Catalytic Hydrothermal Conversion of Inulin-rich Biomass and Production of Levulinic Acid
Proje no. 21134 · Durum: Kapanmış · 2019
Özet
Yenilenebilir kaynaklara dayalı olarak biyo-kökenli kimyasalların üretimi son yıllarda gittikçe artan bir önem arz etmektedir. Fosil kaynaklardan üretilen hammaddelerden yola çıkılarak sentezlenen kimyasallar hem rezervin sınırlılığı hem de üretim prosesinin çevreye olan olumsuz etkileri bakımından yeni kaynak ve üretim teknolojilerinin arayışını gerekli kılmıştır. Lignoselülozik biyokütleler bol bulunması ve ekonomik oluşu sebebiyle önemli bir hammadde olarak görülmektedir. Biyokütlenin temel bileşenlerinden selüloz ve hemiselülozun yapıtaşlarından biri olan glikozun ve fruktozun değerli kimyasallara dönüşümünde suyun kritik altı koşullarında hidrotermal parçalanması, literatürde yer alan önemli yöntemlerden biridir [1–3]. Bu çalışmada inulin bakımından zengin lignoselülozik biyokütle olan yer elması hammadde olarak kullanılmıştır. Hidrotermal parçalanma denemeleri kesikli çalışan karıştırmalı reaktörlerde ve sıcaklık programlamalı (ısıtma hızı ayarlanabilir PID üniteli) sistemde gerçekleştirilmiştir. 50 cm3 iç hacmindeki reaktörlerde istenen reaksiyon sıcaklığına kadar ısıtılan reaktörler, bu sıcaklıkta sabit olacak şekilde 120 dakika reaksiyon süresi boyunca tutulmuştur. Deneysel çalışmalarda öncelikle mineral asit varlığında (H2SO4 ve HCl) platform kimyasallarına seçimli olarak dönüşümünde reaksiyon sıcaklığı, süresi, pH ve besleme çözeltisi konsantrasyonunun etkisi incelenmiştir. Belirlenen en uygun koşullarda klorür ve sülfat tuzlarının sıvı üründeki değerli kimyasalların oluşumuna etkisi incelenmiştir. HPLC cihazında belirlenen sıvı ürünler; levulinik asit, hidroksimetil furfural, asetik asit ve formik asittir. Bu bileşiklerinin ve şeker monomerlerinin (glikoz, früktoz, arabinoz, ramnoz, sellobioz, sukroz, mannoz, ksiloz, galaktoz) miktarları belirlenerek ürün verimleri hesaplanmıştır.