Geri Dön

Lignoselülozik biyokütlenin yüksek basınçlı sıcak su ile hidrolizi ve elde edilen ligninden aerojel üretimi

Hydrolysis of lignocellulosic biomass with liquid hot water and preparation of aerogels from obtained lignin

PDF İndir

  1. Tez No: 371973
  2. Yazar: ASLIHAN KAZAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Enerji, Bioengineering, Biotechnology, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Lignoselülozik biyokütle, biyorafineri, pirina, yüksek basınçlı sıcak su, Box-Behnken, lignin, aerojel
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 109

Özet

Zeytin pirinası ülkemizin de içinde yer aldığı Akdeniz ülkelerinde büyük miktarlarda açığa çıkan önemli bir lignoselülozik biyokütle kaynağıdır. Uzun yıllardır zeytinyağı üretim prosesi atığı olarak görülen pirinanın değerlendirilmesi yakılarak ısı enerjisinden yaralanmanın ötesine geçememiştir. Bu tez çalışması kapsamında zeytin pirinasının sürdürülebilir biyorafineri yaklaşımıyla katma değeri yüksek ürünlere dönüşüm potansiyelinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda pirinadan protein ekstraksiyonu, hidroliz ile şekerlerin eldesi ve arda kalan ligninden aerojel üretim işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında çözgen ve reaksiyon ortamı olarak yüksek basınçlı sıcak su kullanılmış ve belirli bir sıra içerisinde ardışık ekstraksiyon ve hidroliz prosesleri kullanılarak protein, şeker ve lignin gibi katma değeri yüksek ürünlerin eldesi hedeflenmiştir. İlk olarak pirinadan protein ekstraksiyonu yüksek basınçlı su ile gerçekleştirilmiş ve akış hızı, sıcaklık ve sürenin ekstraksiyon verimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ardından proteini alınmış pirina yüksek basınçlı su ile ön işleme tabi tutulmuştur. Bu basamak için proses parametreleri sıcaklık, akış hızı ve hidroliz süresi olarak belirlenmiştir. Ön işleme tabi tutulan pirinanın enzimatik hidrolizi yüksek basınçlı reaktör içerisinde gerçekleştirilmiş ve kullanılan enzim kokteylinin içeriği, katı/sıvı oranı ve hidroliz süresinin enzimatik hidrolizin verimi üzerindeki etkisi incelenmiş olup hidroliz verimini % 95.23 oranında artırdığı belirlenmiştir. Her bir basamağın optimizasyonu belirtilen parametreler için Box-Behnken deney tasarımı kullanılarak birbirinden bağımsız olarak gerçekleştirilmiştir. Tüm basamaklar için istatistiksel olarak anlamlı modeller elde edilirken her bir parametrenin proses verimi üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Protein ve şekerlerin eldesinden sonra arda kalan ligninin organik aerojellerin üretiminde öncül madde olarak kullanılma potansiyeli araştırılmıştır. Bu çalışma model lignoselülozik biyokütle olan pirinanın biyorafineri yaklaşımıyla yüksek basınçlı sistemler kullanılarak değerlendirildiği ve proses basamaklarının istatistiksel olarak optimize edildiği ilk çalışmadır.

Özet (Çeviri)

Olive pomace is an important lignocellulosic biomass source for Turkey and also other Mediterranean countries which is released in large quantities during olive oil production process and for many years it was only used for heat generation by burning. In this thesis, the aim was to investigate the potential use of olive pomace as a raw material to create value added products by sustainable biorefinery approach. For this purpose, experiments of protein extraction, hydrolysis of polysaccharides to fermentable sugars and aerogel preparation from obtained lignin were investigated. In this thesis, liquid hot water was used as both solvent and reaction medium via a sequence of high pressure extraction and hydrolysis processes in a cascade to create high potential value added products, namely, proteins, fermantable sugars, and lignin. In the first step, proteins were extracted from olive pomace by liquid hot water and the effects of flow rate, temperature and time on the extraction yield were investigated. Then deproteinized olive pomace was pretreated with liquid hot water. After the pretreatment, the raffinate phase was hydrolyzed enzimatically under high pressure conditions, while the effects of enzyme mixture, solid to liquid ratio and time on the hydrolysis yield were investigated. Liquid hot water pretreatment was shown to enhance the yield of enzymatic hydrolysis by an increase of 95.23 %. Each step was optimized individually by Box-Behnken design. For each step statistically significant models were obtained and the effects of each parameter on the process efficiency were determined. After seperation of proteins and sugars from the biomass, the remained lignin was valorized as a precusor for preparation of organic aerogels. This study is also the first detailed work for the utilization of olive pomace in a statistically optimized high pressure systems with a biorefinery approach. Keywords : Lignocellulosic biomass, biorefinery, olive pomace, liquid hot water, Box-Behnken, lignin, aerogel.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    455649

    Model biyokütleden biyorafineri yaklaşımı ile subkritik koşullarda elde edilen ligninin kompozit kanat üretimindeki etkilerinin araştırılması

    Bioraffinary approach after remaining lignin with subcritical conditions from model biomass investigation of effects of composite turbine blade production

    MİNE YAĞLIKÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    EnerjiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MELİH SONER ÇELİKTAŞ

  2. Tez No

    872644

    Lignoselülozik biyokütlenin organosolv yöntemiyle fraksinasyonu: Selüloz ve lignin fraksiyonlarının valorizasyonu

    Fractionation of lignocellulosic biomass via organosolv pretreatment: Valorization of cellulose and lignin fractions

    KÜBRA AL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiYalova Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİBEL BAŞAKÇILARDAN KABAKCI

  3. Tez No

    777718

    Design tools for high carbon conversion, and low tar gasifier system for indigenous biomass, and coal resources

    Yerli biyokütle ve kömür kaynakları için yüksek karbon dönüşümü ve düşük katranlı gazlaştırıcı sistemi tasarım araçları

    NAMIK ÜNLÜ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP SİBEL ÖZDOĞAN

  4. Tez No

    571637

    Haşhaş endüstrisi atıkları ve yan ürünlerinden hemiselüloz eldesi için kontrollü ani basınç farkı oluşturma ve alkali özütleme süreçlerinin optimizasyonu

    Optimization of controlled instant pressure drop and alkaline extraction processes for the production of hemicellulose from wastes and by-products of poppy industry

    MERVE KÖLE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Gıda MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİDEM SUTAY KOCABAŞ

    DOÇ. DR. SİBEL YAĞCI

  5. Tez No

    269088

    Conversion of lignocellulosic biomass into nanofiber by microfluidizatiin and its effect on the enzymatic hydrolysis

    Lignoselülozik biyokütleden mikroakışkanlaştırıcı ile nanolif elde edilmesi ve bunun enzimatik hidrolize etkisi

    SİNEM YAVAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. BEHİÇ MERT

    PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL

Geri Dön