Tarım ve gıda endüstrisi atıklarının değerlendirilmesi
Proje no. 32246 · Durum: Kapanmış (Yayın bekleniyor) · 2024
Özet
<p>Son yıllarda, atıklardan katma değeri yüksek kimyasalların eldesi sürdürülebilirlik ve yeşil kimya açısından ön plana çıkmaktadır. Tarımsal endüstri atıklarının biyolojik aktivitelere sahip polifenoller gibi katma değeri yüksek bileşikler içerdiği göz önüne alındığında bu bileşiklerin atıklardan geri kazanılmasının endüstriyel açıdan sürdürülebilir bir yol olacağı düşünülmektedir.</p><p>Bu proje kapsamında iki farklı tarımsal ürünün (domates, brokoli) tarladan toplanıp pazara sunuluncaya kadar geçen süreçte açığa çıkan atıklarından (domates posası ve brokoli yaprağı) hidrotermal proses (HP) ile polifenollerin geri kazanımı incelenecektir. Literatürde domates posası ve brokoli yaprağından polifenollerin geri kazanımı için organik çözgenlerle soxhlet ekstraksiyonu, mikrodalga destekli çözgen ekstraksiyonu ve ultrason destekli çözgen ekstraksiyonu yöntemlerinin kullanıldığı çalışmalar yer almaktadır. Ancak bu atıklar için kritik-altı sıcaklıkta HP yöntemi ile polifenollerin ekstraksiyonu üzerine yapılmış bir çalışma literatürde bulunmamaktadır. HP ile ekstraksiyonun en büyük avantajı toksik karakterdeki organik çözücüler yerine çevresel etkisi ve maliyeti düşük olan suyun kullanılması ve enerji maliyetine neden olan kurutma işlemine gerek olmamasıdır. HP’nin diğer bir avantajı da proseste yan ürün olarak hidroçar olarak adlandırılan katı bakiyenin oluşmasıdır. Hidroçar biyo-yakıt olarak kullanıldığı gibi aktif karbon öncüsü olarak da kullanılabilir. </p><p>Proje kapsamında yapılacak polifenol geri kazanımı denemelerinde atıklar %10 katı madde içeriği olacak şekilde suyla karıştırılarak farklı kritik-altı sıcaklıklarda (100-200 °C aralığında) ve sürelerde (0-15-30-60 dk) otojen basınç altında ısıl işleme tabi tutulacaktır. İşlem sonunda proses suyunda en yüksek miktardaki polifenol konsantrasyonu için HP koşulları optimize edilecektir. Optimum koşullarda elde edilen HP ekstraktlarının LC-MS/MS ile fenolik bileşiklerinin kantitatif tayini de yapılacaktır. Diğer yandan, tüm HP koşulları için, yan ürün olarak elde edilecek hidroçarların kısa ve elemental analizi yapılarak yakıt özellikleri incelenecektir. Ayrıca optimize edilmiş koşullardaki HP işleminde oluşan hidroçardan kimyasal aktivasyon yöntemiyle aktif karbon eldesi için çalışmalar da yürütülecektir. Bu çalışmalarda aktivasyon işlemi parametrelerinin (hidroçar:ZnCl2 oranı ve karbonizasyon sıcaklığı) elde edilecek aktif karbonların yüzey özelliklerine etkisi BET, SEM ve FT-IR analizi ile incelenecektir. Yapısal ve yüzey özellikleri dikkate alınarak seçilecek aktif karbonların pamuklu tekstil reaktif boyar maddesini sudan uzaklaştırma kapasitesini belirlemek için kesikli adsorpsiyon denemeleri gerçekleştirilecektir. </p><p>Projede incelenecek atıklar bir tarım ülkesi olan ülkemizde bol miktarlarda bulunduğundan, bu atıkların polifenol geri kazanımı, yakıt eldesi ve adsorbent üretimi için değerlendirilmesi çevresel ve ekonomik açıdan önem teşkil etmektedir ve proje çıktılarının benzeri tarımsal endüstri atıklarının yönetimi konusunda yol gösterici olması beklenmektedir.</p>