Farklı biyokütle kaynaklarından hemiselüloz, selüloz ve ligninin ayrıştırılması ve karakterizasyonu
Separation and characterization of hemicellulose, cellulose and lignin from various waste biomass sources
- Tez No: 553408
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ÖZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada farklı atık türlerinin sürdürülebilir biyo-rafineri yaklaşımıyla katma değeri yüksek ürünlere dönüşüm potansiyelleri karşılaştırmalı olarak incelenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla kayısı çekirdeği kabuğu, ceviz kabuğu, şeker pancarı küspesi, çay posası ve çam odununun talaşı değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk adımında, biyokütlenin kimyasal yapısının hemiselüloz, selüloz, ligninin izolasyon verimleri üzerine etkisi araştırılmıştır. İkinci adımda ise alkali ön işlem sürecine ait parametrelerin temel bileşenlerin izolasyon verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Etkisi incelenen parametreler, alkali konsantrasyonu, peroksit konsantrasyonu ve temas süresidir. Üçüncü adımda elde edilen temel bileşenler enstrümantal analiz metotları ile karakterize edilmiş ve elde edilen veriler literatürle kıyaslanmıştır. Karakterizasyon sürecinde, biyokütlelerin ve izolasyon ürünlerinin FTIR, TGA, H-NMR ve XRD analizleri gerçekleştirilmiştir. Biyokütlenin lignin içeriğinin hemiselüloz ekstraksiyon verimi üzerine etkisinin olmadığı buna karşılık lignin verimini etkilediği belirlenmiştir. Kullanılan biyokütlenin kimyasal analiz sonuçları ile temel bileşenlerin izolasyon verimlerinin uygunluk içinde olduğu tespit edilmiştir. Çay posasının hemiselüloz izolasyon veriminin (% 25) ceviz kabuğunun ise lignin izolasyon veriminin (%19) diğer biyokütle türlerinden daha yüksek olduğu ortaya konulmuştur. Kaysı çekirdeğinden elde edilen hemiselülozun diğer biyokütle kaynaklarından elde edilenlere kıyasla daha açık renkli olduğu deneysel olarak gözlemlenmiştir. Alkali ön işlem parametrelerinin etkisi çay posası ve kaysı çekirdeği atıkları ile yapılan çalışmalarda incelenmiştir. Optimum izolasyon şartları olarak temas süresinin 6 saat, alkali konsantrasyonunun 20g/L, peroksit konsantrasyonunun % 2-4, sıcaklıklığın 55 °C olduğu belirlenmiştir. Hemiselüloz, selüloz ve ligninin optimum şartlarda elde edilen izolasyon verimleri (hammadde temeli üzerinden) çay posası için sırasıyla yaklaşık % 36, % 25, % 23, kayısı çekirdeği kabuğu için ise % 26, % 34, % 24 olarak tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the potential of different types of biowaste to products with high added value was investigated through a sustainable bio-refinery approach. For this purpose, the pine wood, the walnut shell, the sugar beet pulp, the tea pulp and apricot kernel had been evaluated. In the first step of the study, the effect of chemical structure of biomass on the isolation yields of hemicellulose, cellulose and lignin was investigated. In the second step, the effect of the parameters of the alkali pretreatment process on the insolation efficiency of the main components was investigated. The investigated parameters in the study are the concentration of alkaline, the concentration of peroxide and the contact time. Then in the third step of this study the main components were characterized with instrumental analysis methods and the obtained results were compared with the literature's. FTIR, TGA, H-NMR and XRD analyzes were performed during the characterization step of biomasses and isolated products. It was determined that lignin content of biomass used in this study had no effect on hemicellulose extraction yield but it was effective on lignin yield. The results of chemical analysis of the biomass were determined to be in conformity with the isolation efficiencies of the basic components. The tea pulp's hemicellulose yield (25%) and the walnut shell's lignin isolation yield (19%) were found to be higher than the other biomass types. It was experimentally observed that hemicellulose which was obtained from the apricot kernel was lighter in color than the others. The effect of the alkaline pretreatment parameters was evaluated on the waste of tea pulp and apricot kernel. It was determined that the optimum isolation conditions as contact time: 6 h, alkali concentration: 20 g/L, peroxide concentration: 2-4 %, temperature: 55 ℃. The isolation efficiencies of hemicellulose, cellulose and lignin at optimum conditions (based on raw material) were determined as 36 %, 25 %, 23 % for the pulp of tea and 26%, 34%, 24% for apricot kernel, respectively.
Benzer Tezler
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Yüksek basınçlı termal gravimetrik analiz ile biyokütle, atıksu arıtma çamuru, plastik ve karışımların piroliz kinetiği ve gazlaştırma reaktivitesinin araştırılması
Investigaton of pyrolysis kinetics and gasification reactivity of biomass, sewage sludge, plastic and mixtures by high pressure thermal gravimetric analysis
HİLAL YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Treatment of lignocellulosic biomass by co-solvent for high yield of saccharification: investigation of structural changes in biomass using FTIR analysis
Yüksek oranda şeker verimi için lignoselülozik biyokütlenin yardımcı çözücü ile işlemden geçirilmesi: FTIR analizi ile biyokütledeki yapısal değişikliklerin araştırılması
SANAZ SAMADI ZENOUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT BALLİCE
- Tarımsal atıklardan elde edilen biyopolimerlerin üç boyutlu (3B) baskısı
Three dimensional (3D) printing of bio-polymers from agricultural wastes
EYLÜL GÖKÇE BAHÇEGÜL
Doktora
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECATİ ÖZKAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMAL MERİH ŞENGÖNÜL
- Design and life cycle assessment of integrated organosolv based biorefinery: Simulated case studies utilizing sessile oak (Quercus petraea) coppices and industrial wood sawdust from Bursa/Turkey region
Entegre organosolv bazlı biyorafineri tasarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi: Bursa/Türkiye bölgesinden sapsız meşe (Quercus petraea) ve endüstriyel odun talaşı kullanarak durum çalışmaları simülasyonu
MERVE NAZLI BORAND
Doktora
İngilizce
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU