çıkar. Bu tür yakıtlardan yanma sonucu enerji elde edildiğinde yanma ürünleri (CO2,NOx ve SO2 gibi gazlar), baca gazı olarak atmosfer içinde dağılırlar. Baca gazları ayrıca uçucu kül ve hidrokarbonları içerirler. Nikel, kadmiyum, kurşun, arsenik gibi zehirli metaller de fosil yakıtların yanması sonucu atmosfere atılan diğer maddelerdir. CO2, sera etkisi oluşumunda etkin rol oynamaktadır. Dünyadaki endüstriyel gelişme öncesi atmosferdeki CO2 konsantrasyonu 280 ppm (milyonda bir ) dolaylarında idi. Bu konsantrasyon, 1958′de 315 ppm ve 1986′da 350 ppm düzeyine kadar yükselmiştir. Artan CO2 miktarı, yerkürenin sıcaklığının artmasına neden olmakta, bu da iklim dengelerinin bozulmasına yol açmaktadır. SO2 ve NOx ise esas olarak asit yağmurlarına yol açmaktadır. Atmosferdeki su buharı ile birleşen SO2 ve NOx ise esas olarak asit yağmurlarına yol açmaktadır. Atmosferdeki su buharı ile birleşen SO2 ve NOx sülfürik ve nitrik asit oluşturmakta ve bu da dünyanın ekolojik dengesinin bozulmasına neden olmaktadır. Bütün fosil yakıt artıkları kış aylarında pek çok şehrimizi etkisi altına alan hava kirliliğine yol açtığını da unutmamalıyız. Fosil yakıtların çevre etkileri bunlarla da sınırlı değildir. Örneğin kömür madenciliği hem çalışanlara sağlık riski getirmekte, hem de ülkemiz için pek yabancı olamayan metan gazı patlamaları nedeni ile ölümlere yol açabilmektedir. Diğer bir sorunla da fosil yakıt taşımacılığında karşılaşılmaktadır. Petrol taşıyan tankerlerin neden olduğu kazalar yüz binlerce ton petrolün denize yayılmasına neden olmuştur. Bunun canlı bir örneğini geçtiğimiz aylarda İstanbul Boğazı’nda yaşadık.

Hidroelektrik santraller ile elektrik üretimi, dünyada toplam elektrik üretimine yaklaşık %23 oranında katkıda bulunmaktadır. Hidroelektrik santralleri ile enerji üretimi için uygun coğrafi koşulların sağlanması gerekmektedir. Günümüz koşullarında kullanılabilir hidroelektrik kapasitenin büyük bir bölümü halihazırda kullanılmaktadır. Hidroelektrik santrallerin çevre ile etkileşimlerine gelince, büyük su rezervuarlarının oluşması nedeni ile ortaya çıkan toprak kaybı sonucu doğal ve jeolojik dengenin bozulabilmesi olasıdır. Bu rezervuarlarda oluşan bataklıklar da, metan gazı oluşumu için uygun bir ortam teşkil ederler. Yakın geçmişte barajların yıkılması sonucu meydana gelen kazalar, pek çok kişinin ölümüne neden olmuştur.

Dünyada elektrik üretimi içinde %17 gibi önemli bir pay, nükleer reaktörler tarafından sağlanmaktadır. Bu oran gelişmiş ülkelerde çok daha yüksek rakamlara ulaşmaktadır. Örneğin fosil yatakları kısıtlı olan Fransa, elektriğin %70′ini nükleer enerji ile sağlamaktadır. Nükleer enerjinin çevreye etkisi fisyon ürünü radyoaktif izotopların yayılması durumunda söz konusu olur. Bunun kötü bir örneğini 1986′da Çernobil reaktöründeki kaza ile yaşadık. Bu kazanın nedeni türbin kontrolü sırasında reaktör güvenlik sistemlerinin devre dışı bırakılmış olmasıdır. Çevreye yüksek miktarda radyoaktivitenin salınması ise, reaktörün koruma kabının olmamasından kaynaklanmaktadır. Bu reaktörün yetersiz tasarımını, günümüzde çalışan 400′ ün üzerindeki reaktör için genellemek doğru değildir. Bu reaktörler uzun süredir güvenli olarak çalışmaktadırlar. Bütün mühendislik sistemleri gibi nükleer reaktörler de kaza riski taşımakta, ancak alınan önlemler ile bu risk milyonda bir çok düşük bir olasılığa indirilmektedir. Öncelikle şunu söylemek gerekir ki nükleer reaktörler fosil yakıtlar gibi atmosferik kirlenmeye yol açan atık üretmezler. Normal günlük yaşantımızda karşılaştığımız radyoaktivitenin ancak çok küçük bir kısmı nükleer reaktörlerden kaynaklanmaktadır. Bunu kişi tarafından alınan radyasyon dozu için kullanılan "rem" ile ifade ettiğimizde ilginç sonuçlar ile karşılaşabiliriz. Dünyada doğal olarak bulunan radyoaktif izotoplar nedeni ile kişi başına düşen ortalama doz yaklaşık 26 miliremdir. Kozmik ışınlar nedeni ile alınan doz ise, 28 milirem düzeyindedir. Bunlardan korunmanın hiç bir yolu yoktur ve herkes yaşadığı yöreye bağlı olarak az ya da çok bu dozu alır. Doğal radyasyon dışında insanların maruz kaldığı en büyük radyoaktivite kaynağı ise tıbbi amaçlı röntgen ya da radyoterapidir. Göğüs ya da diş için uygulanan x-ışınları, yaklaşık 10 miliremlik doza karşılık gelir. Diğer organlar için bu daha da yüksektir. Nükleer silah denemelerinden kaynaklanan doz ise yıllık 4 ile 5 milirem düzeyindedir. Nükleer enerjiden kaynaklanan doz ise yılda 1 milirem civarındadır. Bu, reaktörlerin çalışması sırasında çevreye verilen radyasyonun yanında uranyum madenciliği, yakıt fabrikasyonu ve kullanılmış yakıt işleme tesislerinin yaydığı radyasyonu da kapsamaktadır. Yapı malzemelerinden yılda yaklaşık 7 milirem düzeyinde doz almaktayız. Uçak ile yerden yaklaşık 12 km yükseklikte yolculuk yapmak, kozmik ışınlar nedeni ile saatte yaklaşık 0.5 milirem doz alınması neden olur. Günde bir buçuk paket sigara içen kişinin alacağı yıllık doz, yaklaşık 8000 miliremdir. Termik santraller de küller ile birlikte doğaya radyoaktivite salarlar. Bunun bir örneğini Yatağan’da yaşadık. Çernobil kazası sonucu alınan radyasyon dozu ise, yere bağlı olarak değişim göstermektedir. Örneğin reaktör çevresinde, 3 kilometre yarıçapında bir alan içersinde alınan ortalama doz 3300 miliremdir. Alınan bu yüksek doz insanların kansere yakalanma toplam riskini yaklaşık %4 oranında artırıp; %20′den %24′e çıkarmıştır. Kazanın diğer ülke insanları üzerindeki etkisi ise değişiktir. Örneğin kaza sonrası bir yıl boyunca Türkiye’de alınan en yüksek doz 59 milirem ve ortalama doz ise 15 miliremdir. Bu rakamların değerlendirilmesi için uluslararası kabul edilen standartlar ile gerekebilir. Uluslararası Radyasyondan Korunma Komisyonu (ICRP) standartlarına göre, nükleer reaktör çalışanlarının yılda en çok 5000 milirem doz almasına izin verilebilir. Daha sonra yapılan değişiklik ile bu sınır son beş yılın ortalaması için yıllık 2000 milirem olarak önerilmiştir. Nükleer reaktörlerin normal durumunda bu dozların yaklaşık onda birini sağlayacak çalışma koşulları sağlanmaktadır. Genel halk içinse, çalışanlara uygulanan ve ıçrp tarafından belirlenen doz sınırlarının onda biri sınır olarak uygulanmaktadır.

NÜKLEER FİSYON

İnsanlığın enerji sorununa kalıcı çözümün nükleer enerji olduğu bir çok teknisyen ve bilim adamı tarafından dile getirilmektedir. Nükleer enerjinin iki üretim türü vardır. Bunlardan biri, gerçekten çok uzun dönemde insanlığın enerji açısından kurtarıcısı olduğuna inanılan füzyon enerjisidir. Kanımca, füzyon enerjisinden yararlanılarak elektrik enerjisi elde etmenin ticari boyuta ulaşmasının yaklaşık daha bir asırlık geliştirmeye ihtiyacı vardır. Ama sonunda bu tür enerjiden yararlanma yolları bulunacak ve insanlığın hizmetine sunulacaktır. Diğer tür ise, halen insanlığın hizmetinde bulunan ve en temiz elektrik enerjisi üretim santrallerinin yapımında kullanılan, fisyon enerjisidir. Bu enerji türünün geçmişi çok kısa olmakla birlikte, ticari kullanım alanları vardır ve bir çok ülkenin elektrik enerjisi üretiminde önemli bir pay almaktadır.

Doğadaki atom çekirdeklerinin kararsız olanları daha kararlı olabilmek için çekirdek içinden bazı parçacıkları atarak değişime uğrarlar. Buna radyoaktivite denir. Örneğin, her canlı varlığın içinde bulunan ve kozmik ışınlar nedeniyle oluşan, karbon 14′ün bir gramının yarısı 5770 yıl içinde değişim geçirerek, azot gazı olur. Bu değişim karbon 14 çekirdeği içinden bir elektronun atılması yani bir Beta bozulması ile gerçekleşmektedir. Sözü edilen süreye de yarı ömür denir. Bazı ağır çekirdekler, içlerinden daha ağır parçacıklar atarak ilk durumlarından daha kararlı bir çekirdeğe dönüşebilir. Örneğin, toryum bir milyar dört yüz milyon yıl yarı ömür ile Alfa bozulumu adı verdiğimiz, çekirdek içinden bir helyum atomunun çekirdeğini atarak, biraz daha kararlı bir çekirdeğe dönüşür.

Bazı çekirdekler o denli kararsız olabilirler ki, içlerinden bir parçacık atmak yerine ikiye parçalanabilirler. Bu çekirdek tepkimesinin teknik adı da fisyon, yani bölünmedir. Tabii kendi kendine fisyon yapan çekirdeklerin doğada bulunması fevkalade zordur. Bazı çekirdek içi parçacıklar ile etkileşmeye giren ağır çekirdeklerin oluşturduğu çok kararsız çekirdekler fisyon yapabilir. Bazı çekirdek içi parçacıklar ile etkileşmeye giren ağır çekirdeklerin oluşturduğu çok kararsız çekirdekler fisyon yapabilir. Doğada bulunan Uranyum 238 çekirdeğinin kendi kendine fisyon yapma yarı ömrü 1.0E+16 yıl diğer taraftan insan yapısı olan fermium’un kendi kendine fisyon yapma yarı ömrü bir yıldan daha azdır.

Bir çekirdeğin kararlılığı, çekirdeği oluşturan parçacıkların birbirlerine ne denli sıkıca bağlı olduklarının bir ölçüsüdür. Teknik terim olarak buna çekirdeğin bağlanma enerjisi denir. Çeşitli çekirdeklerin parçacık başına düşen ortalama bağlama enerjilerine dikkat edersek, en kararlı çekirdeklerin atom ağırlıklarının demir, nikel, kobalt gibi 60 civarında olduğunu görürüz. Dünyada demir ve benzeri metaller bu nedenle uranyum ve toryumdan daha boldur.

Hafif çekirdeklerin bağlama enerjileri demire kıyasla daha azdır. Bu tip çekirdekler başka çekirdeklerle ile bir araya gelerek daha kararlı çekirdek oluşturabilirler. İşte bu sürece füzyon yani kaynaşma diyoruz. Diğer taraftan demirden daha ağır çekirdekler parçalanarak daha kararlı çekirdeklere dönüşebilir. Bu parçalanma bazen hızlandırılabilir ve bu sürece de fisyon adı verilir.

NÖTRON İLE FİZYON

1932 yılında Sir James Chadwick İngiltere’de, atom çekirdeğinden çıkan ve elektrik yükü olmayan bir parçacığın varlığını gözledi. Daha sonra adına nötron denilen bu temel parçacığın proton ağırlığında olduğu ve çekirdek içine rahatlıkla girebildiği gözlendi. Enrico Fermi bunu izleyen yıllarda İtalya’da nötron ile yaptığı deneylerde ilginç sonuçlar elde etti. Nötronlar ile bazı çekirdekleri bombardıman eden Fermi yeni izotoplar elde ediyordu. Aynı deney tahta masada yapılınca metal masada yapılana kıyasla daha fazla nötronun yutulduğu ve üretilen yeni çekirdeklerin daha fazla olduğu gözleniyordu. Daha sonra bu olaya tahtanın içinde bulunan hidrojen ile karbonun yol açtığı ve nötronların uygun maddeler ile yavaşlatılabildiği ortaya çıktı. Daha yavaş hareket eden bir nötron daha uzun süre çekirdek etrafında kalabilir ve etkileşme yapma olasılığı çok daha artar.

1939 yılında, Hanh ve Strassman Almanya’da, uranyumdan daha ağır çekirdek yaratmak için uranyumu yavaş nötronlar ile bombardıman ettiklerini fakat çoğunlukla, örnekte hiç bulunmayan, daha hafif çekirdekler ürettiklerini biraz da çekinerek ve kuşkuyla yayınladılar. Daha sonra bunun nötronlar yardımı ile oluşan fisyon olduğu ortaya çıktı. Aynı yıl Macar Szilard bu yeni buluşun değerini anlayarak Naziler durumu kavramadan Müttefiklerin savaş için derhal fisyondan faydalanması için çalışmalara başladı. Bundan sonrası hemen herkesin bildiği, hikayelerini okuduğu, filmlerini izlediği Manhattan projesi olarak tarihe geçti. 1939 yılında bulanan fisyon, 1942 yılında ilk CP1(Chicago Pile 1) nükleer reaktörünün yapımı ile kullanılabilen bir enerji üretme yöntemi olarak ortaya çıkmaya başlamıştır. 1944 yılında ve daha sonra yapılan üretim ve araştırma reaktörlerinden sonra ilk elektrik enerjisi üreten reaktör 1954 yılında Rusya’da Obninsk’te 5 Mw gücünde üretime başlamıştır.

FÜZYON

• Faydalı füzyon reaksiyonları

- D-T (döteryum-trityum) füzyon reaksiyonu

- D-D (döteryum-döteryum) füzyon reaksiyonu

• Füzyon için sağlanması gerekn şartlar

- Sıcaklık

- Hapsetme

- Lawson Kriteri

• Plazmanın Hapsedilmesi Metotları

• Magnetik Hapsetme

• Eylemsiz Hapsetme

FÜZYON REAKSİYONLARI

Bir füzyon reaksiyonundan öngörülen enerjinin elde edilmesi için

• reaksiyon düşük sıcaklıkta oluşmalı

• yüksek enerji açığa çıkmalı

• büyük bir tesir kesitine sahip olmalıdır

• tepkimeye girecek olan maddeler kolayca bulunabilmelidir

• plazmanın yeniden ısıtılması için yüklü parçacıklar elde edilemli

• farklı etkileşmeleri önlemek için enerjisi yüksek olan nötronlar açığa çıkmamalıdır

D-T Reaksiyonu

Döteryum bir proton ve bir nötrondan oluşan hidrojen çekirdeğinin bir izotopudur. Bilindiği gibi izotop proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan atom çekirdekleri için kullanılan bir tanımdır. Simgesel olarak 12H ţeklinde gösterilir.

Trityum bir proton ve iki nötrondan oluşan Hidrojen çekirdeğinin bir diğer izotopudur. Simgesel olarak 13H ţeklinde gösterilir.

Döteryum- Trityum füzyon tepkimesi aşağıdaki şekilde meydana gelir.

Bu tepkimenin özellikleri :

• Büyük tesir kesitine sahiptir

• Gerekli olan sıcaklık 4.4 keV’dir. 1 eV yaklaşık olarak 11600 K’ dir. Yaklaşık olarak bu sıcaklık değeri 51040000 K’ lik bir sıcaklık demektir.

• Ortaya çıkan enerji 17.6 MeV gibi yüksek bir enerjidir.

• 3.5 MeV’ lik enerjiye sahip olan Helyum çekirdeği başka bir deyişle alfa parçacığı plazmanın yeniden ısıtılması için kullanılır.

D-T reaksiyonunun gerçekleştirilmesinde aşağıdaki problemlerle karşılaşılır.

• Trityum kolayca bulunan bir yakıt değildir. Oldukça ender bulunan Lityum çekirdeği izotoplarından aşağıdaki reaksiyonlar sonucu elde edilir.

Bu tepkimeler füzyon reaktörünü çevreleyen bir lityum tabakası ile nötronların etkileşmesi sonucu elde edilir ve ürünler direk olarak tepkimeye sokulabilir.

• D-T reaksiyonu sonucu açığa çıkan enerjisi yüksek olan nötronların rekatör ile etkileşmeye girerek reaktöre zarar vermesi maliyetin artmasına neden olur.

D-D Reaksiyonu

İki döteryum çekirdeğinin direk olarak reaksiyona girmesiyle meydana gelen füzyon reaksiyonudur. Ve aşağıda gösterildiği şekilde meydana gelir.

• D-T reaksiyonundan daha düţük bir tesir kesiti yani reaksiyon oranına sahiptir. Ve dolaylı olarak bu olumsuz bir durumdur.

• 48 keV gibi yüksek bir sıcaklıkta meydana gelir.

• Füzyon reaksiyonu başına açığa çıkan enerji yaklaşık olarak 4 MeV kadardır.

• Yakıt deniz suyundan kolayca elde edilebilir.

D-D ve D-T füzyon reaksiyonlarının kıyaslanması

• D-T reaksiyonunun tesir kesiti D-D reaksiyonuna kıyasla daha büyüktür.

• D-T reaksiyonu daha düşük sıcaklıkta meydana gelir.

• Ticari olarak düţünülen füzyon tepkimesi maliyeti düţük olduđundan D-D reaksiyonudur.

Lawson Kriteri

• Plazmanın dağılmadan hapsedilmesi için gerekli zamanın ve plazma yoğunluğunun ilişkisini tanımlar

• Plazmanın dağılmaması için “Dışarı Çıkan Güç” =”İçeri Giren Güç” olmalıdır.

• D-T plazması için

nd döteryum iyonları yoğunluğu ve nt trityum iyonları yoğunluğu toplamının ne elektron yoğunluğu toplamına eşit olması gerekir.

nD+nT=ne ve nT=nD olmalıdır. Bu son eşitlik plazmanın toplam elektriksel yük açısından nötr olması gerekliliğinden sağlanması gerekir,

• Plazma içinde üretilen güce karşı resaksiyonu başlatmak için plazmayı ısıtmakta kullanılan güç dengeli olmalıdır.

- Plazma içindeki reaksiyon oranı  =nD+nT< V> ile tanımlanır.

- Eğer her füzyonda E kadarlık enerji üretilirse plazma içinde üretilen füzyon gücü;

Pfüzyon=(n/2)(n/2) VE=(n2/4) E j/s/cm3 olmalıdır bu plazma içinden dışarı çıkan güçtür.

- Eğer plazma bir T sıcaklığına sahipse toplam enerjisi

Etermal=(ne+nD+nT)(3/2)kT=3nkT dir.

Plazma enerjisinde bir  hapsetme süresi boyunca düzenli oranda kaybedilen enerji

Pkayıp=(3nkT)/ j/s/cm3 ‘dir.

Bu durumda içeri giren güç ve dışarı çıkan güç için sahip olunan ifadeler

Pfüzyon>Pkayıp ise n >(12kT)/ (VE)

Bu eşitsizlik Lawson Kriteri olarak anılır. Bu ifade plazmanın dağılması için gereken hapsedilme süresini ve hapsedilmesi gereken parçacık sayı yoğunluğunu verir.

• D-T reaksiyonu için n >3.1020 sn/cm3’dür.

• D-D reaksiyonu için bu değer n >1022 sn/cm3 mertebesindedir.

Nükleer Güç Santralleri

Nükleer Güç Santralları ile Termik Santraller birbirleri ile benzer özellikler taşırlar. Her iki santral tipinde de elde edilen buharın ısıl enerjisi türbinde mekanik enerjiye ve mekanik enerji de dejeneratörlerde elektrik enerjisine dönüştürülerek elektrik üretilir. Bu santraller arasındaki temel fark buharın elde ediliş yöntemidir. Bütün nükleer reaktör tiplerinde bölünmeden açığa çıkan enerji buhar üretiminde kullanır ve bu buhar üretimi doğrudan reaktörün korunda ya da buhar üreteçlerinde yapılır. Bu nedenle nükleer reaktörlerdeki bölünme reaksiyonu termik santrallarda fosil yakıt yakmakla aynı işleve sahiptir.

İlk olarak nükleer güç santrallerini tanıtmadan önce bölünme (fisyon) reaksiyonu mekanizmasını anlatmakta yarar vardır. Nükleer reaksiyonda açığa çıkan enerji, temelde U235 izotopunun ya da herhangi bir bölünmeye yatkın (fisil) izotopun (Pu239, U233) nötronla etkileşmesinden ötürü parçalanması olayı sonucunda açığa çıkan fazlalık bağlanma enerjisidir.

Nötronla etkileşen U235 çekirdeği kararsız hale geçerek, kendisinden daha hafif iki çekirdeğe ayrılır ve bu esnada da ortalama olarak iki nötron açığa çıkarır. Bu reaksiyon sonucu açığa çıkan bölünme enerjisi yaklaşık 200 MV’dir. Bu enerji buhar üretimi için soğutucuya aktarılır ve açığa çıkan nötronlardan biri bölünmeye yatkın başka bir izotopu parçalayarak zincirleme reaksiyonuna sebep olur. Diğer nötron ise reaktör içindeki diğer malzemeler tarafından yutulur ya da sistemden kaçar. Nükleer reaktörler bu zincirleme bölünme reaksiyonunun kontrollü olarak yapıldığı sistemlerdir. Bölünme reaksiyonunun önemini anlamak için 1 kg U235 izotopunun yanması sonucu açığa çıkan enerjinin yaklaşık 1.3 milyon kg kömürünkine eşdeğer olduğunu belirtmek yeterli olacaktır.

Bölünme reaksiyonu sonucu açığa çıkan nötronların etkili bir şekilde kullanılabilmesi için bölünmeye yatkın izotoplarla etkileşme olasılıklarını arttırmak gerekir. Bu nedenle bölünme reaksiyonlarından açığa çıkan hızlı nötronlar moderatör adı verilen yavaşlatıcı malzemeler yardımı ile yavaşlatılarak bölünmeye yatkın malzemelerle etkileşim olasılıkları arttırılır. Diğer bir malzeme de yansıtıcı (reflector) dır. Bu malzeme korun etrafına yerleştirilerek nötronların sistemden dışarı kaçma olasılıklarını azaltmak için kullanılır. Moderatör malzemesi aynı zamanda yansıtıcılık işlevini de görebilir.

İlk kontrollü bölünme reaksiyonu 1942 yılında Amerika Birleşik Devletlerinde inşa edilen CPI Reaktöründe gerçekleştirilmiştir. Bu reaktörde yakıt malzemesi olarak doğal uranyum ve moderator olarak grafit kullanılmıştır. İlk nükleer reaktörde olduğu gibi nükleer reaktör tasarımcılarının reaktör yakıtı için seçimleri doğal uranyum (%0.71 U235, %99.27 U238) ya da %3, %4 oranında zenginleştirilmiş uranyumdur. Eğer yakıt doğal uranyum seçilirse moderator olarak grafit ya da ağır su kullanılmalıdır.

Günümüzde, elektrik üretimi için kullanılan santralların büyük bir bölümü Basınçlı Su Reaktörü (PWR), Kaynar Su Reaktörü (BWR), ve Basınçlı Ağır Su Reaktörüdür (PHWR). Bunlardan ilk ikisi, hafif su soğutmalı termal reaktör sınıfına girer, moderator ve reflektör malzemesi olarak da hafif su kullanılır. Üçüncü reaktör tipi ise dünyada ilk olarak Kanada’da elektrik üretimi için kurulan ve soğutucu olarak ağır su kullanan Basınçlı Ağır Su Reaktörüdür.

BASINÇLI SU REAKTÖRÜ (PWR)

Basınçlı su reaktörleri ticari olarak elektrik üretimi için ABD’de kullanılan ilk reaktör tipidir. Bu tür reaktörlerde korda üretilen enerji birincil devre soğutucu vasıtasıyla kordan çekilir. İkincil devrede buhar üreteçlerinden alınan buhar türbinlerinde genişletilerek jeneratörde elektrik üretilir. Birincil devre basıncı, soğutucu suyun kaynamasını engellemek için, 15-16 MPa civarındadır.

Soğutucunun kora giriş sıcaklığı 290-300 C, çıkış sıcaklığı ise 320-330 C civarındadır. Reaktör korundan çıkan soğutucu türbinlerde kullanılan buharın üretimi için buhar üreteçlerine gönderilir. Reaktörlerin birincil soğutucu devreleri iki, üç ya da dört tane benzer döngüden oluşur. Her bir döngüde bir buhar üretici, bir reaktör soğutucu pompası ve bağlantı boruları bulunur. Ayrıca reaktör basıncını kontrol edebilmek için bir basınçlayıcı bu döngülerden biri üzerinde bulunur.

Yakıt içinde fisyondan açığa çıkan nötronlar soğutucuda yavaşlatılarak zincirleme fisyon reaksiyonunu sağlarlar. Aynı anda açığa çıkan kinetik enerjinin büyük bir kısmı yakıt içinde ısıl enerjiye dönüşür ve bu enerji ısı iletimi ile soğutucuya aktarılır, bir kısmı ise hızlı nötronlar tarafından moderasyon anında moderator vazifesi de gören soğutucuya aktarılmıştır.

Reaktör koru dayanıklı bir çelikten yapılmış silindirik bir basınç kabı içerisinde yerleştirilmiştir. Basınç kabı bu tip reaktörlerin ömrünü kısıtlayan en önemli bileşendir. Hemen hemen bütün reaktör tiplerinde reaktör basınç kabı ve soğutucu sistemleri koruma kabı adı verilen çelik bir kabuğun içindedir. Bu çelik kabuk betondan yapılmış ikinci bir koruyucu yapının içerisinde yer alır. Bu sistem dış etkilerden reaktör sistemini korumak ya da reaktörden bir kazadan dolayı açığa çıkabilecek radyasyonun çevreye sızmasını önlemek için tasarlanmıştır.

KAYNAR SU REAKTÖRÜ (BWR)

Kaynar su reaktörü dünyada basınçlı su reaktöründen sonra en yaygın olarak kullanılan reaktör tipidir. Kaynar su reaktörleri (BWR) birçok yönden PWR reaktörüne benzemekle birlikte, temel fark reaktör koru içinde kaynama olayına izin verilmesidir. BWR tipi reaktörlerin diğer hafif sulu reaktörlere göre üstünlüğü reaktör koru içinde doğrudan elde edilen buharın türbinlere gönderilmesidir. Bu nedenden dolayı BWR reaktörleri doğrudan çevrim ile çalışır. Basıncın PWR tipi reaktörlere göre daha düşük olması nedeniyle (7 MPa) basınç kabı et kalınlığı daha düşüktür.

BASINÇLI AĞIR SU REAKTÖRÜ (PHWR)

Basınçlı Ağır Su Reaktörleri, Basınçlı Su Reaktörleri ile benzer özellikler taşırlar. Ağır su reaktörü olarak adlandırılmalarının nedeni moderator ve soğutucu için ağır su (D20) kullanmalarıdır. Bu tür reaktörlerin en yaygın olarak kullanıldığı ülke Kanada’dır. Kanadalılar son 40 yılda CANDU (CANada Deuterium Uranium) adını verdikleri Kanada reaktörünü tasarlayıp geliştirerek Basınçlı Ağır Su Reaktörü teknolojisinde lider olmuştur.

CANDU reaktörlerinde yakıt olarak doğal uranyum kullanıldığı için zenginleştirme tesislerine ihtiyaç yoktur. Düşük basınçta moderator, ağır su (D20) ve yatay silindir şeklinde bir reaktör kabı vardır. Reaktör kabının içinde yatay şekilde geçen 380 adet yakıt kanalı bulunur. Yakıt kanalları doğal uranyum yakıt ve ağır su soğutucusundan oluşur. Yakıt kanalındaki yakıt elemanları basınç tüpü içindedir.

Karışımların Ayrıştırılması

Salı, 06 Kasım 2007

KARIŞIMLARIN AYRIŞTIRILMASI

1. Elektriklenme ile Ayrıştırma

2. Mıknatıs ile Ayrıştırma

3. Öz kütle Farkı ile Ayrıştırma

4. Çözünürlük Farkı ile Ayrıştırma

5. Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma

6.Süzme ile ayırma

Karışımları Ayırma Yukarıdaki 6 Yöntemledir.

Karışımların Ayrıştırılması

1. Mıknatıs yardımı ile bazı maddeler ayrıştırılabilir. (Başlıca demir, kobalt, nikel metalleri mıknatısla ayrıştırılır.)

2. Bir katının sıvıda çözünmüş olduğu karışımlar sıvının buharlaştırılması ile ayrıştırılabilir.

3. Sıvı – sıvı homojen karışımları kaynama noktaları farklılığından yararlanılarak (Ayrımsal damıtma) ayrıştırılabilir.

4. Bir katının sıvıda çözünmemiş olduğu karışımlar süzme yoluyla ayrıştırılabilir.

5. Sıvı – sıvı heterojen karışımları ayırma hunisi yardımı ile yoğunluk farkından yararlanılarak ayrıştırılabilir.

6. Gaz karışımları gazların yoğunlaşma noktalarının farklılığından yararlanılarak ayrıştırılabilir.

7. Katı – katı karışımlarının bazıları çözünürlük farkından bazıları yoğunluk farkından bazıları erime noktalarının farklılığından yararlanılarak birbirinden ayrılabilir.

• Elektriklenme ile Ayrıştırma

Plastik bir tarakla taranan saç elektriklenir. Yün kazakları çıkarılırken çıtırtı sesleri ve kıvılcımlar oluşur. Ebonit Çubuk yün parçasına sürtüldüğünde küçük kağıt parçalarını çeker. Bu tür olaylar bazı cisimlerin sürtünme ile elektrik yükü kazanmasından kaynaklanır.

Elektriklenen maddeler hafif bazı maddeleri çekerler.

Kırmızı pul biber ve yemek tuzu karışımına elektrik yüklü ebonit çubuk yaklaştırıldığında çubuğun pul biberleri çektiği gözlenir. Pul biber yemek tuzundan bu metotla ayrıştırılmış olur.

• Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma

Hâl değiştirme sıcaklığından yararlanarak erime noktası farklı olan katı–katı karışımları, kaynama noktası farklı sıvı–sıvı karışımları ve yoğunlaşma noktaları farklı gaz–gaz karışımları birbirinden ayrılabilir.

Demir ve kurşundan oluşan bir karışımın ayrılması: Demirin erime noktası 1540°C ve kurşunun erime noktası 327,5°C’dir. Karışım bir potada ısıtıldığında erime noktası düşük olan kurşun önce erir. Sıvı hâle geçen kurşun süzülerek demirden ayrılır.

Maddelerin erime kaynama sıcaklıkları gibi, hal değiştirme sıcaklıklarının ayırt edici bir özellikleri olduğunu biliyoruz. Maddelerin bu özelliklerinin farklı oluşundan yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırabiliriz. Suda çözünen katı bir madde, suyun buharlaşması ile saf olarak elde edilebilir.

Belli bir sıcaklıkta diğerlerine göre daha fazla miktarda buharlaşan sıvıların kaynama noktası düşüktür. Örneğin; aynı koşullardaki etil alkol sudan daha çok buharlaştığından, kaynama noktası sudan düşüktür. 100°C, etil alkol 78°C’de kaynar.

Saf maddelerde hal değişimi süresince sıcaklık sabittir. Örneğin;100°C’ta kaynar. 0°C’ta donar. (1 atm’de) kaynama ve donma süresince sıcaklık sabittir. Çözeltilerde ise hal değişim süresince sıcaklık sabit değildir. Çözeltilerde, kaynama süresince sıcaklık artma; donma süresince sıcaklıkta azalma gözlenir. (artma ve azalmanın nedeni lise kimya 2 dersinde açıklanacaktır.)

• ÇÖZÜNÜRLÜK FARKI İLE AYRIŞTIRMA

çözünürlüğün, maddeler için ayırt edici bir özellik olduğunu biliyoruz.maddelerin çözünürlüklerinin farklı olmasından yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırabiliriz.Örneğin,salamura peynirinden suda bekletildiğinde,tuz suda çözünerek peynirden ayrılmış olur.Karışımda bulunan maddelerden biri çözücüde çözünüyor,diğeri çözünmüyorsa bu yöntemi uygulayabiliriz.

Her maddenin sudaki çözünürlükleri farklıdır.

Kükürt–bakır sülfat karışımın ayrılması

Kükürt–bakır sülfat karışımı suya atıldığında bakır sülfat çözünür, kükürt çözünmeden su üzerinde kalır. Çözelti süzgeç kâğıdından süzülürse kükürt ayrılır. Süzgeç kâğıdından geçen bakır sülfat çözeltisi ısıtılarak suyu buharlaştırılır ve bakır sülfat elde edilir. Böylece kükürt ve bakır sülfat ayrıştırılmış olur.

Yemek tuzu kum karışımın ayrılması

Yemek tuzu ve kum suya atılıyor, yemektuzu çözünüyor, kum çözünmüyor. Karışım süzüldüğünde kum süzgeç kağıdında kalıyor, Daha sonra tuzlu su çözeltisinin suyu buharlaştırıldığında geriye tuz kalıyor.

Potasyum nitrat ve sezyum sülfattan oluşan karışımın ayrılması

Karışımdaki maddelerin her ikisi de aynı sıvıda çözündüğü veya birinin çözünüp, diğerinin çözünmediği sıvı bulunmadığı durumda karışımdaki maddelerin çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişiminden yararlanılır.

Çözeltinin sıcaklığı değiştirilerek, ayrımsal kristallenme ile çözeltideki maddeler ayrı ayrı elde edilir.

Sıcaklığın artırılmasıyla potasyum nitratın (KNO3) çözünürlüğü artarken, sezyum sülfatınki (Cs2SO48H2O) azalır. Karışım suya atılarak hepsinin çözünmesi sağlanır. Sıcaklık artırılırsa sezyum sülfat, azaltılırsa potasyum nitrat çöker. Daha sonra çökelti süzgeç kağıdından süzülerek ayrılır. Kalan çözeltinin suyu buharlaştırılır.

• MIKNATISLANMA İLE AYRIŞTIRMA

Bazı maddeler mıknatıs tarafından çekilirken bazıları çekilmez. Demir,kobalt,nikel gibi maddeler mıknatıs tarafından çekilebilen; çinko alüminyum,şeker,kükürt gibi maddeler mıknatıstan etkilenmeyen maddelere örnektir.

Çivi, toplu iğne, makas, pense gibi maddelerin mıknatıs tarafından çekilir. Bu maddelerin yapısında demir vardır

Demir tozu–kükürt karışımı, demirin mıknatıstan etkilenme özelliğinden yararlanılarak ayrıştırılır.

• ÖZ KÜTLE FARKI İLE AYRIŞTIRMA

Öz kütleleri farklı iki katı karışımı:

İki katının da çözünmediği bir sıvıya atılır. Katıların öz kütleleri farklı olduğundan ve sıvıda çözünmediğinden sıvı içerisinde farklı bölgelerde toplanırlar.

Özkütle maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Bu özellikten yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırabiliriz. Örneğin, buğday ile samanı havaya savurduğumuzda rüzgar, öz kütlesi küçük olan samanı uzağa sürükler böylece buğday samandan ayrılmış olur. Öz kütle farkıyla Ayırma yöntemi, suda çözünmeyen katı maddelerden oluşan karışımların ayrılmasından kullanılabileceği gibi, birbiri içinde çözünmeyen sıvı maddelerin ayrılmasında da kullanılabilir. Farklı iki katı maddeden oluşan bir karışımı ayırmak için, bu karışımın üzerine bileşenlerle etkileşmeyen sıvı eklenir. Sıvının öz kütle değeri, bileşenlerin öz kütle değerleri arasında olmalıdır. Karışımı oluşturan maddeler öz kütlelerin göre tabakalar halinde sıralanır. Öz kütlesi sıvıdan büyük olan kabın altında, küçük olan ise kabın üst kısmında toplanır. Böylece karışımı oluşturan maddeler birbirinden ayrılır.

Kum ve naftalin karışımının ayrılması:

Karışım suya atılır. Kumun yoğunluğu sudan fazla olduğundan dibe çöker, naftalinin yoğunluğu sudan az olduğundan suyun üst kısmında kalır. Üstteki naftalin alınır. Geriye su–kum karışımı kalır, su süzülür. Böylece kum naftalinden ayrıştırılmış olur.

Öz kütleleri farklı ve birbiri içerisinde çözünmeyen iki sıvı, karışımı ayırma hunisi yardımıyla ayrıştırılabilir. Öz kütlesi büyük olan altta, küçük olan üstte bulunur.

Ayırma hunisi, alt kısmında musluk olan kılcal boruya sahip bir cam balondur.

Karbontetraklorür-Zeytin yağı–bakır sülfat karışımının ayrılması:

Karışım ayırma hunisine konur. Karışım, böyle bir kapta bir müddet dinlendirildiğinde karbontetraklorür en altta, zeytinyağı en üstte faz olarak bulunur.

Musluk açılarak karbontetraklorür bitinceye kadar alttaki behere aktarılır. Daha sonra bakır sülfat alınır. Zeytinyağı, ayırma hunisinde kalır. Böylece zeytinyağı–karbontetra klorür – bakır sülfat karışımı ayrıştırılmış olur.

SÜZME İLE AYIRMA

Katının sıvı içinde dağılması ile oluşan heterojen karışımları, bileşenlerine ayırmak için süzme yöntemi kullanılır. Bu yöntemde gözenekleri farklı büyüklüklerde olan süzgeçler kullanılır. Süzme yöntemini gerçekleştirmek için, kullanılan süzme aracının gözenek büyüklüğü süzülecek maddeye uygun olmalıdır. Uygulanan yöntemin tam olarak gerçekleşebilmesi için, kullanılan süzgecin gözenek büyüklüğü, ayrılacak katının tanelerinden küçük olmalıdır.

Süzme, gerek günlük yaşantımızda gerekse endüstride oldukça önemlidir.örneğin, çayı bardağa doldururken çay posasını ayırmak için süzgeç, haşlanmış makarnayı sudan ayırmak için kevgir, laboratuarda çeşitli katı maddeleri sıvılardan ayırmak için de farklı gözenek büyük lüğüne sahip süzgeç kağıtları kullanılır.

Sıvı Deterjanın Üretimi

Salı, 06 Kasım 2007

Sıvı deterjanın üretimi

Gerekli maddeler

LABSA (Lineer Alkil Benzen Sülfonit Asit), Lauryl Alkol(C12H25OH),diethanolamin, triethanolamin, sodyum sülfat, Su(H2O), Sodyum hipoklorit (%10′luk çözeltisi), Caustic sodyum hidroksit (%45′lik sodyum hidroksit çözeltisi)

Yapılışı

Önce %83,7 oranındaki suyun içerisinde %10′luk LABSA yavaş yavaş yedirilerek karıştırılır.LABSA ‘nın karışımı tamamlanınca %1′lik diethanol amin ve %2′lik triethanol amin ilave edilir. Daha sonra %1,7′lik Lauryl alkol ilave edilir.Viskositesi (akışkanlığı) ayarlanır. Bu işlem bitince %1′lik sodyumsülfat eklenir.En son %0.6 oranında sodyumhipoklorit katılır. Böylece gerekli maddelerin hepsi kazanlara katılmış olur. Karışma işlemi bittikten sonra dolum varillerinden bidonlara aktarılır. Ve sıvı deterjan piyasaya sürülmek için hazır bir duruma getirilir.

Üretim Yapan Firmalar:

Türkiye’de sıvı deterjan üretimi çeşitli ufak atolyelerde yaygın şekilde yapılmaktadır. Ancak işin biraz daha derinine inersek deterjan üretimi Lever, Benckiser gibi bazı büyük firmalar tarafından ciddi şekilde yapılmaktadır

Çamaşır suyunun üretimi

Gerekli Maddeler

Sodyumhipoklorit (NaClO) ‘in %5′lik çözeltisi, Su(H2O)

Yapılışı

İlk önce Tarım Koruma’dan %30′luk Konsantre Sodyum hipoklorit (NaClO) çözeltisi alınır. .Sonra imalat yerinde %5′e seyrelttirilir. Daha sonra kazanlarda yapılan karıştırma işlemi bitince bidonlara doldurulur.En sonunda ambalajlanarak piyasaya sevk edilir. Çamaşır suyuna bazen esans katılarak kokulandırılır.

KAYNAKLAR:

*Tempak San. Ltd. Şti.

Özet

Salı, 06 Kasım 2007

ÖZET

Bu tezi hazırlarken amacım, bazı ilaç üretim prosesleri hakkında bilgi vermek ve Türkiye’deki ilaç üretimi yapan bazı firmaları tanıtıp üretim yaptıkları ilaçların üretim yöntem ve teknolojilerinden bahsetmekti. Aynı zamanda ilaç üretim proseslerinde toplam kalite kontrolünün sağlanmasını öngören GMP de ana hatlarıyla ele alınmıştır

l. GİRİŞ

İlaç endüstrisi ülkemizde ve dünyada önemli bir yer teşkil etmektedir. Her geçen gün ilaç tüketiminin arttığı gözlenmekte ve bu sebeple ilaç endüstrisi büyük bir ekonomik potansiyel olarak karşımıza çıkmaktadır. İlaç endüstrisinde ülkemiz son yıllardaki yatırım faaliyetleri, teknoloji transferleri ve kalifiyeli elemanları sayesinde önemli bir noktaya ulaşmıştır. İlaç üretiminde kullanılan proseslerde son teknoloji ürünü elektronik ve mekanik araçlar kullanılmaktadır. Bu araçların çalışma prensiplerini temel kimya kuralları oluşturmaktadır. Bu projede ilaç üretiminde kullanılan temel proseslerden bazıları incelenmektedir. Bir ilaç üretiminde hammaddeden başlayarak en son işlem olan paketlemeye kadar olan evreleri anlatılmaya çalışılacaktır.

2. İLAÇ ÜRETİM PROSESLERİ

2.1 Toz İlaçların Üretimi

2.1.1 Tesiste bulunan parçalar

• Döküm ağzı

• Filtre (küçük yüzey alan)

• Filtre (büyük yüzey alanlı, basınç farkından kumanda edilerek filtre torbalarını) temizleme (çırpma) sistemli

• Atık hava vantilatörü (düşük kapasiteli)

• Atık hava vantilatörü (yüksek kapasiteli)

• Metal dedektörü (ayırıcı klapeli)

• Kuvvetli karıştırıcı (kıyıcı bıçaklı)

• Bant karıştırıcı

• Pompa

• Odacıklı ayırıcı

• Öğütme silosu

• Silo karıştırıcı

2.1.2 Tesisin çalışma şekli

Aktif madde ve yardımcı maddeler dökme ağzı üzerinden lödigeye verilir. Sıvı hammaddeler terazi üzerinden pompayla lödigeye püskürtülür.

Hammaddeler üst katta önceden tartılıp hazırlanır ve bir şarj için gerekli miktarlar döküm ağzı üzerinden kanştırıcıya doldurulur.

Formülasyon belirtilen süre kadar kıyıcılarla birlikte veya kıyıcılar çalıştırılmadan karşılaştırıldıktan sonra mamül, klape üzerinden öğütme silosuna bırakılır. Döküm ağzı, öğütme gerektirmeyen işler veya hazır fomülasyon doldurulması için öngörülmüştür.

Karıştırıcı içerisindeki ısı (mamülün ve havanın ısısı) ısı ölçüm yerleriyle kontrol edilmektedir. Öğütme silosu içerisindeki havanın ısısı ısı ölçüm yeriyle kontrol edilmektedir. Tesis, sıcaklık artışından dolayı alarm verdiğinde karıştırıcı veya öğütme silosuna bağlanmış bulunan yangın söndürme suyu gerekli kontroller yapıldıktan sonra vanası el ile açıldıktan sonra verilir. Öğütme havasının sıcaklığı ısı ölçüm yeri üzerinden kontrol edilmektedir.

Öğütme silosunun fazla doldurulması seviye alarm sistemiyle, karıştırıcıların ana motor devir sayılarıda seviye alarm sistemiyle kontrol edilir.

2.1.3 Jet değirmenin işletme ve temizlenmesi

Jet tablası günde birkaç kez yapılabilir. Öğütmede meme sayısı ilaçtan ilaca göre değişir. Kapatılacak olan memeler simetrik olarak kapatılmalıdır. Öğütülen mamülün özelliğinden ve öğütme havasının nemli olmasından dolayı değirmen tıkanabilir. Bu tıkanma sonucu Öğütme hava miktarı azalır. Azalma %10 civarında ise uygundur.

Eğer öğütme havasındaki azalma %10′ dan fazla ise değirmenin hava geçen çemberi yıkanmalıdır. Yıkamak için değirmen açılır. Tüm memeler sökülür, değirmen çemberi

basınçlı su püskürtme makinası ile basınçlı su püskürtülerek yıkanır ve arkasından basınçlı hava püskürtülerek kurutulur. Değirmen çemberi kurutulduktan sonra memeler tekrar takılır ve değirmen kapatılır.

2.1.4 Hattın temizlenmesi

Tesis, temizlikten önce üretilen mamül ile sonra üretilecek mamülün geçinebilirlik durumu incelenerek aşağıda yazılan temizlik metotlarından birine göre temizlenir.

• Filtre değiştirmeden kuru temizleme

• Filtre değiştirerek kuru temizleme

• Filtre değiştirerek kuru temizleme ve inert madde geçirme

• Hattı su ile yıkama

2.1.5 Toz tesisinin dolum ünitesi

Formülasyonu daha önce hazırlanan toz halindeki ilaçlar 300 – 500 kg’lık torbalar içerisinde toz dolum ünitesine gönderilir. Toz ilaçlar, otomatik makinalar üzerinde monte edilmiş bunkerler içerisine dökülürler.

Her bunker üzerinde iki kısımdan oluşan torbalı filtre sistemi mevcuttur. Döküm ağzında oluşacak tozlar torbalı filtre üzerinde tutulmaktadır. Dolum esnasında oluşacak tozlar ise aynı bunkerin ikinci bölümünde bulunan torbalı filtreler üzerinden geçirilir.

İşletmede insan sağlığını tehdit edecek bir ilacın formülasyonu ve dolumu yapılıyorsa bu işlem ayrı bir karıştırıcıda yapılır. Ayrı olarak kullanılan bu karıştırıcınında üzerinde torbalı filtre bulunur. Bu filtre sistemine yüksek fan kapasiteli bir vantilatör bağlıdır. (Bayer2,1996)

2.1.6 Toz etme metodları

Fiziksel yol:

1. Havan : porselenler, asit karakterdeki maddeler için kullanılır. Camlar, renkli maddeler için kullanılır. Demir ve tunç ise drog, kök, sap, kavuk ve yaprak için kullanılır. Agat, kristal maddeyi çok ince toz etmek için önerilir.

2. Sürtme : Elek üzerinde spatülle sürterek yapılır.

3. Değirmen : Bilyalı, çekiçli, dönen ve sabit silindirler arasında ezen ve kolloid değirmeni tipleri vardır.

4. Yüksek tazyikte çok küçük delikten geçirerek yapılabilir.

5. Süblimasyon (kükürt, sublime).

Kimyasal yol:

1. Çöktürerek : Kalsiyum karbonat

2. Hidrasyon : Kalsiyum oksid

Bunlardan sanayide kullanılan bazılarına ait açıklama yapılacaktır.

Çekiçli değirmen:

Parçacık küçültme için çekiçli değirmen iki tiptir. Bunlardan birincisi horizontal şaftlı, ikincisi ise vertikal şaftlıdır. Bunun etrafında 1532 – 0020 ile 1531-1000 nolu 0.02 in. delik çaplı elekler vardır.

Bu değirmenler yerden yüksekliği bir metre olan bir masa üzerine monte edilirler. Taşıyıcı masanın dört ayağı altında tekerlekler vardır. Böylece makine istenildiği yere kolayca götürülebilir.

Makine, içinde bir mil dönen alt ve üst yüzeyleri açık, içi boş bir dikdörtgen prizma şeklindedir. Altyüzeydeki yuvasına, ufalama büyüklüğünü verecek elek, üst yüzeyede, kelebek vidalarla madde koyma hunisi yerleştirilir. Elek üzerindeki delikler, her elekte

farklı büyüklüktedir. Madde için hangi büyüklük tercih edilirse, o büyüklüğü verecek olan elek makinaya yerleştirilir.

Orta kısımda, dönen mil üzerinde, 6 veya 8 adet çekiç bulunur. Levha şeklinde olan bu çekiçlerin bir yüzü keskin, diğer yüzü küt olur. Dakikada 6000 devirle dönen bu çekiçler huniden içeri akan maddeyi basınçla eleğin deliklerinden geçirerek, istenilen büyüklükte alt kısma yerleştirilmiş kapta toplanırlar.

Makine ileri ve geri dönebilecek şekilde yapılmıştır, istenildiği zaman maddeye çekicin keskin yüzü veya küt yüzü ile vurularak çalıştırılır.

Çekiçli değirmenler ilaç sanayinde birçok maksatla da kullanılırlar. Maddeleri kolaylıkla çok ince toz haline getirirler. Toz şekerinin pudra şekeri haline getirilmesinde olduğu gibi maddeleri 50 mikrona kadar ufalayabilirler.

Bilyalı değirmen :

Silindir şeklinde olup porselenden yapılmıştır. İçinde yine porselenden bilyalar bulunur. Porselen silindir bir yuva içinde motor vasıtasıyla döndürülür. Bu esnada toz, dönen bilya ile silindir iç cidarı arasında sıkıştırılır, çapı küçültülür.

Ossilasyon granülatörü :

Parçacık boyu küçültmede kullanılır. Bu bir ossilasyon çubuğu ve buna bağlı bir eleğe sahiptir.

2.1.6.1 Toz karıştırıcılar

Bir toz karışımında aşağıdaki hususlara dikkat edilir.

1. Formülasyon

2. Karıştırıcı seçimi

3. Optimal yük tayini (toz / karıştırıcı hacmi)

4. Dış faktörler ( sıcaklık, nem)

5. Karıştırıcı devir hızı

6. Homojenite kontrolü

Tozların karıştırılması için değişik araçlar kullanılır. Bunlar ;

1. Havan : Değişik büyüklükte olabilir, karıştırma süresi madde miktarına bağlıdır. 20 gram toz için beş dakika karıştırılırsa yeterlidir. Madde azdan çoğa ve dansitesi yüksekten aza doğru havana ilave edilir.

2. Karıştırıcılar : İki türlüdür. Bunlar hareketli kap ve hareketsiz kap olabilir.

Hareketli kaplar: kübik, silindirik, hegzagonal, piramidal, konik, iki köşeli V şeklinde, Y şeklinde olabilir. Bu kap bir eksene bağlıdır.

Hareketsiz kaplar : Bunlarda tozun hareketi yatay ve dikey karıştırıcının hareketleriyle sağlanır. Yatay şekilde kapta ağız kısmı üstte, karıştırma lam helikoid ile olur. Diğerinde ise lam T şeklindedir. Dikey tipte ise iki helikoid lam havidir. Kap açık veya kapalı olabilir.

Toz karıştırıcılar; genellikle, iki aya arasında, ağırlık merkezlerinden bağlı oldukları miller üzerinde dönen, toz doldurma, toz boşaltma kapağı olan makinelerdir. Toz doldurma kapağı, toz boşaltma kapağından daima büyük olur.

Bu makineler belli şekilde ve kapasitede olurlar. 10 litrelik kapasiteden 12000 litrelik kapasiteye kadar olanlar vardır. Materyal olarak, tamamı paslanmaz çelikten imal edilirler. En çok kullanılan tipleri V tipi toz karıştırıcı, kübik toz karıştırıcısı ve konik toz karıştırıcısıdır.

V tipi toz karıştırıcılar

Bunlar, iki silindir kolonunun V harfi şeklinde birleşmesinden meydana gelirler. Silindir, kolonların üst tarafında doldurma kapları, iki kolonun birleştiği alt kısımda bir adet boşaltma kapağı bulunur.

Hızı azaltılmış özel elektrikli motor ile döndürülürler. Dakikada dönüş sayısı 30 kadardır. 12000 litre kapasitede olanları vardır.

Kübik toz karıştırıcılar

Tozların konulduğu kısım küp şeklindedir. Döndürme mili, ters köşegen şeklinde, iki uçtan istinad kolonlarına bağlanır. Bu durumda doldurma kabı yer yüzeyine 45° lik bir açı ile eğik durur. Bu sebeble, makine dönerken, toz ile doldurulan kübik kısım sağa ve sola sallanarak içindeki tozu karıştırır.

Dakikada dönüş sayıları 20 dir. Bu tipler 7000 litre kapasiteye kadar yapılır. Üst yüzeylerinde doldurma kapağı, alt tarafta köşelerin birleştiği yerde boşaltma kapağı bulunur.

Konik karıştırıcılar

Bu tip karıştırıcılar, her iki uç kısmı konik olan bir silindir şeklindedir. Silindir gövde, orta yerinden, karşılıklı iki noktadan döndürme kolonlarına bağlanmıştır. Döndürme kolonları etrafında dönerken tozları alt üst ederek karıştırır. Her iki uçtaki konikte, doldurma ve boşaltma kapakları vardır. Dakikada dönüş sayıları 15 tir. Kapasiteleri 8000 litreye kadar olur.

Karışımlarda en önemli sorun düşük dozlu maddelerin büyük miktar madde içinde homojen dağılımının sağlanamamasıdır. Bunun için seyreltici olarak renkli laktoz kullanılır.

Karışımda istenmeyen olaylar

Sıvılaşma, ötektik karışım meydana gelme, kristal suyunda sıvılaşma, rutubet çekme, sabunlaşma, adsorpsiyon, transesterifikasyon ve reaksiyon neticesinde bozulmalar istenmeyen durumlardır.

2.1.6.2 Tozların elenmesi

Değişik boyutta elekler kullanılır. Bunlar basit veya mekanik tip olabilir.

1. Basit elekler : Bu eleklerle kaba toz, orta kaba toz, ince toz ve çok ince tozlar standart (T.F 1974) eleklerden geçirilerek elenirler.

2. Mekanik elekler : Bu elekler titreşimle eleme yaparak çalışırlar. Üç ayak üzerine konmuş bir çemberin içerisine elek teli yerleştirilir. Kullanılış maksadına göre bu elek tellerinin deliği belli büyüklükte olur ve işe uygun olarak makineye monte edilir. Üst kısımda bulunan ve iç kısmında elek telinin çemberin bir kenarında bir elektrik motoru vardır.

Bu elektrik motoru dönerken, uç tarafında olan eksentrik vasıtası ile çembere, dolayısıyla elek teline bir titreşim verir. Bu vibrasyonun devamlı ve sert oluşu elek teli üzerine konmuş olan maddenin, elek teli deliklerinden geçmesini temin eder. Alt tarafta konmuş kapta aynı büyüklükte elenmiş parçacıklar toplanır.

2.1.6.3 Tozların dondurulması

Tozlar değişik takdim şekillerinde doldurulması ağırlık veya ağırlık/hacim esasına göre yapılır. Sanayide bunun için makineler kullanılır. Bunların çalışmaları kısaca anlatılacaktır.

Toz doldurma makinaları

Bu makinalar toz preparatın ambalajlanmasında kullanılır. Toz prepatlar, bu makineler

tarafından genellikle sert kapsüllere, şişelere ve alüminyum kutulara konur.

Toz preparatın, bir dozdaki miktarına ve kullanış şekline göre bu ambalajlama şekilleri

değişir.

Buna göre toz doldurma makineleri iki kısımdır;

1. Kapsüllere toz doldurma makineleri

2. Şişe ve alüminyum kutulara toz doldurma makineleri

Bu makinelerden istenilen özellik, kapsül veya şişeleri hassas bir dozajda ve seri olarak doldurmaktır.

Kapsüllere toz doldurma makineleri kendi bölümünde incelenecektir. Burada şişe ve alüminyum kutulara toz doldurma makinelerini inceleyeceğiz. Bu makineler kendi aralarında iki gruba ayrılır.

1. Vakum ve basınçlı toz dolduran makineler

2. Burgu ile toz dolduran makineler

Vakum ve basınçlı toz dolduran makineler, yüksek kapasiteli makinelerdir. Hassas doldurma yaparlar. 250 miligramdan 10 grama kadar doldurma sınırları vardır. Bu makinelerde doldurma işlemi dik olarak dönen bir doldurma diski tarafından yapılır. Doldurma diskinin çapı 40 cm kadardır.

