E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi - Pamukkale Univ Muh Bilim Derg: 30 (1)
Cilt: 30  Sayı: 1 - 2024
1.
Kapak-İçindekiler
Cover-Contents
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
Sayfalar I - VI

2.
Homojen polinom tabanlı akma fonksiyonunun birleşik pekleşme modeli ile kullanımının anizotropik metalik malzemeler üzerindeki kulaklanma tahmin performansı
Earing prediction performance of homogeneous polynomial-based yield function coupled with the combined hardening model for anisotropic metallic materials
Toros Arda Akşen, Murat Özsoy, Mehmet Fırat
doi: 10.5505/pajes.2023.79804  Sayfalar 1 - 9
Kap çekme işlemi esnasında, radyal yön boyunca çekme gerilmesi mevcuttur. Bununla birlikte şekillendirilecek sac, zımba ve kalıp köşelerinin etrafında bükülmektedir ve köşelere temas eden iç yüzeyler basma gerilmesi etkisi altındayken, dış yüzeyler ise çekme etkisi altındır. Bu durum sacın zımba ve kalıp köşelerinde bükülen bölümlerindeki gerilme durumunu karmaşık bir hale getirmektedir ve nihai kulak formunu etkileyebilmektedir.
Bu çalışma, gelişmiş bir akma fonksiyonu ve bir birleşik pekleşme modeli içeren bir plastisite modelinin kulaklanma tahmin performansını incelemektedir. Bu kapsamda AA6016-T4 alüminyum alaşımının derin çekme işlemi incelenmiştir. Birleşik pekleşme modelinin kulaklanma tahmin performansına etkisini daha net ortaya koymak amacıyla, izotropik ve birleşik pekleşme kuralları ayrı ayrı analizlere entegre edilmiştir. Malzemenin pekleşme davranışını tanımlamak amacıyla kullanılan birleşik pekleşme modeli, Armstrong-Frederic kinematik pekleşme ve izotropik pekleşme modellerinin birleşimidir ve birleşik pekleşme modelinin parametreleri bir tersinir kayma testinin verileri kullanılarak elde edilmiştir. Sacın anizotropik davranışını isabetli bir şekilde tanımlamak amacıyla altıncı dereceden homojen polinom tabanlı bir akma fonksiyonu kullanılmıştır. HomPol6 kriterinin tahmin performansını göstermek için simülasyonlar Hill48 akma kriteri kullanılarak da yürütülmüştür. Simülasyonlar Marc ticari yazılımında eklemeli plastisite yaklaşımı ve kapalı zaman adımlı gerilme güncelleme şeması kullanılarak yürütülmüştür. Zımba kuvvet-deplasman davranışları ve kulak profil tahminleri sayısal olarak elde edilmiş ve deneysel sonuçlarla kıyaslanmıştır. Birleşik pekleşme modelinin kulaklanma tahmin yeteneğini iki akma kriteri için de iyileştirdiği görülmüştür. Bu iyileşmenin HomPol6 sonuçları için daha belirgin olduğu da kaydedilmiştir. En iyi kulak oluşum tahmininin, HomPol6 akma kriteri ile birleşik pekleşme kuralı kullanıldığında gerçekleştiği görülmüştür.
In the cup drawing process, the tensile stress in the radial direction is dominant during the drawing. However, the sheet bends around the punch and die radiuses, and the fibers touching the punch and die are exposed to compression, while the outer surfaces are exposed to tension. Therefore, the stress state at the radius regions of punch and die becomes complicated to overcome due to the bending and may influence the final earing form.
The present study investigates the influence of a plasticity model involving an advanced yield criterion coupled with a combined hardening model on the earing prediction in the cup drawing process of AA6016-T4 aluminum alloy. Therefore, isotropic hardening and combined hardening models are implemented, respectively so as to show the kinematic hardening effect on the earing prediction performance. The combined hardening model comprises Armstrong-Frederic kinematic hardening and isotropic hardening rules together to characterize the hardening behavior of the sheet, and the parameters of the hardening model were obtained by considering a reversal shear test. A sixth-order polynomial-based yield criterion was implemented to represent the anisotropic response of the sheet successfully. The Hill48 yield criterion was also considered in the present study for comparison purposes. The analyses were conducted based on the additive plasticity approach and using the implicit stress update scheme in Marc commercial software. The punch force-displacement responses and earing profile predictions were obtained numerically and compared with the experimental outcomes. It was seen that introducing the combined hardening model enhances the earing prediction capability for both yield criteria. With the incorporation of the combined hardening rule, the improvement in the prediction of the earing profile was more apparent in HomPol6 results compared to Hill48. The HomPol6 yield criterion coupled with the combined hardening rule led to a better agreement in the prediction of ear formation.

3.
Elektroforetik biriktirme yöntemi ile grafen oksit kaplanmış AA5754 alüminyum alaşımının korozyon özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the corrosion properties of AA5754 aluminum alloy coated with graphene oxide by the electrophoretic deposition method
Duygu Candemir, Kubilay Karacif, Levent Kartal
doi: 10.5505/pajes.2023.46027  Sayfalar 10 - 16
Bu çalışma, ucuz, çevre dostu ve basit bir işlem olan elektroforetik biriktirme (EPD) yöntemiyle, alüminyum alaşımını (AA5754) grafen oksit ile kaplamayı ve kaplamanın alüminyumun korozyon davranışı üzerindeki etkisini belirlemeyi amaçlamaktadır. Grafen oksit kaplamalar, X-ışını kırınımı (XRD), optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakterize edilmiştir. Grafen oksit kaplamaların katman katman büyüdüğü ve artan süre ve uygulanan potansiyel ile kalınlıklarının arttığı belirlenmiştir. Grafen oksit kaplamanın AA5754 alüminyum alaşımının korozyon davranışı üzerindeki etkisi, ağırlıkça %3.5 NaCl ortamında potansiyodinamik yöntemle araştırılmıştır. Korozyon test sonuçlarına göre, kaplanmış AA5754 alüminyum alaşımının korozyon potansiyelinin olumlu yönde değiştiği, korozyon akımının ve korozyon hızının ise azaldığı tespit edilmiştir. En yüksek korozyon potansiyeli 5 V-5 dk ve 7 V-3 dk kaplama koşullarında -805 mV olarak belirlenmiştir. En düşük korozyon akımı yoğunluğu (9.8.10-7 A∙cm-2) ve korozyon hızı (0.011 mm∙y-1) 5 V-3 dk kaplama koşullarında elde edilmiştir.
This study aims to coat the aluminum alloy (AA5754) with graphene oxide by electrophoretic deposition (EPD) method, which is a cheap, eco-friendly, and straightforward process, and to determine the effect of the coating on the corrosion behavior of the aluminum alloy. The graphene oxide coatings were characterized using x-ray diffraction (XRD), light microscopy, and scanning electron microscopy (SEM). It was determined that the graphene oxide coatings grew layer by layer and their thickness increased with increasing duration and applied potential. The effect of graphene oxide coating on the corrosion behavior of AA5754 aluminum alloy was investigated by a potentiodynamic method in 3.5% NaCl environment. According to corrosion test results, it was determined that the corrosion potential of the coated AA5754 aluminum alloy changed positively, while the corrosion current and corrosion rate decreased. The highest corrosion potential was determined as -805 mV at 5 V-5 min and 7 V-3 min coating conditions. The lowest corrosion current density (9.8.10-7 A∙cm-2), and corrosion rate (0.011 mm∙y-1) were obtained at 5 V-3 min coating conditions.

4.
Fakülte seviyesinde üniversite ders çizelgeleme problemi için bir tavlama benzetimi algoritması
A simulated annealing algorithm for the faculty-level university course timetabling problem
Hatice Erdoğan Akbulut, Feriştah Özçelik, Tuğba Saraç
doi: 10.5505/pajes.2023.00483  Sayfalar 17 - 30
Bu çalışmada, dersliklerin fakülteler arasında paylaşıldığı, çift anadal ve yan dal kısıtlarının olduğu fakülte seviyesinde üniversite ders çizelgeleme problemi ele alınmıştır. Bu çalışma, tüm bu kısıtları bir arada ele alan ilk çalışmadır. Ele alınan problemi çözmek için bir hedef programlama modeli önerilmiştir. Önerilen model ile büyük boyutlu problemler için süre limiti içinde uygun çözüm bulmak mümkün olmadığından, bir tavlama benzetimi algoritması geliştirilmiştir. Önerilen çözüm yöntemlerinin performansı rassal türetilmiş test problemleri kullanılarak sınanmıştır. Ayrıca özel bir üniversitenin mühendislik fakültesinde vaka çalışması yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, önerilen tavlama benzetimi algoritmasının büyük boyutlu problemleri çözmedeki başarısını ortaya koymuştur. Gerçek hayat problemi için önerilen algoritma ile %83 oranında iyileşme sağlanmıştır.
In this study, faculty-level university course timetabling problem with double major and minor program constraints where classrooms are shared with several faculties is taken into account. This is the first study considering all these constraints together. A goal programming model is proposed to solve the considered problem. Since it is not possible to find a feasible solution for large-size problems with the proposed model in a time limit, a simulated annealing algorithm is developed. The performance of the proposed solution methods is tested by using randomly generated test problems. In addition, a case study is performed at the engineering faculty of a private university. Computational results show the success of the proposed simulated annealing algorithm to solve large-sized problems. An 83% improvement was achieved with the proposed algorithm for the real-life problem.

5.
Kaynak anizotropisinin serbest uzay iletişimde stokastik elektromanyetik ışınların yoğunluk korelasyonları üzerindeki etkisi
Effect of source anisotropy on the intensity correlations of stochastic electromagnetic beams in free space communications
Serkan Şahin
doi: 10.5505/pajes.2023.23539  Sayfalar 31 - 35
Anizotropik çapraz spektral yoğunluk matrislerine sahip kaynaklar tarafından üretilen stokastik elektromanyetik ışınların yoğunluk değişimleri arasındaki korelasyonlar araştırıldı. Geçtiğimiz yıllarda tanıtılan spektral çapraz polarizasyon derecesi, spektral tutarlılık derecesi ve elektromanyetik kaynakların yayılma üzerine yoğunluk dalgalanmaları, kaynağı bir anizotropik ışın olarak ele alarak analiz edildi. Boş uzayda ilerleyen ve boyuna ve enine yönlere uzanan bir anizotropik elektromanyetik Gauss Schell ışınının çapraz spektral yoğunluk matrisi için analitik bir formül verilmiştir. Analiz, aynı kaynak parametrelerine sahip iki ışının çapraz polarizasyonunun, anizotropi oranı α'ya bağlı olarak yayılma sırasında artabileceğini veya azalabileceğini göstermektedir. Işın anizotropisinin kısmen uyumlu kaynakları modellemek için uygun yöntemlerden biri olabileceğini göstermek için sayısal sonuçlar sunulmuştur.
Correlations between stochastic electromagnetic beams' intensity variations which are produced by sources with anisotropic cross-spectral density matrices are explored. Recently introduced spectral degree of cross-polarization, spectral degree of coherence, and the intensity fluctuations of electromagnetic sources are analyzed upon propagation by considering the source as an anisotropic beam. An analytical formula is given for the cross-spectral density matrix of an anisotropic electromagnetic Gaussian Schell beam moving across free space and extended to longitudinal and transverse directions. The analysis shows that the cross-polarization of two beams having same source parameters might increase or decrease on propagation depending on the anisotropy ratio α. Numerical results are presented to show that the beam anisotropy might be one of the convenient methods for modeling partially coherent sources.

6.
Nesnelerin internetinde iç mekân lokalizasyonu için makine öğrenimini kullanan bluetooth düşük enerji tabanlı özgün hibrit model
A novel hybrid model for bluetooth low energy-based indoor localization using machine learning in the internet of things
Yasin Görmez, Halil Arslan, Yunus Emre Işık, Sercan Tomaç
doi: 10.5505/pajes.2023.57088  Sayfalar 36 - 43
İç mekân konumlandırma, bir nesnenin iç mekandaki konumunun tam olarak belirlenmesi olarak tanımlanabilir ve navigasyon, varlık takibi ve vardiya yönetimi olmak üzere bir çok uygulama alanı bulunmaktadır. İç mekân konumlandırma problemlerini çözmek için üçgenleme, Kalman filtreleri ve makine öğrenmesi modelleri gibi birçok yöntem önerilmiştir ancak hala istenilen başarı oranları elde edilememiştir. Bu yöntemler deney ortamlarında başarılı sonuçlar elde etse de, gerçek zamanlı durumlarda hata oranları çok fazla olabilmektedir. Bu çalışmada, Bluetooth düşük enerji tabanlı iç mekan konumlandırma için hibrit bir model önerilmiştir. Bu modelde, üçgenleme yöntemini, üç farklı ortamda optimize edilmiş ve test edilmiş birkaç makine öğrenmesi yöntemiyle (Naive Bayes, k-en yakın komşu, lojistik regresyon, destek vektör makineleri ve yapay sinir ağları) birleştiren hibrit bir yaklaşım kullanılmıştır. Çalışmada önerilen model, kolay ve orta durumlarda üçgenleme modeline benzer şekilde performans göstermiş; ancak önerilen model, zor durumlar için üçgenleme veya tek başına makine öğrenimi modellerinden çok daha küçük bir hata oranı elde etmiştir.
Indoor localization involves pinpointing the location of an object in an interior space and has several applications, including navigation, asset tracking, and shift management. However, this technology has not yet been perfected, and many methods, such as triangulation, Kalman filters, and machine learning models have been proposed to address indoor localization problems. Unfortunately, these methods still have a large degree of error that makes them ill-suited for difficult cases in real-time. In this study, we propose a hybrid model for Bluetooth low energy-based indoor localization. In this model, the triangulation method is combined with several machine learning methods (naïve Bayes, k-nearest neighbor, logistic regression, support vector machines, and artificial neural networks) that are optimized and tested in three different environments. In the experiment, the proposed model performed similarly to the solo triangulation model in easy and medium cases; however, the proposed model obtained a much smaller degree of error for hard cases than either solo triangulation or machine learning models alone.

7.
Dinamik yapı-kazık-zemin etkileşimi bağlamında temel gömme derinliğinin spektral tepki üzerindeki etkisi
Effect of foundation embedment depth on spectral response considering dynamic structure-pile-soil interaction
Ozan Bilal, Yasin Fahjan
doi: 10.5505/pajes.2023.05046  Sayfalar 44 - 52
Dinamik Yapı-Kazık-Zemin Etkileşiminin (YKZE) yapısal elemanlar üzerindeki etkisinin araştırılması amacıyla, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde (TBDY, 2018) tariflenen yöntemlerin (Yöntem I, II, III), hangi durumlarda tercih edilmesi gerektiği ve kapsamı ilgili bölümlerde (TBDY Tablo 16.5 ve EK16C) açıklanmıştır. Yönetmelikte, Yöntem I için belirlenen farklı çözüm yöntemleri (Ortak ve Altsistem Yöntemi) takip edilerek yapılan analizlerde “Kinematik” ve “Eylemsizlik” Etkileşimi doğrudan dikkate alınsa da diğer yöntemlerde (Yöntem II-III) dolaylı ve yaklaşık sonuçların elde edildiği (özellikle Kinematik etkileşim) varsayılarak çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Bilindiği üzere Kinematik etkileşiminde 2 faktör baskın olmaktadır: Gömme derinliği ve Taban Plaka Ortalaması. Bu çalışmada Yapı-Kazık-Zemin etkileşim analizleri Ortak Yöntem ile Altsistem yönteminin Kinematik kısmı dikkate alınarak hazırlanan modellerle gerçekleştirilmiştir. Üstyapının modelde bulunduğu ve bulunmadığı durumlarda oluşan Temel Tepki Spektrumlarının değişimi gömme derinliğine bağlı olarak incelenmiştir.
To investigate the effect of Dynamic Structure-Pile-Soil Interaction (SPSI) on structural elements, one of the following methods (Methods I, II, III) should be selected regarding the Structural Case described in the Turkish Building Earthquake Code (TBDY, 2018) in the relevant sections (TBDY Table 16.5 and Annex 16C). Although "Kinematic" and "Inertial" effects are considered directly in the analyzes outlined in TBDY 2018 (Direct and Substructural Methods) determined for Method I, in other methods (Method II-III), indirect and approximate results are obtained (especially in Kinematic Interaction Analysis). Generally, two factors dominate the Kinematic Interaction: Embedment Depth and Base-slab Averaging. In this research, Soil-Pile-Structure interaction analyzes were performed according to the Direct Method and the Kinematic Part of the Substructural Method. The variation of the Foundation Response Spectrum, one in which the Structure is present or not in the model, has been investigated according to the variation of embedment depth.

