Laktik asidin mısır kepeğinden fermentasyonla üretimi ve iyon değiştirici reçineler ile saflaştırılması
Lactic acid production from corn fiber by fermentation and purification with ion-exchange resins
- Tez No: 672543
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN TUNÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Mısır kepeği, fermentasyon, laktik asit, iyon değiştirici reçine, Corn fiber, fermentation, lactic acid, ion-exchange resin
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Birçok farklı alanda çeşitli kullanım özelliklerine sahip olan laktik asit, son yıllarda oldukça önemli bir endüstriyel ürün özelliği kazanmıştır. Gıda, eczacılık, kozmetik, tıp gibi endüstrilerde kullanılması, pazarının hızlı bir şekilde büyümesini sağlamış, özellikle yeşil endüstrinin önem kazandığı günümüzde laktik asidin değeri artmıştır. Biyoçözünür bir malzeme olarak biyoplastik ana hammaddesi olan polilaktik asidin (PLA) üretilmesinde laktik asidin kullanılması, bu önemi daha da arttırmıştır. Laktik asidin üretilmesinde karbonhidrat kaynağı olarak değişik endüstrilerin karbonhidrat içeren atıklarından faydalanmak gerek geri dönüşümün sağlanabilmesi gerekse ucuz hammadde kaynağı bakımından önemlidir. Tarımsal işletmeler bu kaynağın en önemli olanlarından olup, nişasta ve şeker endüstrisi de bunlardan biridir. Mısırdan nişasta üreten işletmelerde yan ürün olarak ortaya çıkan mısır kepeği yem endüstrisinde değerlendirilmektedir. Mısır kepeğinin sadece yem endüstrisinde değerlendirilmesi, içerdiği nişasta bakımından israf olarak düşünülebilir. Çünkü kepek üzerinde kalan nişasta ile birlikte selülozun bir kısmının hidrolizasyonu ile elde edilecek şekerin laktik asit üretiminde değerlendirilmesi ve geriye kalan hidrolize olmayan selülozun ise yine yem endüstrisinde değerlendirilmesi, kepeğin ekonomik değerinden bir şey kaybettirmediği gibi karbonhidrat kaynağı olarak kullanılması ekonomik değer kazandırmaktadır. Bu çalışmada, nişasta üretim endüstrisinde ıslak öğütme prosesi sonunda mısırdan yan ürün olarak elde edilen mısır kepeğinin içerdiği nişastanın ve selülozun hidrolizasyonu sonucu elde edilen ve substrat olarak kullanılan şekerin, fermentasyon yöntemi ile laktik asit üretiminde kullanılması amaçlanmıştır. Hidrolizasyon ile azami ölçüde şeker konsantrasyonu elde edilmesine ve fermentasyon veriminin yüksek tutulmasına etki edecek olan hidrolizasyon şartlarının belirlenmesi çalışmaları yapılmıştır. Üretilen laktik asit, iyon değiştirici reçine işlemleri uygulanarak fermentasyon sıvısından saflaştırılmaya çalışılmıştır. Hidrolizasyon işlemleri sonucunda en fazla %9 toplam şeker konsantrasyonu elde edilmiştir. Fermentasyon sonunda %71 oranında verim ile %6,12 laktik asit konsantrasyonuna ulaşılmıştır. İyon değiştirici reçine işlemleri sonucunda ise ortalama %98 oranında laktik asit kazanımı sağlanmıştır. Şeker konsantrasyonunun laktik asit üretim verimi üzerinde etkisini belirlemek amacıyla hidrolizasyon işlemleri sonucunda elde edilen %9 toplam şeker, %6 ve %3 oranlarına seyreltilerek fermentasyon çalışmaları ayrıca yapılmış olup, laktik asit üretim verimleri sırasıyla %73 ve %72 olarak belirlenmiştir. Seyreltilen şeker konsantrasyonlarının kullanıldığı fermentasyonlar sonucu elde edilen laktik asidin fermentasyon ortamından saflaştırılması işlemlerinde geri kazanım oranlarında düşüş olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Lactic acid is an important product that is used in a wide range of industrial area in recent years due to its different usage properties. Its use in industries such as food, pharmacy, cosmetics, and medicine has enabled its market to grow rapidly. Especially in today's world where the green industry is gaining importance the interest in lactic acid has increased. The use of lactic acid in the production of polylactic acid (PLA), which is the main raw material of bioplastic as a biodegradable material, has further increased this importance. In the production of lactic acid, it is important to benefit from carbohydrate-containing wastes of different industries as a source of carbohydrates in terms of both recycling and cheap raw material source. Starch and sugar industries are among the most important of this resource like agricultural industry. Corn fiber obtained as a by-product in industries producing starch from corn is utilized in the feed industry. Utilizing corn fiber only in the feed industry can be considered wasteful in terms of its starch content. The use of sugar obtained by both hydrolysis of the starch and part of cellulose in corn fiber in the lactic acid production and also the use of remaining non-hydrolyzed cellulose in feed industry, increases the economic value of fiber since it is used as a source of carbohydrate. In this study, the sugar obtained by the hydrolysis of both the starch and the cellulose in the corn fiber produced as a by-product of corn after the wet-milling process of the starch production industry is aimed to be used as a substrate in the production of lactic acid by fermentation. It is aimed to determine the hydrolysis conditions that will keep the fermentation yield high and also obtain the maximum sugar concentration with hydrolysis. The lactic acid produced was tried to be purified from the fermentation medium by using an ion-exchange resin process. As a result of hydrolysis maximum 9% total sugar concentration was obtained. In fermentation, lactic acid concentration of 6,12% was achieved with a yield of 71%. As a result of the ion-exchange resin processes, an average of 98% lactic acid was provided. In order to determine the effect of sugar concentration on lactic acid production efficiency, 9% total sugar which is obtained as a result of hydrolysis processes was diluted to 6% and 3% and fermentation studies were also carried out. Lactic acid production yields were found as 73% and 72%, respectively. It was observed that the recovery rates, from the fermentation medium, of the lactic acid obtained as a result of fermentation using diluted sugar concentrations are reduced.
Benzer Tezler
- Laktik asidin sulu çözeltilerden bitkisel yağlar ve trioktilamin kullanılarak tepkimeli özütleme yöntemi ile geri kazanımı
Recovery of lactic acid from aqueous solutions by reactive extraction using vegetable oils and trioctylamine
AYBİKENUR ERDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ESEN MARTI
- Polilaktik asit/katyonik monomer filmlerine başlatıcı ve mikrodalga radyasyonunun etkisi
The effect of initiator and microwave on the polylactic acid / cationic monomer films
YEŞİM BABACAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE AYTAÇ
- Effect of molecular weight and D-lactic acid content of polylactide on its electrospinning behaviour
Polilaktik asidin moleküler ağırlığının ve D-laktik asit oranının elektroüretim davranışı üzerine etkisi
ECE GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Fabrication of caffeic acid grafted poly(lactide)-b-poly(hydroxyethylmetacrylate films
Kafeik asit aşılanmış poli(laktit)-b-poli(hidroksietilmetakrilat) filmlerinin hazırlanması
GAMZE DÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET ÜBEYDULLAH KAHVECİ
- Mısır silajında bazı insektisitler ve bunların zehirli metabolitlerinin kalıntı durumunun belirlenmesi
Determination of some insecticide and their toxic metabolites residues in maize silage
İSMAİL AZAR
Doktora
Türkçe
2022
ZiraatBursa Uludağ ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NABİ ALPER KUMRAL