Doldurma diskinin çevresinde eşit aralıkla 8 adet delik vardır. Bu delikler bir boru şeklinde doldurma diskinin içinden geçerek, diskin merkezinde birleşirler. Yani, bir tekerlek şeklinde olan doldurma diskinin ortasından çevresine doğru 8 adet kanal açılmıştır. Boru şeklindeki bu kanallara dozaj boruları denir.

Doldurulacak miktara göre bu ağırlığa eşit çapta boruları olan doldurma diski makineye takılır. Doldurma diskinin, ortada birleşen, dozaj boruları, tam merkezde bir divizöre (dağıtıcıya) bağlanır. Bu divizörün görevi, doldurma makinası ile beraber çalışan vakum pompasını, toz emiş esnasında emmeyi yapan boruya ve doldurma periyodunda hava basınç kompresörünü doldurma yapan boruya bağlar. Ağızları daima açıktır. Dozaj borularının, merkezde olan dip taraflarında bir dozaj ayar pistonu ve dozaj ayar vidası vardır. Dozaj ayar pistonunun duruşu dozaj ayar vidasıyla ayarlanır. Dozaj ayar pistonu çembere yaklaştıkça doldurulacak toz miktarı azalır. Dozaj ayarlama pistonu merkeze doğru çekildikçe gramaj artar. Makine çalışmadan önce istenilen gramaj ayarı yapılır. Dozaj borularının çapı 8 mm’dir.

Doldurma diskinin üst kısmında doldurma diskine iyice tespit edilmiş tozların konulduğu huni vardır. Disk dönerken disk çemberinin dörtte biri devamlı toz hunisinin içerisinde bulunur. Doldurma diskinin altında, üzerinde şişelerin yürüdüğü bir bant vardır. Toz hunisine şişelere doldurulacak toz preparat konur, makine çalıştırılır. Bant üzerinde yürüyen şişeler diskin altına doğru ilerler.

Doldurma diski dönerken üst kısma konmuş olan toz hunisi içine girer. Toz hunisi içine, sabit eden dozaj borularına divizör vasıtasıyla vakum uygulanır. Borulara ayarlanmış miktarda toz emilir. Vakum tesiri altında, toz dolu dozaj boruları dönerek aşağıya doğru gelir. Periyodik olarak her dozaj borusunu, bant üzerinde ilerleyen bir şişe ağzı ile disk üzerindeki dozaj borusu aynı hizaya geldiği anda, merkezdeki divizör, bu defa dozaj borusunu hava basıncına bağlar. Basınçlı hava etkisi altında, dozaj borusundaki toz preparat üflenerek şişeye aktarılmış olur ve doldurma işlemi devam eder.

Enjektabl toz preparat dolduran makinelerde, doldurma diski ve toz hunisi, havasız sterilize edilmiş kabinler içerisinde bulunur. Makinelerin saatte doldurma kapasitesi 10.000 adet civarındadır.

Burgulu toz doldurma makineleri

Bu tip toz doldurma makineleri daha ziyade yarı otomatik çalışır. Genellikle doldurulacak şişeler dozaj borusunun altına elle konur. Burgulu toz doldurma makineleri ikiye ayrılır.

a) Mikro doz makineler

b) Normal doz makineler

Mikro doz makineler 3 grama kadar olan bilhassa enjektabl olarak kullanılacak toz preparatların flakonlara doldurulmasında kullanılır. Normal doz makineler 100 gr.’a kadar olan toz preparatların şişelere konmasında kullanılır. Her iki makinenin, saatte doldurma kapasitesi 1200 adet kadardır. Çalışma prensipleri aynıdır. Üst kısımda içine toz karışımının konduğu bir huni vardır. Huninin altında dozaj borusu bulunur. Dozaj borusu ve dozaj burgusu doldurulacak toz preparat miktarına göre değişik çaplarda bulunur.

Makine çalışırken toz huniden içinde dozaj burgusunun döndüğü dozaj borusuna akar. Dozaj burgusu aralıklı olarak durur ve döner. Dozaj burgusunun duruş ve dönüş süresi ayarlanabilir. Dozaj burgusu döndüğü müddetçe şişeye toz preparat doldurduğu için dönüş süresi istenilen gramajı verecek şekilde ayarlanır. Böylece dozaj ayarı yapılır.

Mikro doz makineler, enjektabl tozlar flakonlara doldurulurken özel steril kabin içerisinde çalışırlar. Normal doz makinelerle ise pudra şekeri gibi nemden etkilenen toz preparatlarla çalışılırken havasının relatif nemi %40 civarında olan rutubeti az olan özel odalarda çalışılır (İzgü1, 1988).

2.2 Granül Formülasyonu ve Dolumu

Partikül halindeki ince kum tanecikleri üzerine sıvı haldeki ilaç püskürtülerek emdirilir. Granül formülasyonu için gerekli sıvı haldeki ilaç daha önce hazırlanmış olmalıdır. Beton karıştırıcı şeklindeki bir sistemle granül formülasyonu hazırlanmaktadır. Sisteme bağlı olarak torbalı filtre sistemi mevcuttur. Dolum işlemi karıştırıcı altında bulunan bunker üzerinden yapılmaktadır.

2.3 Aerosol Formülasyonu ve Dolumu

Sıvı ilaçların formülasyonunun yapıldığı ünitedeki tanklarda aerosol formülasyonu da yapılabilir. Formülasyonda oluşabilecek solvent buharları, yine aktif kömür filtresi üzerinden geçirilmektedir.

Aerosol dolum için itici gaz olarak propan – bütan gazları kullanılmaktadır. Bu gazın aerosol kutularına doldurulduğu özel bir gaz dolum odası mevcuttur. Dolum esnasında oluşan bir miktar propan – bütan gazı oda üzerinde bulunan bacadan dışarı atılmaktadır.

2.4 Toz ve Tablet İlaçların Hazırlanması

Bu bölümde toz ilaçların formülasyon ve dolumu ile tablet ilaçlar yapılmaktadır. Toz ilaçların formülasyonu için bir karıştırıcı mevcuttur.

Tablet odasında hacmen daha büyük bir tank kullanılmaktadır. Formülasyon girdileri karıştırıcıda homojen bir şekilde karıştırılır. Daha sonra su ilavesi ile hamur yapılır.

Hamur karışımı hamur yardımı ile istenen nemlilikte tekrar toz granül hale getirilir. Kurutma işleminden sonra mekanik değirmenden geçirilir. Granül halindeki bu karışım, konik karıştırıcıya alınır. Daha sonra diğer mert maddelerin ilavesi yapılarak istenen ilaç formülasyonu elde edilir. Tablet olacak ilaçlar tablet makinasına diğer toz halinde doldurulacak ilaçlar direkt dolum makinasına gönderilir.

2.5 ASS (Asetil Salisidik Asit) Üretimi

Genel olarak ASS üretimi 8 işlem sonucunda meydana gelir. ASS’de ilk işlem olarak reaksiyon işlemi için reaktöre salisilik asit, asetik asit anhidriti ve aktif kömür beslenir. Reaksiyon sonucu oluşan ürün bir sonraki işlem olan filtrasyona gönderilir. Ürün, basınçlı filtrelerden geçirilerek aktif karbon ayrılır. Filtre edilen ürün bir sonraki işlem olan kristalizasyona tabi tutulur. Kristallendirilen ürün daha sonra santrifüjlenerek katı kristaller ile sıvı kısım ayrılır. Kristal halindeki yaş ASS yıkanarak konteynerler yardımıyla kurutmaya gönderilir. Sıcak hava ile kurutulan ASS, belli mikron aralıklarındaki eleklerden geçirilerek elenir. Elenen ASS kolilere alınarak depoya gönderilir. İşlem sırası genel olarak şu sıradadır;

1. Reaksiyon : Tepkimenin meydana geldiği işlemdir.

2. Filtrasyon : Tepkime sonrası ürünün filtre edildiği işlemdir.

3. Kristalizasyon : Karışımın kristallendirildiği işlemdir.

4. Santrifüj : Karışımdaki katının sıvıdan ayrılması işlemidir.

5. Yıkama : Ayrılan kristallerin yıkanması işlemidir.

6. Kurutma : Kristal halindeki ASS ‘nin kurutulması işlemidir.

7. Eleme : Kurutulan ASS’nin elenmesi işlemidir.

8. Depolama : Elek sonrası ASS’nin kolilenmesi işlemidir.

İşlem sırasında %38.9 salisilik asit, %38.9 asit anhidrit ve %22.2 demineralize su kullanılarak üretim yapılmaktadır. Tesisin her aşamasında ortaya çıkabilecek asit buharları kapalı emiş sistemleri ile ortamdan alınarak iki adet gaz yıkama kulesine verilir. Kulelerde

yıkama sıvısı olarak NaOH çözeltisi kullanılır. Kulelerin üstündeki bacadan arındırılmış hava dışarı verilir. Depolanan ASS daha sonra tabletlenmek üzere tabletleme makinelerine gönderilir ( Bayer2 ,1996).

2.6 Jelatin Kapsülleri

Jelatinle hazırlanan yumuşak veya sert şekile sahip, içine sıvı veya katı madde konan preparat şeklidir. Jelatin bir nevi ambalaj maddesi olarak kabul edilir. Bu şekilde ilacın alınması kolaylaşır ve dış tesirlerden kısmen veya tamamen korunmuş olur.

Sert jelatin kapsül toz, granül, tablet ve pellet şeklindeki ilaçların tatbiki yanında oral, vajinal ve rektal uygulama için kullanılır. Bunların kullanılış sebebleri şöyledir;

1. Toz ilaçların sunumu

2. Kolay ve katı dozaj temini

3. Kolay alma, tadı ve kokuyu gizleme

4. Vücutta kolay dağılma

5. İyi tahammül

6. İlaçların karıştırılması tehlikesini azaltma

7. Islatma, kurutma gibi işlemlerden uzak olmalıdır.

Kapsüller üst ve alt olmak üzere iki kısımdır. Üst kısma kapak alt kısma gövde denir.

2.6.1 Hazırlanması

Kapsüller yumuşak ve sert olmak üzere ikiye ayrılır

Yumuşak kapsül

Bu kapsüllerin üretimini yapan makinelerin çalışma prensipleri değişiktir. Sanayide kullanılan yüksek kapasiteli makineler iki silindirli olanlardır.

Bu tip makinelerde; içlerine soğutma tesisatı konmuş 50 cm çapında ve 30 cm genişliğinde tabanları yer yüzeyine dik olarak, birbirlerine karşı dönen iki silindir vardır. Bu silindirlerin çevreleri arasında 20 cm kadar aralık vardır.

Bu silindirler, jelatin solüsyonuna plaka halinde soğutma görevi yaparlar. Her iki silindirin üst kısmında, alt kısımları silindirlerin çevresine iyice tesbit edilmiş birer adet dört köşe kap bulunur. Ayarlanabilen ısıtıcı tertibatı olan bu dört köşe kabın içine evvelce dışarıda hazırlanmış jelatin çözeltisi konur. Bu kapların üstünde ve tam orta yerde kapsüllere doldurulacak çözeltinin içine konulduğu dozaj hunisi vardır. Dozaj hunisinin altında bulunan dozaj borusunun ucu aşağıya kapatma kalıplarına kadar uzanır. Kapatma kalıpları, çapları 10 cm ve yükseklikleri 30 cm olan iki silindirdir.

Kapatma kalıpları çevreleri, yer yüzeyine paralel bir şekilde, birbirlerine iyice temas ederek, içeriye doğru dönerler. Bu içeri dönüş esnasında birbirlerine basınç yaparlar. Hazırlanmış jelatin solüsyonu kaplara konur. Kapların üzerinde bulunduğu, soğutma silindirlerinin dönüşü esnasında sızan jelatin, soğuyarak silindirler üzerinde bir film oluşturur. Bu filmlerin uçları karşılıklı silindirlerden çekilerek kapatma silindirlerinin arasına sıkıştırılır.

Makine çalışmaya başlayınca her iki silindirin yüzeyinden gelen jelatin filmi, kapatma silindirleri arasında birbirleriyle basınç edilirken, üstte bulunan dozaj borusundan, hesaplanmış miktar çözelti jelatin plakalarının arasına akıtılır.

Basınçla içerisine çözelti konmuş iki jelatin levha, birbirine yapışarak yumuşak kapsülü meydana getirirler. İmal edilecek kapsülün şekline göre kapatma silindirlerinin çevre yüzeylerine aynı şekil oyulur. Yeni kapsüllere formlarını, kapatma silindiri üzerindeki şekiller verir. Bu makinelerin kapasitesi, kapsülün büyüklüğüne göre saatte 10.000 adet olabilir.

Damla metodu ile kapsül hazırlama

Bu yağ veya yağlı bir çözeltiyi veya süspansiyonu manto halinde jelatinin örtmesi tekniğine dayanır. Burada iki ayrı hap içinde bulunan yağ ve jelatin çözeltisi bir tertibat vasıtası ile çözülmediği bir vasat içine damlatılır ve bu esnada yağlı damlayı, jelatin çözeltisi dıştan sarar.

Bu vasat +4° deki parafin olabilir ve bunun içinde jelatin muhafaza ile örtülü ilaç havi yağ preparatı teşekkül eder. Bu sıcaklıkta yağ damlasını örten jelatin kütlesi sertleşir ve küre şeklinde dipte toplanır. Otomatik makinelerde yapılan bu işlemle saatte 30.000 – 72.000 kapsül hazırlanabilir. Hazırlanan kapsülün büyüklüğü 20 – 600 mg arasında ayarlanabilir.

Sert jelatin kapsül

Sert jelatin kapsüllerinin esas maddesi kimyasal ve yapısal terkibi kapsüllerin niteliklerini ve avantajlarını tayin eden makromoleküler bir protein olan yüksek değerli jelatinden ibarettir.

Jelatin bir albümin veya proteindir. Yapı albümini kollajenden indirgeme suretiyle imal edilir. Kollajen hayvan ve insan kemik, deri ve bağlantı dokularının temel dayanak maddesidir. Kollajen 18 amino asitten yapılmıştır. Bu tür kapsüllerin imali, sabit sıcaklık ve rutubette daldırma usulü ile yüksek randımanlı otomatlarda (tahmini saatte 36.000 ) imal edilir. Bu aletler içinde standarda uygun metal çubuklar önceden hazırlanmış bir jelatin solüsyonuna daldırılır, kalıpta meydana gelen film devir esnasında kurur. Sonra buradan çıkarılır ve kesilir. Otomatlarda aynı zamanda imal edilen kapsül yanları birbirine geçirilir.

2.6.2 Kapsülün doldurulması

Kapsülün doldurulması aşağıdaki şekillerde yapılır.

1. Eritip doldurma (Rektal kapsül hazırlanması bu şekilde olur)

2. Baskı usulü

Devamlı

Devamsız

Devamlı şekillenme yaprağın tazyiki ile olur. Böylece 0.06 – 15.4 ml hacminde kapsül hazırlanabilir. Makinede iki jelatin bandı arasına madde konur ve kapatılır.

Devamsız şekil iki yolla olur. Bunlar ısı ve vakumlu şekildedir. Isı ile yapıldığında, jelatin yaprak kalıba yerleştirilir. Isı ile jelatin yaprak kalıbın şeklini alır. Üzerine jelatin yaprak konur ve kapatılır. Vakumlu şekilde ise jelatin yaprak kalıba yerleştirilir. Üzerine kalıptaki özel delikten vakum uygulanır ve jelatin yaprak kalıbın şeklini alır.

Sert jelatin kapsüllerin doldurulmasında önemli üç husus vardır bunları aşağıdaki gibi sıralamak mümkündür.

1. Uygun kapsül boyunun seçilmesi

2. Doldurma metodu

3. Doldurma maddesinin nitelikleri

Uygun kapsül boyunun seçilmesi

Birbirine geçme kapsüller büyüklüğü kesin olan içi boş olan ambalajlardır. Sıvıları böyle kapsüllere tam olarak doldurmak doğal olarak kolaydır. Toz veya pelletlerde ise, değişik tozların akma volümleri ve akış kabiliyetleri gibi faktörleri dikkate almak gerekir. Bütün bu faktörlerin doldurmaya etkileri büyüktür. Bu sebeple her seferinde ön deneyler yapılması zorunluluğu vardır.

Kapsülleri toz karışımlar ile doldururken her zaman akıcı bir madde ilave etmek gerekir. Bu da doldurulacak maddelerin terkiplerine göre niteliklerinin nasıl değişik olabileceğini izah eder. Bunun için Czetsch – Lindenwald ve Tawashi bir diyagram geliştirmiştir. Tozların yığın ağırlıklarını bilmek suretiyle uygun kapsül boyu bu diyagramdan bulunabilir.

Doldurma metodu

Kapsüller özel aparetler yardımı ile makine veya elle doldurulur. Yan elle çalışan makineler genellikle laboratuvarda kullanılır. Bir işçi saatte tahmini 2000 kapsül doldurabilir.

Endüstriyel çerçevede otomatik doldurma için, iyi bir dozaj doğruluğu sağlayan belli tipte makineler kullanılır. Bu makineler bilhassa dozaj sistemleri bakımından birbirinden farklıdır. Bunlar:

1. Döner levha ile dozaj

2. Helezon dozajı

3. Tıkama dozajı

4. Borucuk dozajıdır.

Döner levha ile dozajlamanın prensibi, dolacak maddeyi sürmek suretiyle kapsüllerin doldurulmasından ibarettir. Dolacak madde döner levha vasıtasıyla içinde kapsül alt kısmı bulunan deliklere getirilir. Bu metodla kapsül alt kısmını üst kenarına kadar doldurma mümkündür. Bunu takiben kapsül alt kısmı üst kısmı ile kapatılır.

Helezon dozajında, bilhassa tozlar ve ince kolay akan granüller için kullanılır. Kapsüle doldurulacak madde bir dozaj helezonu ile tayin edilir. Bu metodla kapsül istenen yüksekliğe kadar doldurulabilir. Dozaj böylelikle, döner levha ile doldurulmanın aksine, kapsülün üst kenarından daha aşağıda kalabilir. Bu şekilde yardımcı maddelerden tasarruf edilebilir.

Tıkama dozajı ise pistoncuklara yapılır. Bu pistoncuklar (devamlı aynı seviyede tutulan doldurma hunisinden alınan) doldurma maddesini komprime ederler ve çabuk hareketlerle kapsüle tıkarlar. Bu metod, daha sıkı bir doldurma elde etmek için, daha büyük bir miktarın daha küçük bir volüme doldurulması gerektiğinde tavsiye edilebilir. Döner levha sistemine benzer şekilde burada da dozaj, kapsül boyunun ve karışımın müessir madde % nispetini değiştirmek suretiyle ayarlanabilir.

Borucuk dozajında doze edilecek miktar bir borucuktan komplime edilir ve silindirik bir baskı şeklinde kapsüle sokulur, basınç istenildiği gibi ayarlanır. Bu şekilde kapsüle mümkün olan en yüksek miktar doldurulabilir.

Bütün bu metodlar iyi sonuçlar verir ve kayıplar, elle doldurmada olduğundan çok daha azdır. Tarif edilen doldurma aparetlerinden hangisinin kullanılacağı, doze edilecek maddenin niteliklerine ve tarzına göre seçilmelidir. En uygun kompresyon veya dozaj borucuğu ile doldurma tercih edilmelidir. Bu iki sistemde genellikle maddelerin granül hale sokulmasına lüzum kalmaz ve tozlar pek kötü akma nitelikleri olmadıkları halde, yalnız akıcı maddeler ilavesi ile kullanılabilir.