8.
Küme yolu kaplama yöntemi uygulaması ile yol çıkarımı
Path inference implementing the cluster path covering method
Kadir Akgöl, Emre Demir, İbrahim Aydoğdu
doi: 10.5505/pajes.2023.09522  Sayfalar 53 - 62
En uygun güzergâhın belirlenmesi ulaşım faaliyetlerindeki en büyük sorunlardan biridir. Bu nedenle, en uygun rotaları tespit etmek için etkili teknikler kullanılmalıdır. Bu çalışmada, bir ağ üzerindeki konum noktaları dizisine dayalı bir rotayı tanımlamak için Küme Yolu Kaplama (CPC) adı verilen özgün bir yöntem geliştirilmiş ve tanıtılmıştır. Bir dizi üzerindeki düğüm noktaları çiftleri arasındaki toplam yol maliyetini en aza indirecek modeller hâlihazırda bulunmaktadır. Ancak bizim yöntemimiz, ağdaki düğümlerin komşu olduğu muhite erişilebilirliğini de göz önünde bulundurarak yol maliyetini en aza indirmeyi amaçlamaktadır. Bu yeni yöntem için en büyük zorluklardan biri, düğümler arasındaki erişilebilirlik maliyetlerini ortaya çıkarmaktır. Metodolojimiz, bir ağ üzerindeki düğüm noktalarını kümeleyen ve her küme için optimum noktayı gösteren CPC yöntemini sunmaktadır. Bu yöntem, kümeleri temsil eden düğüm noktalarını birbirine bağlayarak en iyi yolu oluşturmaktadır. Ayrıca bu çalışmada, komşu muhiti kaplayan en kısa yol probleminin (SCNPP) tanımı yapılmıştır. Yeni CPC yöntemi, kaplayan en kısa yol probleminin (SCPP) ayırt edici bir versiyonu olan SCNPP için kullanılmaktadır. İlaveten, CPC yönteminin performansı iki farklı kıyaslama ağında test edilmiştir. Sonuçlara göre CPC yöntemi, güzergâhların ulaşım maliyetlerini (mesafeler gibi) azaltmak için güçlü ve etkin neticeleri bize sağlamaktadır. CPC yöntemi ile çözülebilecek sorunlar arasında, toplu taşıma güzergâhlarına mesafe açısından erişilebilirlik maliyetlerinin azaltılması ve durakların konumları arasındaki mesafelerin minimize edilmesi yer alabilir.
Determination of the optimal route in transportation activities is one of the major problems in transportation. Therefore, efficient techniques deserve our utmost attention to detect optimal routes. In this study, a novel method called Cluster Path Covering (CPC) has been developed and introduced to identify a route based on a sequence of location points on a network. There are already models to minimize the total path cost between the pair of nodes following a kind of sequence. However, our method aims to minimize the path cost, including the neighbourhood accessibility of the path nodes on the network. One of the major challenges for the new model is to reveal the accessibility costs between the nodes. The methodology presents the CPC method clustering the location points on a network and indicating the optimum point for each cluster. Then, the CPC method generates the best path by connecting the specific location points representing the clusters. Moreover, the shortest covering of neighbourhood path problem (SCNPP) is introduced in this study. The novel CPC method is utilized for SCNPP, a distinctive version of the shortest covering path problem (SCPP). The performance of the CPC method is then tested on two different benchmark networks. According to the results, it provides robust and efficient outcomes for decreasing the routes' transportation costs (e.g., distances). The issues that can be solved via the CPC method include the accessibility costs of public transportation paths and the locations of stops by minimizing the costs.

9.
Çöp sızıntı suyu ile kirlenmiş kumların dinamik davranışı
The cyclic behavior of sand polluted by leachate
Aytaç Yaşargün, Ayfer Erken
doi: 10.5505/pajes.2023.28828  Sayfalar 63 - 70
Kontrolsüz ve gelişigüzel depolanan katı atıkların yağmur suyu vasıtasıyla oluşturdukları sızıntı sularının içerdiği organik ve inorganik bileşenler, yer altı sularına ve zemin tabakalarına karışarak zeminin geoteknik özelliklerini ve dinamik davranışını etkilemektedir. Bu çalışmada çöp sızıntı suyunun ve kür süresinin kumlar üzerindeki etkisi, dinamik üç eksenli deney aletinde yapılan araştırmalar ile incelenmiştir. Sonuçlar farklı doygunluk değerlerindeki temiz kum numuneleri ile yapılan deneylerle karşılaştırılmıştır. Hem temiz hem de kirlenmiş kum numuneler doygunluk B=%45 değerinin üstüne çıktığında sıvılaşmaktadır. B değerinin artması kumları daha erken çevrim sayılarında sıvılaştırmaktadır. Temiz ve kirlenmiş kumlarda doygunluk değerinin düşmesi sıvılaşma direncini artırmaktadır. Doygunluk değeri B=%45 ‘in altına düştüğünde ise temiz ve kirlenmiş kum numuneler sıvılaşmamıştır. Çöp sızıntı suyu içeriğindeki organik ve inorganik bileşenlerin kimyasal etkisinden ziyade fiziksel etkisinin numune davranışında etkili olduğu düşünülmektedir..
The organic and inorganic components of the leachate generated by the uncontrolled and haphazardly stored solid waste landfill through the rain mix with into the groundwater and soil layers and affect the geotechnical properties and dynamic behavior of the soil. In this study, the effect of leachate and the cure time on sandy soil were studied in dynamic triaxial test system. The results were compared clean sand samples tested at different saturation degrees. When the saturation degree is above B=45% both the clean and polluted sand liquefies. As the B value increases sands liquefies at the small number of cycles. As the saturation degree decreases the strength against the liquefaction increases both clean and polluted sand samples. If the B value is below the 45% both the clean sand and the polluted sand cannot liquefied. As the cure time increases the polluted sands liquefies before the clean sands. The organic and inorganic components of the leachate affect sands rather than the chemical reaction with sands.

