Fuzel yağından asetat esterlerinin süperkritik karbondioksit ile enzimatik üretimi
Enzymatic production of acetate esters from fusel oil using supercritical carbondioxide
- Tez No: 170175
- Danışmanlar: DOÇ.DR. AFİFE GÜVENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: fuzel yağı, SK C02, asetat esterleri, optimizasyon, Cevap Yüzey Yöntemi, lipaz, fusel oil, SC CO2, acetate esters, optimization, Response Surface Method, lipase
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi FUZEL YAĞINDAN ASETAT ESTERLERİNİN SÜPERKRİTİK KARBONDİOKSİT İLE COa ORTAMINDA ENZÎMATİK ÜRETİMİ Havva ELEMZADE Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Afife GÜVENÇ Fuzel yağı, endüstride etil alkol fermentasyonunda elde edilen bir yan üründür. Fermentasyonda kullanılan şeker kaynağının değişmesiyle fuzel yağı bileşimi de değişmektedir. İçeriğindeki başlıca izoamil alkol, izobütil alkol, n-bütil alkol, n-propil alkol, etil alkol gibi kısa zincirli alkollerin fazla olması aroma esterleri üretiminde yenilenebilir kaynak olarak kullanımını ortaya çıkarmaktadır. Çalışmada, fuzel yağı asetat esterlerinin süperkritik CO2 ortamında üretiminde katalizör olarak enzim kullanımı yan tepkimelerin önlenmesi ve yüksek verimlilik nedeniyle tercih edilmiştir. Süperkritik ortam ise süperkritik akışkanın yüksek çözücü gücü ile homojen bir tepkime ortamı sağlaması ve kütle aktarım kısıtlamalarını azaltması sonucunda tepkimenin daha kolay ve hızlı gerçekleşmesini sağlamaktadır. Tepkime sürekli olarak dolgulu kolonda, süperkritik C02'in de girdilerle birlikte beslendiği sistemde gerçekleştirilmiştir. Üretimde en etkili parametrelerin daha kolay ve çabuk bulunabilmesi için Cevap Yüzey Yöntemi ile optimizasyon uygulanmıştır. Üretimde etkili parametrelerden basıncın 80-140 bar, sıcaklığın 40-80“C, substrat miktarının % 5- % 35, akış hızının 0.2-1.0 mL/dk aralığında üretime etkileri incelenmiştir. Alkollerin nicel ve nitel analizleri gaz kromatografıde gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla uygun kolon seçimi yapılmış ve sıcaklık programı belirlenmiştir. Çalışılan sürekli sistemde enzim aktivitesi I saatlik çalışma sonunda düşmektedir. İncelenen aralıkta izoamil asetat, izobütil asetat ve propil asetat esterlerinin üretiminde en baskın etken substrat/ C02 miktarı olmuştur. Üretimde en etkili ikili etkileşimler izobütil asetat ve izoamil asetat için basınç-substrat miktarı, propil asetat için ise basınç- sıcaklıktır. İzoamil asetat için optimum koşullar 80 ”C, 80 bar, %5 substrat/C02, 1 mL/dk akış hızı olarak bulunmuştur. Bu koşullarda izoamil asetat kuramsal olarak % 100, deneysel olarak da % 99.86 dönüşümle elde edilmiştir. SK koşullarda enzimin tekrarl kullanabilirliği atmosferik koşullarda yapılan tepkimeyle test edildimiştir. 4 kez süperkritik koşullarda kullanılmış enzimin aktivitesi aynıdır. 2005, 145 sayfa
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Master Thesis ENZYMATIC PRODUCTION OF ACETATE ESTERS FROM FUSEL OIL USING SUPERCRITICAL CARBONDIOXIDE HawaELEMZADE Ankara University Graduate School of Natural andAppIied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Afife GÜVENÇ Fusel oil is a by-product obtained at ethyl alcohol fermentation. Although the amount of contents differ due to glucose origin, it mainly contains short-chain alcohols of isoamyl, isobutyl, n-butyl, propyl, ethyl alcohols. This makes it favourable to be used as a an alternative source in production of flavour and.fragrance esters. At this study, enzimatic production of acetate esters from fusel oil was preferred in order to prevent side reactions and because of high productivity. Supercritical fluids with good solvent effects prove to homogenize reaction medium and decrease mass transfer resistances; so letting reactions occur easier and faster. Reaction was performed in a packed-bed continuous reactor, in which the substrates and CO2 were fed along. In order to define the effects of parameters on production of esters, optimization of the process was applied by Responce Surface Methodology. Parameters affecting production were studied at intervals 80- 140 bar for pressure, 40-80 °C for temperature, 5-35 % for substrates/ CO2 amounts, and 0.2-1.0 mL/min feed rates. Qualitative and quantitative analyses of fusel oil and alcohols were carried out at gas chromatography, using the appropriate column under developed program. The activity of enzyme decreased after 1 hour of operation. At the intervals studied, the most effective parameter on production of isoamyl acetate, isobutyl acetate and propyl acetate was substrates/C02 amount. The effective interrelations on production of propyl acetate production were between pressure-temperature and pressure-substrate/C02 amount on isobutyl and isoamyl acetate productions respectively. Optimum conditions were determined for isoamyl acetate production as 80 °C for temperature, 80 bar for pressure, 5 % for substrate/C02 amount and 0.6 mL/min for feed rate to get a conversion of 100 % theoretically. It was possible to reach 99.86 % production yield experimentally. Reusability of enzyme treated at supercritical conditions was investigated. It was found that enzyme used at SC conditions 4 times had the same activity; so the enzyme is reusable under supercritical conditions. 2005, 145 pages
Benzer Tezler
- Fusel yağının Na2SO4 kullanılarak suyunun azaltılması
Removal of water from fusel oil by using Anhydre Na2SO4
HAKAN OSKAY
- Biyodizel üretiminde yıkama prosesinin yakıt özelliklerine etkisi
The effects of washing process on fuel properties in biodiesel product
MEHMET ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Teknik EğitimSelçuk ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ALİ KAHRAMAN
- Farklı yakıtlarla dizel motorun performans ve is emisyon karakteristiklerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Investigation of diesel engine performance and soot emission parameters with different fuels as experimental and theoretical
MEHMET ORAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM SORUŞBAY
- Yakıt olarak kanola yağı kullanılan küçük güçlü bir diesel motorunda ses düzeylerinin belirlenmesi
Determination of sound levels in a small internal combustion engine used canola oil as fuel
MURAT ABDULLAH ABDULKADİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
ZiraatAnkara ÜniversitesiTarım Makineleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN ÖZTÜRK
- Soya yağı metil esterden elde edilen biodizelin dizel motorlarında alternatif yakıt olarak kullanımı
Usage of biodiesel derived from soy oil methyl esther in diesel engines as an alternative fuel
EFKAN GÜÇVARDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KORHAN BİNARK