Bütün doldurma makineleri otomatik olarak boş kapsüllerin üst ve alt kısmını ayırır. Kapsülleri doldurur ve dolmuş kapsülün üst ve alt kısımlarını birbirine geçirir. Doldurulmuş normal kapsüller, çabuk sayımlarda veya nakliye esnasında meydana gelebilecek muhtemel sallamalar veya ani hareketlere maruz kaldıklarında açılmaya yüz tutabilirler. Bu sorun, kapsüllerin kaynak yapılması, bandrollendirilmeleri ile önlenebilir.

Kapsüllerde açılmamayı temin için yapılan kaynaklama veya bantlama şu şekilde olur.

i. Nokta kaynak usulü : Jelatinin üst kısmı muhtelif noktalarından sıcak madeni iğne ile

alt kısmın üstüne eritilir.

ii. Bantlama : Kapsülün alt ve üst kısmının birleştiği yere jelatin çözeltisi sürülür ve

sonra kurutulur. Bu bant kapsülü çepeçevre sarar.

2.6.3 Kapsül doldurma makineleri

Tam otomatik ve yarı otomatik olarak ikiye ayrılırlar. Tam otomatik kapsül doldurma makinelerinde saatte 150.000 adet doldurma kapasitesi olan vardır.

Yarı otomatik kapsül doldurma makinelerinin doldurma kapasitesi saatte 10.000 adet kadar olabilir.

Otomatik kapsül doldurma makineleri

Bu makinelerde, kapsüllerin içine girdiği kalıplar, yuvarlak bir tablanın kenarlarına dizilmiş durumdadırlar. Kalıplar tabla ile beraber dönerler. Alt ve üst olmak üzere iki

parçadır. Ayrı olarak iki ayırma mekanizmasına bağlanmışlardır. Kalıplar ufak bir prizma şeklindedir. Üzerlerinde, kapasitelerine uygun sayıda, kapsüllerin girmesi için silindir şeklinde yuvalar vardır. Üst kalıptaki yuvaların çapı ait olduğu kapsülün kapak çapına, alt kalıptaki yuvarlakların çapı kapsülün iç kısmı çapına eşittir.

Her kapsül için ayrı kalıp vardır. Hangi numara kapsül doldurulacaksa o kapsüle ait kalıplar makineye monte edilir. Kapsülleri kalıplara kapsül hunisi yerleştirir. Kapsül hunisi dönen tablanın kenarında, kalıpların üst kısmında bulunur ve sabittir.

Dört köşe huni şeklindedir. Kapsül hunisinin iç kısmında kapsül magazini vardır. Kapsül magazini, kapsül çapına uygun, makinenin kapasitesine eşit sayıda, kanal şeklinde, boruların yan yana dizilmesinden meydana gelir. Her kapsül numarası için ayrı kapsül magazini vardır.

Kapsül magazini, kapsül dolu huni içinde dik olarak aşağı yukarı çalışır. Huni yukarı çıkarken, içindeki kanallar, kapağı kapalı kapsülle dolar. Magazin aşağı inişinde, içindeki borularda bulunan kapalı kapsüllerden birer tane huninin altında bulunan divizör kanallarına bırakılır. Magazin ikinci periyot için yukarı çıkarken, divizörün itici kolu divizör kanallarındaki kapalı kapsülleri, kapağı yukarda olmak üzere çevirerek kalıp deliklerine iter. Divizör, üzerinde kapsül çapına uygun kanalları olan dikdörtgen prizma şeklinde bir parçadır. Tablaya paralel olarak durur.

Kapakları yukarıda olarak kalıp içine düşen kapsüller, o anda kapsül kalıbı deliklerinin altında bulunan vakum tertibatı tarafında emilerek açılır. Kapsülün kapak kısmı üst kalıptaki yuvaya, iç kısım da alt kalıptaki yuvaya yerleşir.

Kapsül açıldıkta sonra kapsül kapaklarını taşıyan üst kalıp geri çekilir tablo döner. Alt kalıp, kapsülün iç kısmı ile beraber dozaj kısmının altına gelir. Dozaj kısmı preparatların konduğu huni ve dozaj sistemlerinden ibarettir. Dozaj silindirlerinin sayısı, alt kalıpta bulunan kapsül adedine eşittir.

Dozaj silindir çapı, doldurulacak kapsül iç çapından bir milimetre ufaktır. Dozaj silindirleri içinde bir piston bulunur. Bu piston yukarı – aşağı hareket ettirilerek meydana gelecek boşluğun büyüklüğüne göre kapsüle konacak toz miktarı ayarlanır ve kapsüllere doldurulacak toz preparat huniye konur. Çalışma periyoduna uygun olarak dozaj silindirleri huni içindeki toz preparata batar. Gramajı ayarlanmış miktar toz, dozaj silindirlerinin içine doldurulur.

Dozaj silindirleri, kapsüllere doldurularak tozun içinden çıkar ve dozaj silindirlerinin uç kısmı alt tarafta bulunan kapağı açık kapsüllerle ağız ağıza gelir.

Bu anda pistonlar dozaj silindir içindeki sıkışmış tozu, bir biriket tablet şeklinde kapsülün içine iterler, içi toz doldurulmuş kapağı açık kapsülleri taşıyan kalıp, dozaj kısmının altından ayrılır. Bu esnada kapsül kapaklarını taşıyan üst kalıp ilerleyerek alt kalıbın tam üstüne gelir. Tabla, kapsül kapama kısmında kapama çubukları üstünde durur. Kapama çubukları yukarıya doğru ilerleyerek alt kalıpta bulunan kapsül iç kısmını yukarı iter ve üst kalıpta bulunan kapsül kapağına geçirir. Böylece açılıp, doldurulan kapsül tekrar kapatılmış olur.

Tabla boşaltma kısmında durduğu zaman, kapama çubukları dahada yukarı çıkarak, kapsülleri alt ve üst kalıptan dışarı iterler. Öndeki kanaldan yuvarlanan kapsüller toplama kabına akar. Bu makinelerde, her boy kapsül için ayrı kalıp, magazin, dozaj silindirleri ve itme çubukları vardır. Hangi boy kapsül doldurulacaksa o boya ait parçaları makineye monte etmek gereklidir. Bu tip makinelerle çalışırken kapsüllerin dışı azda olsa yinede doldurulacak toza bulaşır.

Yarı otomatik kapsül makineleri

Bu tip makinelerin kapasitesi düşüktür. Bunlar sadece bir adet kalıpla çalışılır. Kalıplar genellikle 25 veya 30 cm kenarları olan bir kare şeklindedir. Üzerlerinde 600 adet kapsül yuvası deliği vardır. Üst tabladaki deliklerin çapı, doldurulacak kapsülün, alt tabladaki deliklerin çapı da doldurulacak kapsülün iç kısmı çapına eşittir. Her numara kapsüle göre o numaraya uygun kalıp vardır.

Kapsüller, kalıba elle veya özel makine ile dizilirler. Üzerlerine kapalı kapsüller dizilmiş olan kalıp vibrasyon aparetinin üstüne yerleştirilir. Vibrasyon apareti bir kenarı 40 santim olan bir küp şeklindedir. Üst kısmında, kalıptaki kapsüllerin sayısı kadar delik vardır. Bu deliklerin çapı, kapsüllerin iç kısmı çapına eşittir. Kalıp, vibrasyon apareti üzerine konunca, kapsüllerin iç kısmı bu deliklerin iç kısmına girer. Aparetin sıkıştırma kolu çekilince, kapsüllerin iç kısmı makine tarafından oldukları yerde sıkıştırılarak sabitleştirilir.

Üst tabla, vibrasyon aparetinin üstünden kaldırılınca, kapsüllerin iç kısmı vibrasyon apareti üzerinde kalır, kapsüllerin kapak kısmı üst kalıpla beraber gelir. Böylece kapsüller açılmış olur. Kalıpta bulunan kapsül adedine eşit olarak hesaplanmış ve tartılmış olan toz preparat, açık kapsüller üzerine dökülür, spatülle dağıtılarak kapsüllere doldurulur. Vibrasyon çalıştırılarak, titreşimle tozların kapsül içine iyice yerleşmesi sağlanır. Kapsüllere doldurma işlemi bittikten sonra, üst kalıp tekrar alt kalıp üstüne konur. Vibrasyon apareti üzerindeki baskı kolu aşağı bastırılır. Baskı koluna bağlı, kalıptaki kapsül sayısına eşit baskı milleri yukarı doğru çıkarak dolmuş olan kapsül kısmını kapsül kapağın içine iterek kapsülü kapatır.

Kapanmış olan kapsüller toplama kabına alınır. Bu tip makinelerde gramaj ayarı tam olmaz ve kapsüller toza çok bulanır.

Doldurulacak karışımın nitelikleri

Kapsüllerin doldurulmasında karışımın terkibi çok önemlidir. Doldurma müessir maddelerin ve kullanılan yardımcı maddelerin fiziksel niteliklerine bağlıdır. Kolay işleme ve dolayısı ile kapsül şeklinin kullanılmasının maksada uygun olup olmadığını tayin ederken maddelerde aranacak en önemli nitelikler şunlardır;

l. Partiküllerin şekli ve büyüklüğü : Bazı kristal şekilleri, örneğin iğne şeklindekiler, kapsüllere çok zorlukla doldurulurlar. Kübik veya küre şeklinde maddeler gayet kolaylıkla doldurulur, iyi kayan kristaller ve bazı amorf tozlarda da durum böyledir.

2. Karışımın homojenitesi : Kapsüle konacak karışımın mümkün olduğu kadar homojen olması ve doldurma işlemi esnasında terkipteki maddeler arasında ayrılmalar veya tabaklanmalar olmamalıdır. Terkipteki maddeler ayrıldığında veya tabaklandığında kullanılan maddenin yalnız yoğunluğu değişmekle kalmaz dozajın bilhassa düzgünlüğü ve doğruluğuda bozulur.

3. Akma kabiliyeti: 3 mm genişliğinde bir huni borusundan kolaylıkla akan tozlara, akma kabiliyeti olan tozlar nazarıyla bakılabilir. Akma kabiliyeti olan maddelerin iyi bir dozajı kolaylaştıracağı açıktır. Yağ havi dolu jelatin kapsüle sertleştirici olarak mum ilave edilir.

Rutubet muhteviyatı:

Kapsüllerin doldurulmasında rutubet büyük rol oynar zira çok rutubet ihtiva eden maddeler zor çıkar. Rutubetin, kapsüllerin gerek preparatın imalinde gerekse doldurulmasında ve depolanmasında göz önünde tutulması çok önemlidir. Odaların havasının relatif rutubeti %40 – %50′yi aşmamalıdır ve higroskopik maddelerde çalışıldığında daha da aşağı olmalıdır (İzgü1,1998).

3. İLAÇ ENDÜSTRİSİ ve ÇEVRE İLİŞKİSİ

3.1 Atıkların Giderilmesi

Katı ve sıvı haldeki tehlikeli atıkların zararsız bir şekilde giderilmesi büyük bir problem yaratmaktadır.

Bu sorunun çözümü için 1985 yılından beri Atık Yakma Tesisleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu Atık Yakma Tesisi her türlü üretim atıklarını ( kontamine ambalaj, filtre atıkları, temizlik talaşları, kontamine sıvılar vb. ) çevreye zarar vermeden imha etmeye yardımcı olmaktadır. Formülasyonda ortaya çıkan ürün atıkları da fırında çevreyi tehlikeye sokmadan yakılabilmektedir. Çünkü atık yakma tesisinde, yeterli yanma süresinde, yüksek nihai yanma ısısı sayesinde atık gazlardaki tüm organik maddelerin tam parçalanması sağlanmaktadır.

Atık Yakma Fırını, üstten beslemeli ana yanma, nihai yanma ve soğuk hava karışım kamaralarından oluşmaktadır. Katı atıklar üstten besleme haznesi üzerinden veya aşağıdaki sürgülü kapıdan fırına yüklenebilmektedir. Fırının iki kademeli iki adet brülörü vardır. Taze hava üfleyici, atık gazların yanma havasıyla homojen bir şekilde karışımını sağlamaktadır. Nihai odacık brülörü, ayarlanan yanma ısısının 800 – 1100 °C arasında kalmasını garanti eder.

Yanan gazlar taze hava girişi sayesinde 250 °C’ ye kadar soğuk hava karışını kamarasında soğutulur. Soğurulan baca gazları siklon ayırıcılar üzerinden emiş vantilatörü sayesinde atmosfere gönderilir.

Organik kimyasal sıvı atıklar fırın ana kamarasına püskürtülerek yakılır, ilave su püskürtme memesi sayesinde fırın ısısının kontrolsüz yükselmesi önlenir. Yanma sonunda çıkan küllerin tamamen yanmış olmamasına özel bir itina gösterilmelidir. Ana yanma kamarasından çıkarılan küller laboratuvarda analiz edilir. Aksi taktirde küller tekrar yakmaya tabi tutulurlar. Siklon ayırıcılarda çok az miktarda biriken atıklar mutlaka ikinci yanmaya gönderilirler.

GERİ KAZANIM

Şekil 3.1 Atıkların yönetimi ( Bayer 1, 1996 )

Çizelge 3.1 Atıkların yönetimi ( Bayer \ 1996 )

—-l VA j

——İi^fî-i>-

İŞLETM

ELE

R

.]

J

ks

j,

A

..L

TİK HA

KATI ATIKLAR

l SIVI Al

HKLAR

ı

ı

KontArr Filtre at Temizlik

nbalajlar Cam,metal ve S Kon klan kağıt hurdaları i Sıvı

t. yanıcı lar

! JAtıK

ular

! Atık Yakma

ı, i "s"», Tesisi j Muitisiklon j -^

talaşları j

.1

na1 J

. j Toz Tarım ila •• Tesisi

açları ı.1 ;pı.Kömürl | İTOZ Flltresi j ^t^\ ‘

, t , .-..-

Yeniden değerlendirme , | Tekr

ar Kullanrr

J Sıvı Tarını 11 j Tesisi

açları il A.Kömilr ‘,. A^, ! j Filtresi | ••

- l’-

j Aspirin Etke i Tesisi

n MaddeLj ‘-»v ‘Gaz Yıkama Kulesi w

Atık (Mîcl

Yakma Tesisi

r’

haelis CD.7) ————— Fn^t

riyel Atıksu

Evsel Atıksu f

E

KA

t A

••;

ı t

l

İ KOI > 5000 mg/lt

! KOİ < 5000

mg/lt

Destilasyon

^

l . ,

••/

••/

TUZLA Atıksu Arıtma Tesisi

Endüstriyel Atıksu Arıtma Tesisi |

Evsel Atıksu Arıtma Tesisi

NaOH

.,…„. ……..

ı

t

Nötralizasyon

Çökeltme l

H^°4

İ

I

Biyolojik Arıtım |

1.^

ktif Kömü

rl

f

e Muan

nele

l

Kum Filtresi j

‘ Filt

<

J,

s

yon j

re atıkları :

,-5

<•

/ / /

‘ ‘; Filtra

i

i

i 1

i

iNAL

^ Biy ; An

0

ti

[

lojik İL

i :

.1:"

KOİ> 180 mg/lt (

KOİ< PH=

—"ı

-u

(

18 6-

0 mg/lt 8

; KOI < 180 mg/lt PH= 6 -8

. ..-—.

i

Deşarj Havuz

Zy\ î Resen/Havuzu

ı

Atık yakma fırınının toz tutucuları ve soğutma tertibatları sayesinde 2872 sayılı Çevre Kanunu’nun 02.11.1986 tarihli Hava Kalitesini Koruma Yönetmeliği’nde belirtilen emisyon değerleri aşılmamaktadır

Kontamine olmamış kağıt, karton, cam, polietilen, metal vs. gibi atıklar cinslerine göre tasnif edilerek preslenerek tekrar kullanım " Recycling" için satılabilir.

3.2 Atıkların İmhası

İşletmeden çıkan katı atıklar sınıflarına göre ayrı ayrı biriktirilir. Mesai saati sonuna doğru bu atıklar, Atık Yakma Tesisine, bir atık formu beraberinde gönderilir. Ertesi gün atık formunda belirtilen atığın cinsine göre, gönderilen atıklar 860 – 1100 °C arasında tesiste yakılır. Tesis çift kamaralı ( gazlaştırma ve yakma ), sekunder hava takviyeli, çift brülörlü, üstten beslemeli bir fırın ile bir multisiklondan meydana gelmiştir. Bu tesiste her türlü katı atık ( ağır metaller, radyoaktif atıklar, metal tuzları hariç ) kirli solventler ve atık su imha edilmektedir.

Belirli ağırlık ve hacimde hazırlanan atıklar bu tesiste yakılırken, yanma süresi, atık cinsi, ağırlığı ve yakma sıcaklıkları kayıt edilir ve belgelenir.

Her sabah, bir gün önce yakılan atıkların külleri tahliye edilir. Küllerden bir numune alınır ve laboratuvarda analiz edilir. Şayet tam bir yanma sağlanmamışsa, küller tekrar yakıma alınır. Tam yanma sağlanmış ise, biriktirilerek lokal çöp toplama alanlarına gönderilir.

Yanma sırasında gerek atık suyun imhası, gerekse ısının kontrol altında tutulması için fırın içine pulverize edilen atık suyun buharlaşması ile kamaralar içinde oluşan 5’un altındaki tozlar nem etkisiyle birleşmekte ve çapları büyümekte, daha sonra multisiklonda tutulmaktadır. Bu zararlı tozlar siklon kovalarından alınarak tekrar yakılmaktadır.

^ kleme

^^^•>WBi^^^

Kül Kapağı

W^WW4WWVs^

B1 W1fwWM B2 ^i«»^M«^<«6«

Şekil 3.2 Atık yakma finin ( Bayer \ 1996 )

3.3 Atık Su Kaynakları ve Arıtma Tesisleri

İşletmeler, makinalar ve zemin temizliklerinde su kullanılmaktadır. Bu temizlik suları paslanmaz saçtan yapılmış lögarlarda biriktirilmelidir. Bu tür yıkama sularının KOİ değerleri ölçülerek ne tür bir arıtmaya tabi tutulacağı belirlenmelidir.

Laboratuvar ve sıvı işletmelerinden çıkan atık sular direkt olarak atık yakma tesisine gönderilebilir. KOİ değeri 5000 mg/lt’nin altında olan sular seyyar tankerlerle endüstriyel atıksu arıtma tesisine gönderilmelidir. Bu tesiste sırasıyla nötralizasyon, aktif kömürle muamele, fıltrasyon ve son olarakda damlatmalı biokule yöntemleriyle arıtılmaktadır.

Banyolar, mutfak ve tuvaletlerde oluşan sosyal nitelikli atık sular, ayrı kanallarda evsel atık su arıtma tesisine gönderilir. Burada sırasıyla atık su biriktirme, dengeleme, havalandırma, çamur toplama, çökertme yöntemleriyle arıtma yapılmaktadır.

