Lignoselülozik Biyokütlelerden Levulinik Asit Üretiminin İncelenmesi
Proje no. 20183 · Durum: Kapanmış (Yayın bekleniyor) · 2019
Özet
Levulinik asidin (LA) biyokütle temelli olarak üretimigittikçe artan bir ilgiyle araştırılmaktadır. Bu ilginin başlıca sebebi, LA’nın en değerli 12 platform kimyasalından biri oluşu ve LA’dan yola çıkılarak üretilebilen çok sayıda son ürünün olmasıdır [1]. Platform kimyasallarının fosil kaynaklardan ve geleneksel yöntemlerle üretimi sınırlı rezerv, artan maliyet ve çevreye zararlı etkiler gibi olumsuzlukları sebebiyle alternatif kaynak ve yöntem arayışını doğurmuştur. Bu sebeple platform kimyasallarının yeni teknolojiler ile yenilenebilir biyokütle kaynaklarından üretimi konusundaki çalışmalar önemli ölçüde artmıştır [2,3] Genel araştırma projemizde inulin bakımından zengin birer lignoselülozik biyokütle olan yer elması ve karahindiba ile levulinik asit ve diğer değerli kimyasalların üretimleri yüksek verim ile gerçekleştirilmiştir. Hidrotermal yöntem ile parçalanarak değerli bileşiklere dönüşen biyokütlenin parçalanması üzerinde reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, katalizör varlığındaki besleme çözeltisinin konsantrasyonunun ve pH değerinin etkisi araştırılmıştır. Katalizör olarak seçilen HCl ve klorürü tuzlarının levulinik asit ve diğer yan ürünlerin verimleri üzerine etkileri incelenmiştir. Hidrotermal parçalanma denemeleri kesikli çalışan karıştırmalı reaktörlerde ve sıcaklık programlamalı (ısıtma hızı ayarlanabilir PID üniteli) sistemde gerçekleştirilmiştir. Minitab programı yardımıyla optimum deneysel koşullar belirlenmiş olup levulinik asit verimi üzerine bir model denklem türetilmiştir. Sulu fazdaki bileşiklerin ve miktarlarının tayini HPLC cihazında yapılmıştır. Yapılan analizlerde levulinik asit, asetik asit ve formik asit ve hidroksimetil furfural bileşiklerinin miktarları belirlenmiştir. Biyokütle varlığındaki selüloz ve hemiselülozun levulinik asit ve diğer yan ürünlere tam olarak parçalanmaması sonucu bu yapı bileşenleri şeker monomerlerine dönüşmektedir. HPLC’de yapılan diğer bir analiz ile glikoz, früktoz, arabinoz, ramnoz, sellobioz, sukroz, mannoz, ksiloz, galaktoz gibi monomerlerin miktarları da tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyokütle, hidrotermal parçalanma, levülinik asit, mineral asit, tuz etkisi