Lignoselülozik gıda atıklarından HMF üretimi
Production of HMF from lignocellulosic food wastes
- Tez No: 678534
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OSMAN ÜÇÜNCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gümüşhane Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Bu çalışmada, ülkemizde daha çok yakacak ve/veya hayvan yemi olarak kullanılan lignoselülozik gıda atıkları olan fındık kabuğu ve çay atıklarından Hidroksimetil Furfural(HMF) elde edilmesi amaçlanmıştır. Ham selüloz, fındık kabuğu ve çay atıklarından TS ISO 15598'e göre elde edilmiştir. Elde edilen selüloz, basınç reaktörü, ohmik ısıtma sistemi ve mikrodalga destekli ısıtma olmak üzere üç farklı ısıtma sisteminin kullanıldığı asit hidroliz yöntemi ile şekere indirgenmiştir. HMF'yi üretmek için önce asit hidroliz yöntemi ve ardından katalizörlü organik çözücü sistemleri kullanıldı. Yöntemde en yüksek verim, selüloz esaslı materyalin otoklavda %4 H2SO4 çözeltisi içinde şekere indirgenmesi ve şekerce zengin karışımın NaCl ile doyurulduktan sonra CrCl3.6H2O katalizörü kullanılarak 131°C'de 1 saat süre sonunda elde edilmiştir. En yüksek HMF verimi sırasıyla %8.6 ve %6.7 oranında asit hidroliz yöntemi ile çay atığından ve fındık kabuğundan elde edilen selülozdan elde edilmiştir. HMF üretimi için ikinci yöntemde DMA-LiCl ve DMA-NaCl kullanılarak iki farklı organik çözücü sistemi uygulandı. En etkili sonuç, selülozun DMA-NaCl/[EMIM]Cl solvent sisteminde 50 °C'de 24 saat tutulması ve ardından bunun HCl ve CrCl3.6H2O katalizörü ile 131°C'de 2 saat katalize edilmesiyle elde edilmiştir. Çay atığı ve fındık kabuğundan elde edilen selülozdan organik çözücü sistemi yöntemiyle sentezlenen HMF verimleri sırasıyla %5.7 ve %3.1'dir. Bu yöntemlerden elde edilen HMF, kolon kromatografisiyle saflaştırıldı ve yapısı FT-IR ve NMR ile aydınlatıldı. HPLC-UV ile saflık kontrolünde ≥ %98.0 saflıkta HMF elde edildiği belirlendi. Ülkemiz fındık ve çay üretiminde dünya çapında önemli bir üretim potansiyeline sahiptir. Tez, bu ürünlerden arta kalan fındık kabuğu ve çay atıklarından HMF üretimi ve saflaştırma yöntemini sunmaktadır. Ayrıca, farklı gıda atıklarının değerli kimyasalların oluşumu için alternatif kaynak olarak kullanılabileceğini de göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, it was aimed to obtain Hydroxymethylfurfural (HMF) from hazelnut shell and tea wastes, which are lignocellulosic food wastes, which are mostly used as fuel and/or animal feed in our country. The crude cellulose was obtained from hazelnut shell and tea wastes according to TS ISO 15598. The produced was reduced to sugar by acid hydrolysis method in which three different heating systems were used as pressure reactor, ohmic heating system and microwave-assisted heating. Firstly, the acid hydrolysis method and then catalyst organic solvent systems were used to fabricate HMF. In the method, the highest efficiency was obtained by reducing the cellulose-based material to sugar in an autoclave in 4% of H2SO4 solution and after saturating the sugar-rich mixture with NaCl, using CrCl3.6H2O catalyst for 1 hour at 131°C. The highest yield of 8.6 % and 6.7 % of HMF was obtained of cellulose obtained from tea waste and hazelnut shell by the acid hydrolysis method, respectively. Following, two different organic solvent system were applied, using DMA-LiCl and DMA-NaCl to fabricate HMF in the second method. The most effective result was accomplished via keeping the cellulose in DMA-NaCl/[EMIM]Cl solvent system at 50 °C for 24 hours and then catalyzing this with HCl and CrCl3.6H2O catalysts in 131 °C for 2 hours. HMF yields synthesized from cellulose obtained from tea waste and hazelnut shell in the organic solvent system method were 5.7 % and 3.1%, respectively. The HMF obtained from this methods was purified by the column chromatography, and its structure elucidated by FT-IR and NMR. It was determined ≥ 98.0 % purity HMF in the purity control with HPLC-UV. Our country has significant production potential in hazelnut and tea production worldwide. The thesis presents the HMF production and purification method from hazelnut shell and tea wastes left over from these products. Also, it shows that the different food wastes can use as alternative sources for the formation of valuable chemicals.
Benzer Tezler
- Organosolv treatment for prebiotic oligosaccharide production from agro-food waste
Tarım-gıda atıklarından prebiyotik oligosakkarit üretimi için organosolv işlemi
NURAN TEMELLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Gıda Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ OĞUZ BÜYÜKKİLECİ
- Valorization of lignocellulosic waste by oleaginous yeast
Lignoselülozik atıkların yağlı maya ile değerlendirilmesi
HÜLYA ÜNVER
Doktora
İngilizce
2023
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- 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
- Fındık kabuğu atıklarının kitosan bazlı gıda ambalaj filmlerinde kullanımı
Utilization of nutshell wastes in chitosan-based food packaging films
MERVE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiHitit ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA ÇAKMAK
DOÇ. DR. ECE SÖĞÜT
- Pretreatment methods for valorization of hazelnut pruning wastes
Fındık budama atıklarının değerlendirilmesi için ön işlem yöntemleri
KEVSER DOĞRU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Gıda Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ OĞUZ BÜYÜKKİLECİ