Bu arıtma işlemleri, işletmenin bünyesindeki laboratuvarda yapılan ham su ve arıtılmış atık su, KOİ, pH, görünüş vs. değerleri analiz sonuçlarına göre yapılmalıdır. Ayrıca İl Çevre Müdürlüğü yetkilileri ve İSKİ sık sık numuneler alarak atık su deşarjı sürekli denetim altında tutulmalıdır. 04.09.1998 tarihli Su Kirliliği Yönetmeliğinde belirtilen atık su limitleri aşılmadan atık sular deşarj edilmelidir.

3.4 Hava Kalitesinin Korunması

Burada işletmelerden çıkan yanma gazları ve proses atık havasının en uygun metodlarla arıtılarak 2872 sayılı Çevre Kanunu’nun 02.11.1996 tarihli Hava Kalitesini Koruma yönetmeliğinde sektör bazında belirlenen emisyon ( SO2 emisyonu ve CO emisyonu ) sınır değerleri aşılmamalıdır.

Ülkemizde üretilen kükürt oranı çok yüksek olduğundan, kükürt oranı düşük kalorifer yakıtı kullanılmalıdır. Bunun yetersiz kalması durumunda propan – bütan gazı kullanılabilir. Böylece SO2 ve CO yıllık emisyon yüklerinde düşüşler sağlanabilir.

^y ^_v ^\_v -^.y t^ •t^_y -^ ^ ‘^-^ Tur t^.Yı- •ı^^ t^y •^\_v^

RESERV HAVUZ

^Uu-w ^wi ^wı^wı ^=a ^wi ^wı ^wı ^wı ^^.ı^^iT’gryg-

Şekil 3.3 Evsel atıksu antma sistemi ( Bayer , 1996 )

Toz işletmelerindeki proses atık havası cebri emişle alınarak, ilk önce torbalı toz filtreleri daha sonra aktif kömür filtreleri üzerinden geçirilip dışarı atılabilir. Sıvı işletmelerindeki atık hava aktif kömür filtreleri üzerinden atmosfere gönderilebilir. Atık Yakma Tesisinde ise multisiklonlar kullanılmaktadır. Eğer ilaç aktif maddesi ortama çok miktarda yayılmışsa gaz yıkama kulesinden etkili bir şekilde yıkanıp arıtma işlemi yapılabilir.

Atık hava miktarını azaltmak amacıyla işletme ve ambarlarda kullanılan dizel yakıtla çalışan forkliftler, LPG’li veya elektrikle çalışabilenlerle değiştirilmelidir.

Emisyon izni için işletmedeki tüm bacalardan, yetkili kamu kuruluşlarından birine, gerekli ölçümler yaptırılmalıdır.

4. ÜLKEMİZ İLAÇ ENDÜSTRİSİNDE ÜRETİM TEKNOLOJİSİ ve YÖNTEMLERİ

4.1 Müstahzar İlaç Üretim Yöntemleri

Müstahzar ilaç üreten firmalar hammadde ve yardımcı maddeyi alarak galenik preparat şekline dönüştürmektedir. Bir müstahzar ilaç fabrikasında ( bazı spesifik ilaçlar hariç ) sanayinin yapısı nedeniyle değişik tüketim alanında kullanılan çeşitli ürünler üretilmektedir.

4.2 İlaç Hammaddesi Üretim Yöntemleri

Üretim teknolojisi bakımından kimya sanayine benzer bir görünüm arz eden ilaç hammaddesi bugün 4 metodla üretilmektedir.

Bu metodlar şunlardır;

1. Fermantasyon

2. Yarı sentez

3. Sentez

4. Bitkisel ve hayvansal kökenli olup ekstraksiyon ve distilasyonla üretilen ürünler

4.2.1 Fermantasyon metodu

Fermantasyonla üretilen ürünler şunlardır:

- Antibiotikler

- Steroid hormonlar

- Vitaminler

- Biyolojik ürünler

Çizelge 4.1 Türkiye’de Fermantasyonla üretilen ürünler ve yatırım faaliyetleri aşağıdadır. (TİEA,1990)

Ürün adı

Mevcut sanayii ve kapasitesi

Yatırım teşebbüsleri

Vit B12

Mustafa Nevzat: 50 kg/y

Tetrasiklin

Ansa : 80 t/y

Penicillin

Ansa :105 t/y

Gentamisin 804

Ansa: 570 kg/y

Citric asit

Fürsan 2100 t/y

Fürsan: 1100 t/y

Asetik Asit

Asit sanayii

Maya dağ: 4.680.000.1itre

Rifampicin

Nobsan: 3.300 kg/y

Rifamycin SV-No

Nobsan: l.500 kg/y

Gemtanyin S04

Nobel: 210 kg/y

Penicillin

Turgut Holding A.Ş. 150 t/y

Eritromycin ve tuzları

Turgut Holding A.Ş. 15 t/y

Bu metodla üretim yapan 3 firma mevcuttur. Bu firmalardan Fürsan tevsiye giderek kapasitesini arttırmaktadır. Ansa entegrasyona giderek penicillin de üretmek için yatırım faaliyetindedir.

Fermantasyonla üretilen antibiyotiklere örnek verecek olursak: Bunlar; Eritromin,

streptomyin, colistin S04, colistin metansülfonat v.s.’dir.

Vitaminlerden B 12 bu metodla üretilmektedir. Steroid hormanlardan pek çoğuda fermantasyonla üretilir.

4.2.2 Yarı sentez

Temel girdisi penicillin olan antibiotiklerin üretim metodudur. Bu ürünler aynı ünitede entegre ve hatta reaktörlerde yapılacak bazı ilavelerle münavebeli olarak üretilir. Yarı sentezle üretim yapan ünitenin esnekliği mevcuttur. Ürün demode olduğu zaman makine ve teçhizatta yapılacak bazı değişikliklerle aynı metodla üretilen bir diğer ürünü üretmek mümkündür. Ülkemizde semisentetik sanayii oldukça ileri düzeydedir.

4.2.3 Sentez

Sentez için gerekli olan temel maddeler anorganik kimya veya petrokimya ürünleridir. Sentezlerde kullanılan ana maddelerin sayısı oldukça yüksektir. Üretim teknolojisi yönünden en karmaşık metod sentez metodudur. Bu üretim sistemi petrol ürünlerinden veya kömür katranından başlayan bir seri reaksiyonla gerçekleştirilir. Reaksiyonlar esnasında boyar maddeler, intermedier maddeler ve ilaç hammaddeleri üretilir.

Burada üretilen intermedier maddeler kimya ve ilaç sanayiinin temel maddeleridir. intermedier maddelerden esterefikasyon, litrasyon, sülfonasyon gibi çeşitli reaksiyonlarla ilaç hammaddesi üretilir. Ayrıca üretim esnasında salisilik asit gibi bazı temel ilaç hammadeleri meydana gelir.

Halen ülkemizde bazı firmalar nihai kademelerden ufak çapta sentezlere girişmişlerdir. Bunların çoğu bir veya iki önceki kademenin hammadesini dışardan getirerek bazı basit sentez veya purifikasyon işlemleri yapmaktadır.

Çizelge 4.2 Aşağıdaki tabloda sentezle üretilen ürünler ve kapasiteleri verilmiştir. ( TİEA, 1990 )

Ürünler

Mevcut Sanayii

(kg/yıl)

Bazik Bizmut Karbonat

Pfizer : 70 .000

Dihidroksi Alüminyum Sodyum

Milen : 11 242 – 30.000 tevsii kapasite

Karbonat ( D.A.S.C )

Asetil Salicylic Acid

Bayer: 272.400

Dihidroksi Alüminyum Amino

Milen: 24.986- 30

.000 tevsii kapasite

Acetat (D.A.M.A)

Phenasetin

Atabay: 200.000

Phenasetin

Wyeth: 122.850

Paracetamol

Atabay: 300.000

Alüminyum Klorür

Wyeth: 73.500

Alüminyum Hidroksit

Wyeth: 330.500

Oxethazin

Wyeth: 2.100

Niclosamid

Milen: 1.225

Butazolidin

Roche: 2.017

Tanderil

Roche: 2.041

Librium

Roche: 630

Meazepam

Fako: 1.000

Oxazepham

Wyeth :5.250

Trimetroprim

Atabay : 15.000

Chiorpropamide

Pfizer : 6.400

Trihydroxy / ethyl / rutin

Milen: 3.750

Bayeillin

Bayer: 808

Synkavit

Roche: 252

D – panthenol

Roche: 3.900

4.2.4 Bitkisel ve hayvansal kökenli olup ekstraksiyon ve distilasyonla üretilen ürünler

Türkiye ilaç hammaddesi üretebilecek büyük bir bitki ve hayvan potansiyeline sahiptir. Bitkilerden cinsine göre ekstraksiyon ve distilasyonla ilaç hammaddesi üretilebilir. Ekimi yapılırken bitki kültüre edilmeli, mahsul alınırken standardize edilmelidir. Böylece ürün içindeki aktif madde miktarı yükseltilir.

Ayrıca mahsul devrelerini iyi ayarlayarak bir ünitede 4-5 çeşit ürün üretmek mümkündür.

En önemli doğal kaynağımız olan afyon alkoloidlerinden morfin grubu ilaçlar üretmek için T.M.O.’nin çalışmalarıyla yatırım faliyetine geçilmiştir.

Türkiye bir hayvancılık ülkesidir. Kesimden arta kalan artıklar yok olup gitmektedir. Bu artıklardan ilaç hammaddesi üretilebilir.

Çizelge 4.3 Aşağıdaki tabloda bitkisel ve hayvansal kaynakları inceleyerek ilaç hammaddesi üreten firmalar, ürettikleri ürünler ve kapasiteleri verilmiştir. ( TİEA, 1990 )

Firma adı

Ürün kapasitesi (kg/yıl)

Kaynağı

Drogsan

Nane yağı: 5250

Nane yaprağından

Drogsan

Mentol: 800

Drogsan

Okaliptol: 9,5 t/y

Okaliptüs yaprağından

Drogsan

Atropin, homotropin

Atropa belladonnadan

T.M.O

Morphin: 90.00

20.000 t/y çizilmemiş haşhaş kapsülü işlenerek

T.M.O

Morphin hidrate: 4500

T.M.O

Ethil morphin crlorhydrate: 2.200

T.M.O

Morphin chiorhydrate : 25

T.M.O

Codin :45.000

42.000 kg. morphin işlenerek

Aysan Ağaç Yağları San. A.Ş.

Terementi esansı

Neft yağından

Katsan

50.000 adet katgüt

Yılda 159.000 adet bağırsak işlenerek

Katsan

18.000 adet tenis krişi

72.000 adet bağırsak işlenerek

Hasan Bozbey

Gül yağı :100 Kekik yağı: 600 Nane yağı: 750 Ada çayı yağı: 600

4.3 Türkiyede Üretilen Ürünlerin Üretim Yöntemi ve Teknolojisi 4.3.1 Yerli sermayeli firmalar

l. Ansa

Oxytetratcycline ve Tetracycliine üretimi

A) Laboratuvar safhası

1- Uygun mikroorganizma (Tetracycline için Streptomyces Aurefaciens, Oxytetracycline için Streptomyces Rimosus) kullanılarak laboratuvar safhası çalışmaları yapılır. Mikroorganizmaya sürekli seleksiyon çalışmaları uygulanır.

2- Gelişme sporlardan başlanarak, uygun gıda ortamları içinde vegetatif safhalarda miselyum teşekkül ettirilir ve uygun şartlarda geliştirilir.

B) Endüstriyel fermantasyon safhası

Vegetatif safhalardan prefermantasyon kademesine kadar geliştirilip prodüksiyona en elverişli hale getirilmiş prefermantasyon kademesi, uygun besi yeri kullanılarak hazırlanmış, sterilize edilmiş ve tekrar uygun temparatüre indirilmiş fermantasyon ortamına ekilir. Fermantasyon başlar.

Endüstriyel fermentasyon takriben 150 saat sürelidir. Bu süre içinde :

l – Sürekli kontrol ile mikroorganizmaya elverişli gıda konsantrayonu temin edilir.

2- Uygun sıcaklık temin edilir.

3- Uygun miktarda ve şartlarda havalandırma yapılır.

Bu şartlar içinde, mikroorganizma biosentezini gerçekleştirir ve ortada tetracydine veya Oxytetracycline teşekkül eder ( kullanılan mikroorganizmanın cinsine göre biosentez yönü değişir).

C) Ekstraksiyon safhası

Antibiotik teşekkül etmiş brod, ardarda filtrasyon, kompleksleştirme ve kristalizasyon işlemlerine tabi tutularak %80 saflıkta yarı mamul teşekkül ettirilir.

Yarı mamül;

Teracycline için : Tetracycline ürea complex veya tetracycline base crude olabilir. Oxytetracycline için : Oxytetracycline base crude’dur.

D) Pürifikasyon safhası

Yarı mamul kullanılarak uluslararası normları doğrulayacak saflıkta mamul üretmek üzere, son reaksiyon işlemleri ve pürifikasyonu yapılır.

Tetracycline yarı mamul kademesinden başlanarak ;

1) Tetracycline base ve tetracycline base micronisated

2) Tetracycline HCl

Tetracycline phosfate-complex

1- Oxytetracycline base regüler

2- Oxytetracycline base (intra musculer grade)

3- Oxytetracycline – HCl

4- Calcium di Oxytetracycline gerçekleştirilir.

Elde edilen mamuller kurutma, öğütme, eleme gibi fiziksel işlemlerle kalite kontrolünden geçtikten sonra 50 kg boyutlarda ambalajlanır.

2. Atabay

A) Phenacetin üretim yönetimi:

praphenetin + Acetic Asit Anhidrid sentez phenacetin

B) Paracetamol üretim yolları:

Paraaminophenol + Acetic Asit sentez paracetamol

C) Trimethoprim : T.MA. (Morfolin) Anilin T.MA Analin Guanidin nitrat

4.3.2 Yabancı sermayeli firmalar

1. Sandoz

A) Ergotamin tuttarate üretim yöntemi

Ergo de siegle ekstraksiyon ergotamin base ——– ergotamine tartarate Konsantrasyon ,saflaştırma

2. Bayer T.K. sanayii limited şirketi

A) Aspirin üretim teknolojisi:

Salicilic asit + Asit Anhydrit —— ham aspirin saflaştırılır.

B) Baycillin (propocilliun kalium ) üretim teknolojisi

6. A.P.A + phenoxybutil asit klorür ——– baycillin Na ——– izopropyl ether ekstraksiyon baycillin asiti K- acetate izolasyon Baycillin

5. SORUNLAR ve ÖNERİLER

1. Dünya ilaç endüstrisinde teknoloji, kalite kontrol yöntemleri ve iyi üretim uygulamaları (GMP) hızla gelişmektedir. AB ile Gümrük Birliği’ne girildiği bu dönemde ilaç sektöründe üretici kuruluşların başlattıkları yatırımları tamamlamaları ve yeni yatırımlar yapmaları hayati önlem arzetmektedir. Aksine bir durum, teknolojinin gerisinde kalması gibi bir sonuca yol açacağı için son derece sakıncalıdır. Bu nedenle sektörün bugüne kadar kaydettiği aşamalar, halen içinde bulunduğu durum ileriye dönük gelişmeler göz önüne alınarak, AB ile uyumlu hale getirilen yeni teşvik sistemi çerçevesinde, İlaç Endüstrisinde özel bir önem verilmeli ve gerekli destek sağlanmalıdır.

2. AB, ilaç sektöründe Araştırma – Geliştirme yılında 13.3 milyar dolar harcamaktadır. Çünkü ilaç sektöründe yeni ilaç keşfine ve kaliteli ilaç üretimine yönelik arştırma-geliştirme harcamaları çok önemlidir. Bu nedenle Türkiye’de ilaç endüstrisindeki AR-GE yatırımlarına önem verilmeli ve bu konuda sektöre her türlü imkan ve destek sağlanmalıdır.

3. Endüstrinin AB’nin her yönden güçlü firmalarıyla rekabet edebilecek şekilde gelişmesi, yatırımlarını artırabilmesi, teknolojik ve bilimsel yeniliklere süratle uyum sağlayabilmesi, hammadde üretimi ve ihracatta daha büyük atılımlar yapılabilmesi araştırma-geliştirme aşamasına geçebilmesi ancak güçlü bir fınansal yapıya sahip olmasıyla mümkün olabilir. Bu ise, serbest rekabete dayanan istikrarlı bir fiyatlandırma sisteminin mevcudiyetini gerektirmektedir. Bu nedenle öncelikle yürürlükteki 84/8845 sayılı kararnamenin ve 01.09.1995 tarihinde yayınlanan tebliğ hükümlerinin tam uygulanması sağlanmalı sonrada serbest fiyat sistemine geçilmelidir.

4. Son yıllarda AB ile mevzuat açısından uyum sağlamaya yönelik önemli adımlar atılmış olmasına rağmen henüz tamamlanmamış bazı düzenlemeler mevcuttur. ( İyi Dağıtım Uygulamaları, İlaçların Sınırlandırılmasına yönelik düzenlemeler v.s.). 1996 içinde AB mevzuatına uyum çalışmaları büyük bir hızla tamamlanmalıdır.

5. Topluma kaliteli ve güvenilir ilaç sunmak, uluslararası normlara uygun nitelikte üretimle bulunulmasına bağlıdır. Uluslararası normlara uygunluğu sağlamak için 01.01.1995 tarihinde yürürlüğe giren AB kurallarıyla uyumlu GMP yönetmeliğinin tam üretim yerlerinde eksiksiz uygulanması zorunludur. Bu konudaki denetimler titizlikle sürdürülmeli, Sağlık Bakanlığı’nın teftiş ve kontrol üniteleri gerek ilgili personelin eğitimi, gerekse ekipman açısından güçlendirilmelidir. İlaçların ruhsat verilirken, üretimde kullanılacak tesislerin GMP ve GLP düzeyleri titizlikle denetlenmelidir. İthal edilecek ilaçlarda, yurt dışındaki üretici kuruluşların üretim tesisinin incelenmesinden sonra ithal izni verilmeli ve piyasa kontrolleri sıklıkla yapılmalıdır.

6. AB ile mevzuat uyumunu gerektiren konulardan birisi ilaçların sınıflandırılmasıdır. Uygulamada bir çok ilacın, eczanelerden reçetesiz olarak alınabildiği göz önünde tutularak bu alanda köklü bir yeniden düzenleme yapılmalı ve her yıl yenilenmelidir. Yasal düzenleme şu ana ilkeler çerçevesinde gerçekleştirilebilir. AB uygulamalarıyla da uyumlu olarak, reçetesiz satılacak ilaçların listesi düzenlenmeli, reçeteli ilaçtan reçetesiz ilaca geçiş kuralları belirlenmelidir. Reçetesiz ilaçlar yalnız eczanelerde satışa sunulmalıdır. Reçetesiz ilaçlar genellikle doğrudan doğruya tüketicinin kendi bilgileri çerçevesinde satın alındığı için, halka tanıtım ve ambalaj bilgileri konulanda yine AB ülkelerinde ki kurallara uygun biçimde önceden belirlenmelidir. Reçetesiz ilaçların fiyatları AB ülkelerinde olduğu gibi, bütün eczanelerde aynı olmak üzere üreticiler tarafından serbestçe belirlenmelidir.