10.
Türkiye’de tarımsal kuraklığın uzaktan algılama verileri ile Google Earth Engine üzerinden izlenmesi
Monitoring of agricultural drought in Turkey with remote sensing data by use of Google Earth Engine
Gülay Onuşluel Gül
doi: 10.5505/pajes.2023.41762  Sayfalar 71 - 80
Birbiriyle ilişkili birçok etkene bağlı olduğundan oldukça karmaşık ve yıkıcı etkileri olabilen kuraklıkla ilgili çalışmalar, bu doğal afetin sonuçlarının bertaraf edilebilmesi ve önlemlerin zamanında alınarak harekete geçilebilmesini kolaylaştırmak amacıyla bir süreklilik gösterecek şekilde gelişmektedir. Bu bütünsel çerçevede gerçekleştirilen bu çalışma da, kuraklık olgusunun zamansal ve mekansal olarak, uzaktan algılama verileri kullanılarak Google Earth Engine (GEE) platformunda hesaplanmasına dayanmaktadır. Bu amaçla, Sıcaklık Durum İndisi (TCI), Bitki Örtüsü Durumu İndisi (VCI) ve Bitki Örtüsü Sağlığı İndisi (VHI), yakın geçmiş dönem (2018 - 2021) ile geçmiş dönemler (2002, 2005, 2010 ve 2015 yılları) için temmuz ve ocak ayları bazında incelenmiş ve böylece tarımsal kuraklık durumu ortaya konulmuştur.
Studies on drought, which can have quite complex and devastating effects due to a number of interrelated factors, are developing continuously in order to eliminate the consequences of such a natural disaster and even further to facilitate actions for taking timely measures. This study, which is carried out in this holistic framework, is based upon the temporal and spatial assessment of drought phenomenon on the Google Earth Engine (GEE) platform through the use of remotely-sensed data. For this purpose, Temperature Condition Index (TCI), Vegetation Condition Index (VCI) and Vegetation Health Index (VHI) were calculated both for the recent period (2018 - 2021) and the previous periods (the years 2002, 2005, 2010 and 2015) examined through July and January months and the agricultural drought situation was revealed in this way.

11.
Kozmetik sanayi atıksularının boron doped diamond, platin ve metal oksit elektrotlar ile elektrooksidasyon prosesinde arıtılması
Treatment of cosmetic industry wastewater with boron doped diamond, platinum and metal oxide electrodes in electrooxidation process
Orhan Taner Can, Hilal Gündoğdu, Ramazan Keyikoğlu, Pınar Sevim Elibol, Ahmet Aygün, Mehmet İşleyen
doi: 10.5505/pajes.2023.85249  Sayfalar 81 - 86
Bu çalışmada, yüksek kirlilik içeriğine sahip kozmetik atıksuyunun elektroooksidasyon prosesi ile arıtılabilirliği 3 farklı anot kullanılarak araştırılmıştır. Bu amaçla BDD (Boron Doped Diamond), Pt ve RuO2-IrO2 metal-oksit elektrotları kullanılmıştır. Her bir elektrodun toplam organik karbon (TOK) giderim verimi tespit edilerek, elde edilen veriler karşılaştırıldı. 120 dakikalık deney süresi sonunda BDD anodun TOK giderim verimleri 0.5, 1 ve 1.5 amper akımlar için sırasıyla %31.6, %57.8 ve %68 olarak elde edilmiştir. 120 dakikalık deney süresi sonunda Pt anodun TOK giderim verimleri 0.5, 1 ve 1.5 amper akımlar için sırasıyla %25, %36.5 ve %48 olarak elde edilmiştir. 120 dakikalık deney süresi sonunda RuO2-IrO2 metal-oksit anodun TOK giderim verimleri 0.5, 1 ve 1.5 amper akımlar için sırasıyla %22.6, %29.8 ve %42.6 olarak elde edilmiştir. Tüm elektrotlar için deney süresi boyunca TOK giderim verimlerinin zamanla arttığı belirlenmiştir. Deney setleri arasında BDD elektrotun en iyi giderim verimini sağladığı ve bu verimin zamanla arttığı görülmüştür. 120 dakikalık deney süresi sonunda 1.5 amper için, BDD elektrot %68, Pt elektrot %48 ve RuO2-IrO2 metal-oksit elektrot %42.6 TOK giderim verimi sağlamıştır.
In this study, the treatability of cosmetic wastewater including high pollution with electro-oxidation process was investigated using 3 different anodes. For this purpose, BDD (Boron Doped Diamond), Pt and RuO2-IrO2 metal-oxide electrodes were used. The total organic carbon (TOC) removal efficiency of each electrode was determined and compared. The TOC removal efficiencies of BDD anode were obtained as 31.6%, 57.8% and 68% respectively for 0.5, 1 and 1.5 ampere currents at the end of 120 minutes operation. The TOC removal efficiencies of Pt anode were obtained as 25%, 36.5% and 48% respectively for 0.5, 1 and 1.5 ampere currents, at the end of 120 minutes operation. The TOC removal efficiencies of RuO2-IrO2 metal-oxide anode were obtained as 22.6%, 29.8% and 42.6% respectively for 0.5, 1 and 1.5 ampere currents, at the end of 120 minutes operation. It is observed that TOC removal increases with time for all electrodes throughout the experimental period. It was observed that the BDD electrode provided the best removal efficiency and this efficiency increased by the time of progress. At the end of 120 minutes operation, the TOC removal efficiencies of BDD, Pt and RuO2-IrO2 metal-oxides electrodes were 68%, 48% and 42.6% respectively for 1.5 ampere.

12.
Box-Behnken metodu kullanılarak NaBH4'ten Co/MMT katalizörü ile hidrojen üretim hızının optimizasyonu
Optimization of hydrogen generation rate with Co/MMT catalyst from NaBH4 using box-behnken method
Seda Hoşgün, Emir Zafer Hoşgün
doi: 10.5505/pajes.2023.34919  Sayfalar 87 - 94
Bu çalışmada, destek malzemesi olarak Montmorillonit (MMT) kullanılarak sütunlama yöntemiyle Co/MMT katalizörü, sodyum borhidrür (NaBH4) çözeltisinden hidroliz reaksiyonu ile hidrojen üretimi için sentezlenmiştir. Katalizör karakterizasyonu için N2 sorpsiyon, XRD, SEM-EDS ve FTIR spektroskopi teknikleri kullanılmıştır. Hidroliz reaksiyonu sonucunda elde edilen hidrojen miktarını optimize etmek amacıyla, NaBH4 konsantrasyonu (0.3-0.5 M), sodyum hidroksit (NaOH) konsantrasyonu (0.3-0.5 M), katalizör miktarı (20-50 mg) ve reaksiyon sıcaklığı (30-50°C) gibi parametrelerin etkisi Box-Behnken yöntemi uygulanmıştır. Box-Behnken analizinden elde edilen optimal koşullar 50 °C, 0.33M NaBH4, 39 mg katalizör, 0.46 M NaOH olup, maksimum reaksiyon (hidrojen üretim) hızı standart sıcaklık ve basınç koşullarında (298K, 1atm) (2328 mL dak-1 gcat -1 olarak bulunmuştur. Varyans analizine göre tüm parametrelerin hidrojen üretim hızı üzerinde önemli bir etkisi olduğu belirlenmiştir.
In this study, a Co/MMT catalyst was synthesized by pillaring method using montmorillonite (MMT) as a support material for hydrogen production by hydrolysis reaction from sodium borohydride (NaBH4) solution. N2 sorption, XRD, SEM-EDS, and FTIR spectroscopy techniques were used for catalyst characterization. To optimize the amount of hydrogen obtained as a result of the hydrolysis reaction, the NaBH4 concentration (0.3-0.5 M), the sodium hydroxide (NaOH) concentration (0.3-0.5 M), the amount of catalyst (20-50 mg), and the reaction temperature (30-50°C) Effect of parameters such as Box-Behnken method applied. The optimal conditions obtained from the Box-Behnken analysis were 50 °C, 0.33 M NaBH4, 39 mg catalyst, 0.46 M NaOH, and the maximum reaction rate (hydrogen production) was 2328 mL min-1 gcat -1at standard temperature and pressure (298K,1atm). According to the analysis of variance, it was found that all parameters had a significant effect on the hydrogen production rate.

13.
Termoplastik poliüretan (TPU) kılavuz membranlarının ikili yüzey aktivasyonu
Dual surface activation of thermoplastic polyurethane (TPU) guided membranes
Zeynep Karahaliloğlu
doi: 10.5505/pajes.2023.49799  Sayfalar 95 - 102
Termoplastik poliüretan (TPU), yumuşak ve sert segmentten oluşan blok kopolimer türüdür. İlgi çekici elastisitesi, transparanlığı ve kopmaya karşı direnci, TPU’nun otomotiv, inşaat, kaplama, dolgu, tıp ve kauçuk endüstrisindeki uygulamalarını genişletmiştir. Ancak TPU aktif gruplara sahip değildir ve bu özellik onu yüksek kristalin, düşük yüzey enerjili ve kimyasal olarak inert yapar. Bu nedenle özelliklerinin iyileştirilmesine ihtiyacı vardır. Son zamanlarda plazma ya da alkali muamelesi nanoyapıların yüzey özelliklerinin modifiye edilmesi için önerilmektedir. Özellikle, alkali müdahalesi çok yönlü yöntemlerden bir tanesidir ve yüzeydeki fonksiyonel grupları değiştirmeden küçük yapılar oluşturur ve boyutlarda değişiklik yaratır. Bu çalışmadaki amaç, fosfatidilkolin (PC) ve polietilenglikol (PEG) içeren yeni tanımlanmış TPU membranlar üzerindeki yüzey modifikasyon metodunun etkisini araştırmaktır. Saf TPU, farklı yüzdelerdeki (1 M ve 3 M) NaOH ile ısıtma olmaksızın 30 dakika süreyle, alkali muamelesi ile modifiye edilmiştir. Muamele edilmiş TPU membranların yüzey morfolojisi, pürüzlülüğü ve ıslanabilirlik özellikleri incelenmiştir. Deney sonuçları, tüm muamele edilmiş TPU membranlarında artan yüzey pürüzlüğüne işaret etmektedir; şöyle ki 1 M NaOH solüsyonuna daldırılan TPU-PEG ya da TPU-PC’nin Sa (yüzey alanı pürüzlülüğü) değeri 2.51x102±15.6 ve 2.79x102±17.3 nm iken TPU’nun 6.24x101± 6.9 nm’dir. Ayrıca TPU-PEG’in temas açısı alkalizasyon sonrasında 40.6±0.5’den 21±0.2°’e düşmüştür ve yüzeyi modifiye edilmiş TPU-PC, saf TPU’ya kıyasla üstün bir hücre yapışması göstermiştir. Çalışmanın bulguları, NaOH-muamele edilmiş kompozit TPU membranların kemik indüksiyonunu ve farklılaşmasını destekleyen potansiyel bir kılavuz ajanı olacağını göstermektedir.
Thermoplastic polyurethane (TPU), which consisting of alternant hard- and soft segment is a kind of segmented block copolymer. Amazing elasticity, transparency, and strength at break have expanded the application of TPU in automotive, buildings, coatings, sealants, medicine, and rubber industries. Further, TPUs lack active group, they have high crystallinity, low surface energy, and chemical inertness. Therefore, its properties needed to restore. Recently, plasma or alkali treatment have been suggested to modify the surface properties of nanostructures. Especially, alkali treatment is also versatile one, and creates changes in dimensions, and fine structure without change the surface functional groups. The aim of this study was to evaluate the influence of surface treatment method on newly identified TPU membranes containing of phosphatidylcholine (PC) and polyethylene glycol (PEG). Raw TPU surface was modified by alkali treatment with different percentages of NaOH: 1M and 3 M without heating for a constant soaking time of 30 min. Surface morphology, roughness and wettability properties of treated TPU membranes were investigated. The experimental results showed that the all treated TPU membranes showed surface feature morphology with increasing roughness, i.e. Sa (areal average roughness) values of the TPU-PEG or TPU-PC after the submersion in 1 M solution of NaOH became about 2.51x102 ±15.6and 2.79x102± 17.3 nm while that of TPU was 6.24x101±6.9 nm. Furthermore, while the contact angle values of TPU-PEG after alkalization reduced from 40.6±0.5° to 21±0.2° and patterned TPU-PC showed significantly superior cell attachment to the MC3T3-E1 cells than the pristine TPU. The study’s findings indicate NaOH-treated composite TPU membranes could be a possible guided agent, which supported the bone induction, and differentiation.

14.
Metalürjik koka bor solüsyonları püskürtülerek reaksiyon sonrası kok mukavemeti değerinin (CSR) geliştirilmesi
Improvement of coke strength after reaction value (CSR) by spraying boron solutions on metallurgical coke
Fatih Esin, Onur Acur, Berkman İşçi, Caner Cantürk, Cansu Besun, Engin Çevik
doi: 10.5505/pajes.2023.62661  Sayfalar 103 - 108
Kardemir Kok Fabrikalarında koklaşabilir kömür fırınlara şarj edilmekte, 18-21 saatlik koklaşma sonrasında elde edilen kızgın kok itici makina yardımı ile kılavuz arabası üzerinden söndürme vagonetine boşaltılmaktadır. Kızgın kok, söndürme kulelerinde su püskürtülerek söndürülmekte ve kok rampasına dökülmektedir. Metalürjik kok, kok kırma eleme tesisinde boyutlandırılarak yüksek fırınlara sevk edilmektedir. Yüksek fırın prosesinde kaliteli koklaşabilir kömürlerden elde edilen CSR değerleri yüksek metalürjik kok kullanımı tercih edilmektedir. Yüksek fırın prosesinde, kaliteli koklaşabilir kömürlerden elde edilen CSR değerleri %60-70 aralığında olan metalürjik kok kullanımı tercih edilmektedir. Fakat kaliteli kömür yataklarının rezervleri gün geçtikçe azalmaktadır. Bu çalışmada, düşük kalitedeki kömürlerden aynı verimi elde etmek için metalürjik koka çeşitli derişimlerde bor solüsyonları püskürtülerek CSR değerinin artırılması amaçlanmaktadır. Bu sayede metalürjik kok üretiminde kömür harmanı içerisinde düşük kalitedeki kömürler daha yüksek oranlarda kullanılabilecek ve hammadde maliyeti düşürülmüş olacaktır. Kok fırınlarında 1050 ± 50 °C sıcaklıkta elde edilen kızgın kok üzerine üç farklı bor ürünü ile çeşitli derişimlerde hazırlanan çözeltiler uygulanarak reaksiyon sonrası kok mukavemetindeki (CSR) değişiklikler üzerine etkileri incelenmiştir. Gerçekleştirilen uygulamaların kok reaktivite test sonuçları incelendiğinde, bor çözeltisi uygulanmış kok numunelerinin su püskürtülerek söndürülen kok numunelerine göre CSR değerinde %20-48 iyileşme olduğu gözlenmiştir. Optimum değeri veren 7 g/Ɩ derişimli Disodyum Oktaborat Tetrahidrat çözeltisi ile söndürülen kızgın kok numunesinin CSR değerinde % 46,29 artış, CRI değerinde % 34,92 azalış tespit edilmiştir.
In the Coke Plant of Kardemir, coking coal is charged to the furnaces, the hot coke is obtained after 18-21 hours of coking is discharged to the quenching wagon via the guide car with the help of the pusher machine. The hot coke is quenched by water spraying in the quenching towers and is poured into the coke ramp. The metallurgical coke is sized in the Coke Crushing and Screening Plant and sent to the blast furnaces. In the blast furnace process, the use of metallurgical coke with high CSR values obtained from high quality coking coals is preferred. In the blast furnace process, it is preferred to use metallurgical coke with CSR values in the range of 60-70% obtained from high quality coking coals. However, the reserves of high quality coal beds are decreasing day by day. In this study, it is aimed to increase the CSR value of metallurgical coke by spraying various concentrations of boron solutions in order to obtain the same efficiency from low quality coals. In this way, low quality coals in the coal blend in metallurgical coke production will be used at higher rates and raw material costs will be reduced. Solutions prepared with three different boron products and various concentrations were applied to the hot coke obtained at 1050 ± 50 °C in coke ovens, and its effects on the alteration of coke strength after reaction (CSR) values were investigated. When the coke reactivity test results of the applications were examined, it was observed that there was a 20 - 48% improvement in the CSR value of the coke samples with boron solution compared to the coke samples quenched by spraying water. A 46.29% increase in CSR value and a 34.92% decrease in CRI value of the hot coke sample, which was quenched with 7 g/Ɩ concentration Disodium Octaborate Tetrahydrate solution giving the optimum value, was determined.

15.
Kuşburnu (Rosa canina L.) meyvesi ve atıklarından pektin ekstraksiyonu
Extraction of pectin from rosehip (Rosa canina L.) fruit and waste
Erdal Uğuzdoğan, Nuray Kamberoğlu, Cem Barış Ölçeşer, Feyzanur Düzyol, Zülal Cücen, Vugar Hajiyev
doi: 10.5505/pajes.2023.93027  Sayfalar 109 - 118
Meyveleri; çay yapımında, reçel, marmelat yapımında ve tıpta kullanılan kuşburnu meyvesi atıklarının değerlendirilmesi amacıyla pektin ekstraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Sıcak asit ekstraksiyon yöntemi ile yapılan çalışmada organik asit olarak sitrik asit (CA) çözeltileri inorganik asit olarak hidroklorik asit (HCl) çözeltileri ekstraktant olarak kullanılmıştır. Çalışmada, kuşburnu meyvesi ve atıklarından değişik ektraksiyon şartlarında ekstrakte edilen pektinlerin verimleri ve fizikokimyasal özellikleri belirlenmiştir. Kuşburnu meyvesi ve atıklarından ekstrakte edilen pektin verimleri ekstraksiyon şartları ile değişmiştir ve minimum %8.63 maksimum %12.43 pektin verim değeri elde edilmiştir. Pektinin önemli özelliklerinden olan galakturonik asit içeriği (Gal-A) ekstrakte edilen pektinler içerisinde en yüksek %67.75 olarak belirlenmesine karşın bu değer ticari pektinde %85.12 olarak belirlenmiştir. Gerçekleştirilen 24 ekstraksiyon çalışmasında esterleşme derecesi değerleri göz önüne alındığında, ekstrakte edilen pektinlerin üçte ikisinin yüksek metoksilli pektin sınıfında olduğu bulunmuştur. Diğer fizikokimyasal özelliklerden olan metoksil içeriği ticari pektin için 12.47 değerindeyken ekstrakte edilen pektinlerde bu değer 6.05-11.48 arasında değişmektedir. Ekstrakte edilen pektinlerin eşdeğer ağırlıkları en yüksek 1250 g/mol değerindeyken en düşük 477.3g/mol değerindedir. Elde edilen sonuçlar kuşburnu meyvesi atıklarının pektin ekstraksiyonunda değerlendirilebileceğini göstermektedir.
Pectin extraction from rosehip fruit waste, whose fruits are mainly used in tea making, jam, marmalade and medicine, was carried out in order to evaluate these waste. Extraction of pectin was accomplished using hot acid extraction method, Citric acid (CA) as an organic acid and hydrochloric acid (HCl) as an inorganic acid were used as extractants. Yields and physicochemical properties of extracted pectins from rosehip fruit waste under different extraction conditions were determined. The pectin yields extracted from rosehip fruit waste were ranged between 8.63% and 12.43% depending on the extraction condition. The highest galacturonic acid content (Gal-A) of the extracted pectins was determined as 67.75%, and this value was found to be 85.12% in commercial pectin. Esterification degree values of the extracted pectins showed that two thirds of them were high methoxylated pectin. Methoxyl content, which is one of the other physicochemical properties, was 12.47 for commercial pectin and this value varies between 6.05-11.48 for extracted pectins. The equivalent weights of the extracted pectins were in the range of 1250 g/mol and 477.3 g/mol. The obtained results showed that rosehip fruit waste can be evaluated in pectin extraction.

16.
Salça üretiminin yaşam döngüsü değerlendirmesine dair bir vaka analizi
Life cycle assessment of tomato paste production: a case study
Fehmi Görkem Üçtuğ, Zehranur Tekin, Zeynep Dayıoğlugil, Ercan Ulusoy, Şule Oktaylar Keyik
doi: 10.5505/pajes.2023.39032  Sayfalar 119 - 127
Bu çalışma, Türkiye'de salça üretiminin beşikten kapıya yaşam döngüsü değerlendirmesini içermektedir. Tüm veriler 2020 yılında Türkiye'nin kuzeybatısında bulunan büyük ölçekli bir üretim şirketinden elde edilmiştir. Analiz için CML2001 yönteminin yanı sıra Ecoinvent2 veri tabanına sahip CCaLC yazılımı kullanılmış ve şu etkiler göz önüne alınmıştır: asidifikasyon potansiyeli, karbon ayak izi, ötrofikasyon potansiyeli, insan toksisite potansiyeli, ozon tabakasını inceltme potansiyeli ve fotokimyasal sis potansiyeli. Fonksiyonel birim cam kavanozda satılan 1 kg salça olarak seçilmiştir. Sonuçlar, çevresel etkilere en büyük katkının, esas olarak mantar ilacı (tarım için) ve metal (ambalaj için) kullanımı nedeniyle hammadde tedarik aşamasından geldiğini göstermektedir. Tarım ve üretim süreçleri için gerekli olan enerjinin de çevresel etkilerde önemli bir payı olduğu tespit edilmiştir. Sonuçların literatürdeki diğer yayınlarla tutarlılığının yüksek olduğu görülmüştür. Tarım ve üretim süreçlerinin elektrik talebinin %10'unu karşılamak için fotovoltaik panellerin kullanılması veya biyometan üretmek için domates hasat atığının kullanılmasının etki azaltma söz konusu olduğunda hemen hemen hiçbir olumlu etkiye sahip olmadığı saptanmıştır. Bu sonuçlar, salça gibi işlenmiş gıda ürünlerinin çevresel etkilerinin azaltılması için organik tarıma geçişin gerekli olduğunu göstermektedir.
This study involves the cradle-to-gate life cycle assessment of tomato paste production in Turkey. All the data was obtained from a large-scale production company located in north-west Turkey in 2020. CCaLC software with Ecoinvent2 database alongside CML2001 method was used for the analysis and the following impacts were taken into account: acidification potential, carbon footprint, eutrophication potential, human toxicity potential, ozone layer depletion potential, and photochemical smog potential. Functional unit was chosen as 1 kg of tomato paste sold in glass jars. The results show that the biggest contributor to environmental impacts was the raw material supply stage, mainly due to fungicide (for agriculture) and metal (for packaging) use. Energy required for agricultural and production processes were also found to have significant effects of the impacts. The results were found to be in very good consistency with earlier literature. Using photovoltaic panels for meeting 10% of the electricity demand of agricultural and production processes or utilizing tomato harvesting waste to produce biomethane were found to have almost no positive effects as far as impact reduction is concerned. These results show that switching to organic farming seems to be essential if environmental impacts of processed food products such as tomato paste are to be reduced.

LookUs & Online Makale