7. İlaç endüstrisinin uygulamakta olduğu GMP kuralları, ilaç üretiminde kalite güvencesini sağlamaya yönelik olarak İSO 9000′den çok daha kapsamlı kuralları içerdiğinden endüstri, üretimde aksama gibi sonuçlara neden olan, 09.03.1995 tarihi ve 22222 sayılı resmi gazetede yayınlanarak 10.04.1995 tarihinde yürürlüğe giren Dış Ticarette Standardizasyon Rejimi Kararı ve Yönetmeliği kapsamı ve uygulamaları dışında tutulmalıdır.

6. KAYNAKLAR

Bayer 1 Türk, ( 1996 ) “ Çevre Raporu “, Bayer Türk Ltd. Şti.

Bayer 2 Türk, ( 1996 ) “ Emisyon Raporu “, Bayer Türk Ltd. Şti.

İntemet, http://www.ege.edu.tr

İzgü \, Enver, (1988), Eczacılık Teknolojisi,. Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi

Yayınları.

İzgü 2, Enver, (1988), İyi İmalat ( GMP ) ve kontrol ( GLP ) Uygulama Kuralları

Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Yayınları, 25-36 .

TİEA, (1990), Türkiyedeki İlaç Üretim Yöntemleri, Teknolojileri ve Kapasiteleri Analiz Raporu, Türkiye İlaç ve Eczacılık Ağı.

Test

Salı, 06 Kasım 2007

1.x bir tamsayı olmak üzere x=2a+5,a=4b+3 olduğuna göre.x sayısının 8 ile bölümünden elde edilen kalan kaçtır?

a) 0 b) 1 c) 2 d) 3

2.Hangi sayının 3 fazlasının 4 katı, o sayının 2 eksiğine eşittir? ifadesinin denklemi aşağıdakilerden hangisidir?

a) 4x+3=x-2 b) 4(x+3)=x-2

c) 4x-3=x+2 d) 4(x-3)=x+2

3.Bir doğal sayının 6 fazlasının 2 katı ile, aynı sayının ardışığının 3 katının 3 eksiğine eşittir.Bu sayı kaçtır?

a) 9 b) 10 c) 12 d) 14

4.672/6 işlemi, aşağıdaki hangi problemin çözümü olamaz?

a) 672 misket, altışarlı kaç gruba ayrılır?

b) 672 dew kaç tane 6 vardır?

c) 6 yı kaç defa kendisiyle çarparsak 672 elde ederiz?

d) 672 sayısı 6 nın kaç katıdır?

5.Tümler iki açının ölçüleri oranı 5/4 olduğuna göre, bu iki açının farkı kaçtır?

a) 50 b) 20 c) 10 d)5

6.Saf maddenin erime ve kaynamaları sırasında sıcaklıkları değişmez.

Buna göre aşağıdakilerden hangisi yukarıdaki özelliği taşır?

a) Gazoz b) Kolonya

c)Gliserin d)Deniz suyu

7.Nötr bir atom için;

*Proton sayısı = Elektron sayısı

**Elektron sayısı = Çekirdek yükü

***Proton sayısı = Nötron sayısı

Yukarıdaki ifadelerin hangileri her zaman için doğrudur?

a) Yanlız* b) Yanlız**

c) * ve ** c)*,** ve ***

8.Kloroplast bulunduran bir hücrede aşağıdaki organellerin hangisi bulunmaz?

a)Mitokondri

b)Golgi

c)Sentrozom

d)Lizozom

9.Aşağıdaki bilgilerden hangisi doğru değildir?

a)Erozyon oluşumunda insanın etkisi vardır.

b)Bütün enerjilerin kaynağı güneştir.

c)Tüketiciler enerjisini güneşten alır.

d)Kimyasal maddseler besin zinciri yoluyla insana kadar ulaşır.

10.Bir çocuk önce 60 m batıya, sonra 80 m güneye gidiyor.Daha sonra harekete başladığı noktaya doğru 100 m daha giderse yer değiştirmesi kaç m olur?

a)0 b)40 c)100 d)240

11.Aşağıda verilen özelliklerden hangisi üzerinde enlemin etkisi görülmez?

a)Güneş ışınlarını geliş açısı

b)Gece-gündüz süreleri

c)İklim çeşitleri

d)Yerel saat farkı

12.Türkiye ile ilgili aşağıdaki özelliklerden hangisi özel konumuyla açıklanamaz?

a)Ekvator’a olan uzaklığı

b)Ortalama yükseltisi

c)Yerşekil özellikleri

d)Jeopolitik ve jeostratejik önemi

13.Trablusgarp Savaşı’nı kaybeden Osmanlı Devleti, kendisini toparlamaya fırsat bulamadan Balkan Devletleri harekete geçerler ve Osmanlı Devleti’ne karşı savaş ilan ederler.

Aşağıdakilerden hangisi, Balkan Savaşları’nın nedenlerinden biri olarak gösterilemez?

a)Osmanlı merkazi otoritesinin iyice zayıflaması

b)Fansız Devrimi’nin getirdiği milliyetçilik akımı

c)Osmanlı topraklarının paylaşılmak istenmesi

d)Osmanlı Devleti’nin güçlü olması

14.Mudanya Ateşkes Antlaşması’yla, Osmanlı Devleti hukuken sona ermiştir.Buna göre, millet iradesine dayalı yönetim için öncelikle aşağıdakilerden hangisinin kaldırılmasının gerekli olduğu düşünülebilir?

a)Saltanat

b)Halifelik

c)Düzenli Ordu

d)TBMM

15.Aşağıdakilerden hangisi, Lozan Barış Konferansı’nda kesinlikle taviz verilmeyen konolardan biridir?

a)Boğazların komisyona verilmemesi

b)Kapitülasyonların tamamen kaldırılmnası

c)Musul sorununun çözülmesi

d)Borçların Osmanlı’ya bağlı uluslar arasında paylaşılması

16.Aşağıdaki atasözlerinin hangisinde mecazlı bir söyleyş yoktur?

a)Kara gün kararıp kalmaz

b)Her kaşığın kısmeti bir olmaz

c)Ağaç yaşken eğilir

d)Adam adamdan korkmaz, utanır

17.Aşağıdakilerden hangisi dilek kiplerine bir örnek değildir?

a)Koş b)Açıklamalısın

c)Açılalım d)Dinlersin

18.Aşağıdakilerden hangisi haber kiplerine bir örnek değildir?

a)Taşınır b)Yanılsa

c)Geçiliyor d)Satılmış

19.Aşağıdaki geçen altı çizili sözcüklerden hangisi sesteş olarak kullanlıabilir?

a)Başına hasır bir şapka geçirmişti

b)Ayağı birkaç gündür ağırıyordu

c)Hâlâ bir çocuk gibi davranıyor

d)Gül en sevdiğim çiçektir

20.Aşağıdakilerden hangisi altı çizili sözcük gerçek anlamında kullanılmıştır?

a)Ortalığı sadece iki mum aydınlatıyordu

b)Ateşli bir konoşma yaptı

c)Soruma ince bir karşılık verdi

d)Yağmur birden coştu

!!!!!BAŞARILAR!!!!!

Avrupa Ve Amerika’da

Salı, 06 Kasım 2007

Son yıllarda özellikle Avrupa ve Amerika’da ısı transferi uygulamalarında, sıcaklık ölçümleri için görsel sıvı kristal tekniği geliştirilmiştir [not: bundan sonra zaman zaman kısaltma amacıyla LC (liquid crystal) veya TLC (thermocromic liquid crystal) denilecektir]. LC maddesi kimyasal sıvı bir karışımdır ve yüzeye ince bir film şeklinde püskürtülür. Yüzeyde kuruduktan sonra akım yönünde herhangi bir bozucu ve direnç etkisi meydana getirmeksizin sıcaklık ölçümlerine olanak sağlar. LC, yüzeyin sıcaklığına göre renk verebilmektedir, böylece elde edilen renklere göre yerel sıcaklıklar ölçülmüş olur. Sıcaklık-renk tepkimesi bir kamera ya da fotoğraf makinasıyla görsel olarak kayıt edilebilir.

Çeşitli araştırmacılar; sıcaklık görüntülemede LC ısıl grafik tekniğinin uygulanışını, LC malzemelerinin yapısını, özelliklerini, sınıflandırılmasını, kalibrasyonunu, nitel ve nicel ölçüm sonuçlarının elde edilmesini, türlerini, avantajlarını ve kullanım sınırlarını anlatan raporlar hazırlamışlardır [1, 2, 6]. LC sıcaklık tespitinde kullanılmış, bunun yanında LC kullanarak akışın görüntülenmesi yapılmıştır [3]. Bazı çalışmalarda LC ‘in özellikle elektrik alanında kullanılması incelenmiştir. Bazı mikro devrelerde, multi tabaka devre kartlarında, yarı iletken cihazlarda ve diğer elektronik bileşenlerde özellikle soğuma karakteristiklerinin tespitinde bir sıcaklık ölçme tekniği olarak LC bileşenlerinin kullanılışı araştırılmıştır [4],[5].

LC yöntemi yüzeyden ısı akışını kontrol etmenin bir yolu olarak da kullanılmıştır [7]. Elektriksel alandan dolayı konvektif hareket oluşması durumunda ortaya çıkan fiziksel olay tartışılmıştır. Bir başka çalışmada ise [8]; taşınımla ısı transferine LC tekniğinin uygulanması incelenmiştir. LC kullanılarak, zorlanmış taşınımlı bir ortama yerleştirilmiş olan ısıtılmış nesnelerden elde edilen ısı transferinin ve akışkan akışının nitel ve nicel görüntü tespitleri yapılmıştır.

LC ‘in diğer bir geniş kullanım alanı ise yüzeye çarpan jetler olmuştur. Richards & Richards [9], buharlaşmakta olan su damlacıklarının kuru hava jetine maruz kalması esnasındaki anlık soğumayı inceledikleri çalışmalarında LC kullanmışlardır. Goldstein ve Timmers [10], tarafından yapılan deneysel çalışmada tek veya çok sıralı jetlerin düz bir levha üzerine normal yönde çarpması halinde yerel ısı transfer katsayılarını bulmak için bir görüntü tekniği kullanılmıştır. Bilen ve arkadaşları [11], uzun bir borudan çıkan türbülanslı dönel hava jeti ile yaptıkları deneylerde; çeşitli jet açısı ve Re değerlerinde LC’in yüzey sıcaklığına göre renk değiştirme özelliğinden faydalanarak yerel sıcaklıkları ölçmüşlerdir.

SIVI KRİSTALİN YAPISI

Doğada bazı organik maddeler, katı sıvı ve gaz fazının dışında dördüncü bir faz özelliği gösterirler. Bu faz durumunda; bu tip maddeler katı ve sıvı özelliklerinin bir karışımına sahiptir. İlk olarak 1988 yılında Avusturyalı Botanist F.R. Reinitzer, cholesteryl benzoate adlı organik maddenin, atmosferik basınçta ve 145°C sıcaklıkta aniden katı fazdan bulanık bir sıvıya dönüştüğünü ve sıcaklığın artması ile bu bulanık sıvının 178°C sıcaklıkta aniden berrak bir sıvıya dönüştüğünü gözlemiştir. İki yıl sonra Gatterman p-azoxyanisole ve p-azoxyphenetole adlı maddelerin de aynı davranışı gösterdiğini açıklamıştır. Bir süre sonra Alman fizikçi O. Lehmann, bulanık görünümlü ara fazın, cholestryl benzoate kristale benzer molekülsel yapıya sahip alanlar içerdiğini göstermiştir. Bu bulanık sıvılarda dikkati çeken bazı özellikler vardır. Bunlar diğer sıvılar gibi akıcı olup bulundukları kabın şeklini almalarına karşılık, katı kristaller gibi polarize ışıkta çift kırılma özelliğine sahiptir ve girişim renkleri verebilmektedir. Hem katı hem de sıvı özellikleri aynı anda taşıdıklarından bunlara termokromik sıvı kristal (TLC) adı verilmiştir.

TLC ’in ara fazına mezomorphic faz veya sadece mezophaze denir. Bu ara faz belli organik bileşikler için karakterize edilir. Bu ara fazda moleküller dizili olmalarına rağmen hareketlidir. Ara fazın üç farklı çeşidi vardır. Bunlar: scmectic, nematic ve cholesteric. TLC, üzerine gelen ışığa karşılık spektrumdaki renkleri sırayla gösterir. Çoğu karışımlar, sıcaklık arttığı zaman renksizlikten, kırmızı renge dönüşür ve yüksek bir sıcaklıkta tekrar renksizliğe dönmeden evvel spektrumundaki renkleri peş peşe gösterir. Renk değişikliği tersinirdir, yani soğuma sırasında ısıtmada olduğu gibi TLC renklerini bu sefer de tersten başlayarak gösterebilir. Sıcaklığa göre sadece tek bir renk gösteren karışımlar da yapılabilir. TLC ’in -30°C’ ile 100°C arasındaki sıcaklık aralığını kapsadığı belirtilmiştir [13].

Esas olarak bir TLC; saf katı ve saf sıvı fazları arasındaki bir maddenin termodinamik fazıdır ve belirli şartlar altında bazı organik bileşenlerden ortaya çıkar. TLC ‘in görünür ışığı yansıtmaya başladığı sıcaklık (kısaca olay sıcaklığı denilebilir) altındaki tüm sıcaklıklarda TLC katı halde olacaktır ve saydam olarak görünecektir. TLC olay sıcaklığında iken beyaz ışıkla aydınlanan ve sabit optik şartlar altında görüntülenen TLC malzemesi görülebilir ışığın (yani rengin) eşdeğer olmayan dalga boylarını yansıtacaktır. TLC ‘in şerit genişliği boyunca sıcaklık arttığı zaman TLC ‘in yansıyan rengi de değişecektir. Son olarak, sıcaklık TLC ‘in netlik-noktası sıcaklığını (TLC’nin görünür ışığı yansıtmayı durdurduğu noktadaki sıcaklık) aşarsa, malzeme saf sıvı haline geçer ve tekrar saydam hale geri döner. Bu özellik seçici yansıma özelliğidir (TLC sıcaklığının bir fonksiyonu olarak ışığın özel bir dalga boyunun kırılması) ve çoğu TLC ‘lerde hem ısıtmada hem de soğutmada çok az hatayla ortaya çıkar.

Sıvı Kristallerin Sınıflandırılması

TLC ’ler ticari olarak piyasada iki türlü bulunur. Bunlardan ilki çeşitli firmalar tarafından geliştirilmiş kendinden yapışkanlı, sayısal göstergeli şeritlerdir. İkincisi ise özel kaplarda saklanan sıvı kristal malzemedir.

Özellikle şerit şeklindeki bir TLC ‘in kimyasal yapısı yani renk-sıcaklık tepkimesi TLC üretimi esnasında düzenleyici tarafından verilen basit TLC formulasyonu ile açıklanabilir. Nicel uygulamalar için, seçilen bu formulasyonlar faydalı olabilir. Örneğin “R35C5W” sık kullanılan bir TLC formulasyonudur. “R35C” nin anlamı kırmızı renk (R=red) olay sıcaklığında yani 35°C ’de başlıyor demektir. “5W” mavinin başlama sıcaklığının, kırmızıdan 5°C yukarıda olduğunu gösterir bu da kullanıcıya şerit aralığını formulasyonlardan kolayca belirlemeyi sağlar. Dar-şeritli TLC formulasyonları 1 ya da 2 °C ’nin altında şerit genişliğine sahip iken, geniş-şerit formulasyonları 5°C ila 25°C arasında şerit genişliğine sahiptir [1].

TLC ’den yararlanmada bazı sınırlamalar vardır. Bunlardan birincisi; eğer TLC, çevre havası etkisinden korunmamış ise kirlenmesi sonucunda yapısı değişebilir. İkincisi TLC ara fazda, yani mezophaze ‘da ise sıvı haldedir ve sıvı olan bu maddeye toz zerrecikleri kolayca yapışabilir, bu da TLC ‘in bazı özelliklerini etkileyebilir. Bu iki nedenle TLC ‘in her iki etkiye karşı çok iyi korunması gerekir. Bu etkilerle mücadele etmek için iki üretim tekniği geliştirilmiştir. Bunlar mikro kapsüller ve polimer dağılımdır.

Mikrokapsüller (ME) : “National Cash Register” şirketi araştırmacıları 1970’li yılların başlarında mikro kapsüllü TLC tekniğinin gelişmesine öncülük etmişlerdir. Mikro kapsül, ham TLC malzemesini 5-10 mikron çaplarında kapsüller içerisinde sararak koruma yöntemidir. Su esaslı tutkal malzemenin içinde asılı duran mikro kapsüllü TLC formulasyonları hemen hemen tüm uygulamalarda kullanılabilir. Mikro kapsül yöntemi kimyasal kirlenmeye karşılık muhteşem bir direnç sağlar. Ayrıca iyi bir radyasyondan korunma yöntemidir. Ancak yine de, ME-TLC ‘leri hazırlarken ve uygularken özel bir dikkat gerekir. Özellikle TLC ‘den gelen yansıyan ışığın aşırı inceltilmesi ve tutkal ile mikro kapsüllerin birbirinden ayrılması gibi problemler bertaraf edilmelidir.

Polimer Dağılım (PD): Polimer dağılım TLC malzemesinin sürekli dökümü veya tabakalaşma üretimini kolaylaştırmak için araştırmacıların orijinal olarak geliştirdikleri bir yöntemdir. Yöntem kimyasal olarak saf manomer esaslı TLC malzemesini katı polimer esaslı matrikse dağıtır. Bu yöntemin bir faydası TLC ’den yansıyan ışığın gerçekte şeffaf olan polimer malzemesinden dolayı daha az incelmesidir. Bu özellik; ham TLC malzemesinin daha parlak renk tepkisi karakteristiklerini korur. Ancak PD-TLC ’lerin kullanımı şu nedenlerden dolayı sınırlıdır:

1-) Püskürtmeli ortamlarda kullanılışı uygun değildir, yalnızca düzlem yüzeylerde kullanılabilirler.

2-) İmal edilen levhanın kesilmiş bir kısmı kullanıldığı zaman kimyasal kirlenme PD- TLC yüzeyini bozacağından dolayı oluşan köşe etkileri PD-TLC ’lerin kullanım alanını sınırlar.

Sıcaklık Görüntüleme Teknikleri

TLC ’ler ile sıcaklık ölçülmesi için iki yaklaşım vardır. Birinci yaklaşımda TLC cisim üzerine sürülür ve cisim üzerindeki sıcaklık dağılımı görünür hale gelir. Dış etkilerden bozulmaması için sürülen TLC ‘in üzeri polivinil alkol ile kaplanır. Bu prensibe dayanan ve firmalar tarafından geliştirilmiş kendinden yapışkanlı sayısal göstergeli TLC şeritler değişik yerlerde kolayca kullanılabilirler (Şekil 1).

Şekil 1. Kendinden Yapışkanlı Sayısal Sıvı Kristal Termometre [(Omega Engin. Inc.),12]

TLC ’li ikinci tip sıcaklık ölçerlerde, cisimlerden yayılan kızıl ötesi ışınlar, TLC ile temasta olan ve kızıl ötesi ışınları absorbe eden bir levha üzerine düşürülür. TLC kısmının gözlenmesi ile cismin sıcaklık profili rahatça izlenebilir (Şekil 2). Sıcaklık kontrollü bir hacmin iki tarafındaki pencereden biri kızıl ötesi ışınları geçirebilen malzemeden yapılmıştır. Diğer pencere ise görünen aralıkta ışık dalga boylarını geçiren bir camdan yapılmıştır. Bu iki pencere arasına ve bunlara paralel olarak TLC’li eleman yerleştirilmiştir. Bu eleman, 5mm kalınlıkta polyester bir levhadır. Bu levhanın ışınım düşen tarafına kızıl ötesi ışını yutan 1 ila 3mm kalınlıkta altın veya nikel malzeme, diğer tarafına ise 10 mm kalınlığında TLC malzeme kaplanmıştır. Altın veya nikel kaplama çok ince olduğundan arkasından bakıldığında saydam olarak görülebilmektedir. Cisimden gelen kızıl ötesi ışınlar, bu yutucu yüzey üzerine düştüğünde oluşan sıcaklık farkları gözlemci tarafından TLC’den izlenebilir [12].

Şekil 2. TLC esaslı Kızıl Ötesi Sıcaklık Ölçer Prensibi [12].

TLC ile sıcaklık ölçümünü yardımcı gözlem aparatları kullanıp kullanmamaya göre iki gruba ayırabiliriz.

Nitel Sıcaklık Görüntüleme Tekniği: Birçok sıcaklık görüntüleme uygulaması yalnızca nitel bilgiye gereksinim gösterir. Nitel ölçüm en basit ifadeyle TLC‘in yansıttığı renklerin insan gözüyle incelenmesi ve renklere tekabül eden sıcaklıkların uygun bir kalibrasyonla belirlenmesi esasına dayanır. TLC kaplı yüzeyin renk görüntüsünün kameraya çekilerek gözlenmesi uygulamalarda ucuz ve kolayca yerine getirilebilen bir tekniktir.

Nicel Sıcaklık Görüntüleme Tekniği: Nicel ölçüm; renk-sıcaklık tepkimesinin tespit edilmesinde görüntüleme-aydınlatma cihazı kullanmayı gerektirir. Nicel LC termografik uygulamalarında ya dar-şeritli ME-TLC formulasyonu (1°C ila 2°C aralığında renk tepkimesi verebilen şeritler) ya da her biri farklı olay sıcaklıklarına sahip birden fazla dar-şeritli TLC ’lerin karışımı kullanılır. Böylece bir dar-şeritli ME-TLC formulasyonu ve basit bir görüntü üretim sistemi kullanarak yüksek doğrulukta nispi sıcaklık ölçümleri yapılmasına izin verir. Dar-şeritli TLC ’leri kullanmaya bir alternatif tekli geniş-şeritli TLC (5 ve 20°C aralığında renk tepkimesi verebilen şeritler) kullanarak tekli görüntüden izoterm numunelerini haritalamaktır. Bu geniş-şerit tekniği cisimler büyük sıcaklık değişimine sahip olduğunda çok yararlıdır.

Bilindiği gibi renk subjektif bir kavram olduğundan onu saymak çok zordur. Nicel TLC uygulamalarında kullanılan modern makina vizyon sistemleri insan gözünün çıkıntı ve koniklerinin rengi kırmızı, sarı ve mavi ana renklerinin (RGB) bileşimine ayrıştırma özelliğini esas alarak doğal üçlü renk ayrışmasını gerçekleştirmek istiyorlar. Bu sistemlerde her bir görüntüde uygun renk tepkimesini üretmeye uygun miktarda kırmızı, sarı ve mavi depolanır. Ancak bu şekilde yükleme TLC termografik için çok etkili değildir. Çünkü bir TLC termografiğinde her bir noktadaki sıcaklığı yorumlayacak üç renge (kırmızı, sarı ve mavi) ihtiyaç vardır. Ayrıca bu sistemlerin ideal olmayan optik şartların mevcut olması durumundaki uygulamalarda kullanılması zordur. Yine de, son gelişmeler standart RGB vizyon modeli esaslı TLC termografik için özel olarak tek değerli renk tanımlayıcılarını çok sağlam bir şekilde üretmişlerdir [16].

Renk-Sıcaklık Tepkimesi Kalibrasyonu

Doğrudan kalibrasyon yöntemi: TLC ‘in hakiki renk-sıcaklık tepkimesi, ölçme sisteminin kendisi olan tepkimeyi etkileyebilecek durumdadır. Bu etkiyi belirlemenin en kolay yolu TLC ile renk ölçme sistemi tepkime karakteristiklerini yerinde doğrudan kalibre etmektir. Bu yöntem, ilgilenilen yüzey alanının üstünde ya da yakınında TLC sıcaklığını kontrol etmeyi veya ölçmeyi bertaraf ederek, deney cihazının hazırlanmasını öngörür.

Müteakip-izoterm yöntemi: Test yüzeyini ve TLC’yi, TLC olay sıcaklığına getirerek data toplama işi başlatılır. Daha sonra yüzey renk görüntüsü alınır ve ortalama renk değeri hesaplanır ve test yüzeyi sıcaklığıyla beraber hafızaya alınır. Netlik noktası sıcaklığına ulaşıncaya kadar daha yüksek sıcaklıklarda tekrar edilir. Kontrol etmesi kolay gibi gözükse de bu yöntem zaman alıcıdır ve zayıf renk-sıcaklık çözünürlüğü vardır.

Gradyan yöntemi: Müteakip-izoterm yöntemini tamamlamaya çalışan bir yöntemdir. Bu yöntemde aynı doğrusal sıcaklık gradyanında olduğu gibi TLC malzemesine bir ölçülebilir renk-sıcaklık dağılımı konu alınır. Gradyen tekniği tam yürütüldüğü zaman, tek bir renk görüntüsü kullanan TLC için tüm renk-sıcaklık tepkimelerinin temsil edildiği durumun aksine daha süreklidir.

Sıcaklık Ölçümündeki Hataların Kaynakları

Sıcaklık ölçüm hatalarının etkilerini TLC termografik uygulamalarında tam olarak saymak olanağı yoktur. Bunun nedeni; çoğunlukla olası hata kaynaklarının çok sayıda olması ve bu hata kaynaklarının TLC termografik sisteminin ortalama sıcaklık ölçüm hassasiyeti üzerindeki etkilerinin fazla olmasıdır. Ölçüm hatalarının kaynakları genelde;

• TLC malzemesinin uygulanmasında ve/veya hazırlanmasında uygun olmayan yüzey,

• TLC renk-sıcaklık yorumunun ve/veya kalibrasyonun uygun olmaması,

• Renk ve/veya sıcaklık ölçüm cihazı ile birleşen yerleşik hatalar şeklinde özetlenebilir.

UYGULAMA ÖRNEĞİ

Burada Atatürk Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümünde kurulu jet deney düzeneği üzerinde yapılmış olan deneylerin ışığında TLC yönteminin uygulanışı tartışılacaktır. TLC ile sıcaklık ölçme uygulamalarında öncelikle sıcaklığı ölçülecek olan sistemin sınır koşulu belirlenir. Bu sınır koşulu sabit ısı akısı sınır koşulu olabildiği gibi sabit sıcaklık sınır koşulu da olabilir. Bu çalışmada sabit sıcaklık sınır koşulu uygulanmıştır. Ancak daha önce literatürdeki jet çarpması deneylerinde kullanılan her iki sınır koşulunun da uygulanışını bilmekte fayda vardır.

Sabit Isı Akısı Sınır Koşulu Uygulayarak Ölçüm Yapılması: Goldstein ve Timmers [10], sabit ısı akısı sınır koşulunu meydana getirmek için arasından AC akımı geçirilerek ısıtılan 25,4 mm kalınlıkta paslanmaz çelikten bir ısıtıcı kullanmışlardır. Özel imal edilmiş şeffaf bir tabaka (mylar tabaka) üzerine yerleşmiş olan LC, bir sprey yapıştırıcı ile ısıtıcının ters yönüne yapıştırılmıştır. TLC‘in çalışma aralığı 30°C -35°C ‘dir. Isı kayıplarını minimize etmek için TLC tabakası ile bu tabakanın tam karşısına konulan arklik gözlem plakası arasında, 12,7 mm hava boşluğu bırakılmıştır. Şeffaf gözlem levhasının arkasında bir kamerayla renk değişikliği anında izlenmiştir (Şekil 3).

Şekil 3. LC ‘in Sabit Isı Akısı Sağlayan Isıtıcıyla Birleştirilmesi [10].

Sabit Duvar Sıcaklığı Sınır Koşulu Uygulayarak Ölçüm Yapılması: Diğer bir yöntem ise çarpma yüzeyi cidarında sabit sıcaklık sınır koşulu oluşturmaktır. Hoogendorn ’un bir jet çalışmasında [14], yoğun akımlı bir sıcak su banyosunun önüne ısıtılmış bir cam levha konulmuş, levhaya 30 mm reçine tabakası içerisindeki LC uygulanmıştır. Camın ısıl iletkenliği bilindiğinden, artık yerel ısı transfer oranları yüzey sıcaklığı ve su sıcaklıklarından gidilerek bulunabilir. Bu yolla yerel yüzey sıcaklıkları başka hiçbir işleme gerek kalmadan ölçülebilmektedir.

Şekil 4. Sınırda Sabit Sıcaklık Sağlayan Sıcak Su Banyosu [14].

Sıvı Kristalin Kalibrasyonu ve Renk-Sıcaklık İlişkisi

Uygulamada; TLC ‘in püskürtüleceği yüzeye iyice yapışması için, içerisine üretimi sırasında uygun reçine veya yapıştırıcı katılmış ise, kalibrasyon işlemi daha da basitçe yapılabilir. TLC, içindeki yapışkan dolayısıyla suda çözünmeye karşı dayanıklıdır. En azından kalibrasyon işlemi boyunca suda çözünme olmaz. Yerel ısı transfer katsayılarını hesaplayabilmek için önce TLC‘in kalibre edilmesi gerekir. Kalibrasyon işlemi sıcak su banyosunda yapılmaktadır. Test örneği için su banyosuna girecek boyutlarda bir plaka seçilir. Kısa sürede kararlı konuma geçilmesi istenilirse, ısı iletkenliği iyi olan bakır plaka seçilmesi uygun olacaktır. Kalibrasyon işleminde, TLC ‘in renklerinin iyi izlenebilmesi için bakır test örneği üzeri siyah mürekkep ile kaplanmıştır. Siyah zemin üzerine TLC püskürtülmüş, numune kuruduktan sonra kalibrasyon işlemine geçilmiştir. Sıcak su banyosuna daldırılan test numunesi, suyun ısınmasına göre kendi renklerini sırayla göstermeye başlamış ve su sıcaklığı, banyonun ve kalibrasyon cihazının dijital göstergesinden tespit edilmiştir. Renkler bitince TLC zeminin rengi siyahı gösterir. Daha sonra bu işlem sıcaklık banyosu, soğutma işlemine tabi tutularak tekrar yapılır. Su sıcaklığıyla TLC renkleri arasında kurulan ilişki Tablo 1’de verilmiştir.

Tablo 1. Sıvı Kristalin Renk ve Sıcaklıkları.

Renk Sıcaklık °C Renk aralığı °C Ortalama renk sıcaklığı °C

Mavi 44.60-37.35 7.25 40.975

Yeşil 37.35-36.10 1.25 36.725

Kırmızı 36.10-35.00 1.10 35.550

Yüzeyin TLC ile Kaplanması

Çarpma yüzeyine TLC tabakasının, akım yönünde bozucu bir etki yapmayacak şekilde ince bir film halinde uygulanması gerekir. Bu amaçla mikro kapsüllü TLC yüzeye püskürtülmeden önce su ile inceltilir ve daha sonra hava tabancası ile ince bir film şeklinde çarpma yüzeyine püskürtülür. TLC siyah zemin üzerinde renklerini daha canlı ve net bir şekilde gösterdiği için püskürtülmeden önce çarpma yüzeyi zeminine TLC için özel imal edilmiş siyah mürekkep püskürtülür. Ayrıca TLC renklerinin canlı olarak izlenebilmesi için tabaka kalınlığının 50-100 mikron arasında olması gerekir. Eğer bu kalınlık sağlanmazsa renkler solgun ve cansızdır.

Şekil 5. Çarpma Yüzeyindeki LC Film Kalınlığı.

Test Plakası Üzerinde Renk Halkası Yarıçapının Ölçülmesi ve Görüntülenmesi

Çarpma levhası üzerinde, ısı transferi sonucunda oluşan TLC renk genişliği ve bu renk halkası yarıçapının ölçülebilmesi için belli aralıklı ölçeklere ihtiyaç vardır. Bunun için çarpma yüzeyinin siyah zemini TLC püskürtülmeden önce belirli aralıklarla çizilmiş ve daha sonra çizilen bu ölçek üzerine TLC püskürtülmüştür. Jet yüzeye çarptırılarak renk halkası yarıçapının geometrik çarpma noktasından uzaklığı bu şekilde elde edilen ölçekle kolayca tespit edilebilir.

Şekil 6. Jet Çarpma Yüzeyinin Ölçeklere Bölünmüş Hali [15].

Daha sonra renk halkasının genişliği ve halka yarıçapı, çarpma levhası üzerinde yerel ısı transfer katsayıları hesaplamasında kullanılır. Şekil 6’da jet çarpma yüzeyinin ölçeklere bölünmüş haldeki resmi görülmektedir. Jetin yüzeye çarpması sonucu oluşan TLC’ in renk halkası kararlı duruma gelinceye kadar beklenir ve kararlı hale ulaşınca görüntü kaydedilir (Şekil 7).

Şekil 8’de Re=30.000, H/D=10 (lüle levha arası boyutsuz mesafe), q=41° ( dönen jetin dönme açısı) durumlarında elde edilmiş üç ayrı jet çarpması sıcaklık grafiği verilmiştir.

SONUÇ

Sıcaklık, manyetik alan, elektrik alan ve basınç gibi dış etkilerle sıvı kristallerin renkleri kırmızıdan mora kadar değişebilmektedir. Bu renk değişimleri birbirini izleyerek ortaya çıkabilmektedir ve genel olarak tersinir bir olaydır. Yani hem bu etkilerin artması esnasında, hem de azalması esnasında aynı renk değişimlerini görmek mümkündür.

Şekil 7. Yüzeye Dik Jet Halinde Hedef Yüzey Üzerinde Başlangıçta ve Kararlı Konumda Renk Dağılım [15].

Bu değişim özelliklerinden yararlanarak sıvı kristaller ile değişik yerlerde sıcaklık ölçülmesi, hesap makinaları, saatler, bilgisayarlar, televizyon ekranlarında görüntü elde edilmesi ve uyumlu optikte hologram depolanması gibi çeşitli uygulamalar yapılabilmektedir. Genel olarak kolestrik fazdaki sıvı kristaller sıcaklık ölçülmesinde kullanılırken nematik fazdaki sıvı kristaller ise elektronik cihazların ekranlarında görüntü elde etmek için kullanılabilmektedir. Sıcaklığı ölçülecek yüzeyin veya akımın komplikeliği hassas sıcaklık ölçmede negatif bir durum oluşturmaz. Bu nedenle özellikle, Isı Transferi ve Akışkanlar Mekaniği çalışmalarında sıvı kristalin kullanımı daha da önem kazanmaktadır.

Şekil 8. Dönerek Çarpan Jette Çeşitli H/D, Re Ve Açı Durumlarında LC Renk Dağılım[11].

Sıvı kristal ile sıcaklık ölçmenin çeşitli avantajları ve dezavantajları vardır. Bunları şöyle sıralamak mümkün olabilir:

1. İyi bir hassasiyet,

2. Hızlı ölçme zamanı (0,2 saniyeden daha iyi),

3. İyi tekrarlanabilme,

4. Tersinir renk gösterebilme,

5. Kullanımda geniş sıcaklık aralığı,

6. Değişebilir renk gösterimi,

7. Uygulaması kolay,

8. Esnek ve düzensiz satıhlar için çok iyi uygulanabilir,

9. Nispeten ucuz,

10. Renk gösterimi görsel olarak kayıt edilebilir,

11. Saklama ömrü sınırlı,

12. Doğruluğu (hassaslığı) kullanan kişiye bağımlıdır.

KAYNAKÇA

1. Farina, D.J., “Making Surface Temperature Measurements Using Liquid Crystal Thermography”, Electronics Cooling, vol.1, no.2, pp.10-15, 1995.

2. Ashforth-Frost S., “The Use of Liquid Crystals in Temperature Visualization”, Proc. Biomechanics’94, Technical University of Wroclaw, Poland, 20-23 October, pp.342-351, 1994.

3. Ashforth-Frost, S. and Jambunathan, K. “Flow Visualization Using Liquid Crystals”, Proc. ’93 SPIE Int. Conf. Optical Diagnostics in Fluid and Thermal Flow, San Diego, USA, 14-16 July, pp.237-245, 1993.

4. Kelker, H. and Hatz, R. “Technical Applications of Liquid Crystals”, Chem-Ing. Tech.,Germany, vol.45, no.16, pp.1005-1013, 1973.

5. Mizell, L., “Liquid Crystals A New Technique for Thermal Mapping of Electronic Components”, Microelectronics 44th Int. Congr., Munich, Germany, 9-11 November, pp. 450-475, 1970.

6. Brown, G.H., “Structure Properties and Some Applications of Liquid Crystals”, J. Opt. Soc. Amer., vol.63, no.12, pp.1505-1514, 1973.

7. Hwalek, J. and Carr, E.F., “A Liquid Crystal, Heat Switch ”, Heat Transfer Eng., vol. 8,no.1,pp. 36-39, 1987.

8. Cooper, T.E., Field, R.J., and Meyer, J.F., “Liquid Crystal Thermography and its Application to the Study of Convective Heat Transfer”, J. Heat Transfer, Trans. ASME, vol.97, no.3, pp.442-450, 1975.

9. Richards C.D. and Richards R.F., “Transient Temperature Measurements in a Convectively Cooled Droplet”, Experiments in Fluids, vol.25, no. 5/6, pp.392-400, 1998.

10. Goldstein R,J. and Timmers J.F., “Visualization of Heat Transfer from Arrays of Impinging Jets”, Int. J. Heat Mass Transfer, vol.25, no.2, pp.1857-1868, 1982.

11. Bilen, K., Bakırcı K. and Yavuz T., “Dönerek Çarpan Jetin Isı Transfer Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi”, 12. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Sakarya, pp.538-543, 2000.

12. Genceli, O.F., Ölçme Tekniği, Birsen Yayınevi, İstanbul, 1995.

13. Bilen, K. “Isıtılan Düzlem Bir Plakaya Dik ve Eğik Hava Jeti Çarpmasında Isı Transfer Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi”, Doktora Tezi, KTÜ, Fen Bilimler Enstitüsü, Trabzon, 1994.

14. Hoogendorn, C.J., “The Effect of Turbulence on Heat Transfer at a Stagnation Point”, Int. J. Heat Mass Transfer, vol.20, pp.1333-1338, 1977.

15. Bakırcı, K., “Dönen Çarpan Jetin Isı Transfer Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 1998.

16. Hacker, J. M. and Eaton, J. K., “Heat Transfer Measurements in a Backward Facing Step Flow with Arbitrary Wall Temperature Variations”, Report Number MD-71, Stanford University, Department of Mechanical Engineering, Thermo Sciences Division, Stanford, CA, June, 1995.


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy