Conversion of lignocellulosic biomass into nanofiber by microfluidizatiin and its effect on the enzymatic hydrolysis
Lignoselülozik biyokütleden mikroakışkanlaştırıcı ile nanolif elde edilmesi ve bunun enzimatik hidrolize etkisi
- Tez No: 269088
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BEHİÇ MERT, PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Gıda Mühendisliği, Biotechnology, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyoenerji, Biyokütle, Buğday kepeği, Enzimatik hidroliz, Lignoselülozik yapı, Saman, Selülaz, Bioenergy, Biomass, Wheat bran, Enzymatic hydrolysis, Lignocellulosic structure, Straw, Cellulase
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Lignoselülozik biyokütleler, biyoetanol ve biyokaynaklı malzeme hammaddesi olarak yoğun bir şekilde araştırma altındadır. Ama sakarifikasyon sırasında bozulmaya karşı direnişe neden olan lignoselülozik bitkilerin karmaşık yapısal ve kimyasal mekanizması, önişleme ihtiyaç duymaktadır. Bu çalışmada, hammaddeler (buğday kepeği, saman, mısır küspesi), Türkiye'deki üretim ve tüketimlerinden ve ayrıca biyoetanol kaynağı olarak erişilebilirliklerinden dolayı seçilmişlerdir. Nano-selülozik lif üretiminde yeni bir yaklaşımı temsil eden mikroakışkanlaştırma (yüksek basınçlı akışkanlaştırıcı) önişlemi, lignoselülozik yapıdaki etkinliğe bağlı olarak enzimatik hidroliz sırasında nitel ve nicel değişimleri gözlemlemek amaçlı 500 ve 2000 bar basınçta çalışılmıştır. Mikroakışkanlaştırılmış örneklerin ilk 150 dakika için ideal selülaz konsantrasyonları, kepek ve mısır küspesi için 4.5 U/g kuru biyokütle, saman içinse 6.0 U/g kuru biyokütle olarak belirlenmiştir. Kuru maddenin etkin kullanım oranları buğday kepeği, saman ve mısır küspesi için sırasıyla % 5.0, 2.5 ve 7.5 (kuru ağırlık/hacim) şeklinde bulunmuştur. X-ışını kırınımı ve TEM sonuçları, bu önişlemin kristallik indisini arttırdığı ve dağınık bir yapıya neden olduğunu göstermişlerdir. Diğer yöntemlerle (yumuşatma, seyreltik-asit ve kireçleme yöntemleri) ile yapılan karşılaştırmalar, mikroakışkanlaştırmanın, enzimatik hidroliz için gerekli süreyi kısaltarak diğerlerine göre avantajlı olduğunu ve dolayısıyla gelecek vadeden alternatif bir teknik olabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Lignocellulosic biomass is under extensive investigation as a bioethanol and bio-based materials feedstock. However, the complex structural and chemical mechanisms of lignocellulosic plant, which cause resistance to deconstruction during saccharification, require a pretreatment process. In this study, raw materials (corn bran, wheat bran and wheat straw) were selected because of their production and consumption in Turkey and also their accessibilities to be used as bioethanol source. Microfluidization pretreatment (high-pressure fluidization), which stands as a new approach for nano-cellulosic fibers production, was studied at 500 bar and 2000 bar to observe the qualitative and quantitative modifications in enzymatic hydrolysis depending on its effects on lignocellulosic structure. Optimum cellulase concentrations were determined for microfluidized samples as 4.5 U/g dry biomass for wheat bran, corn bran and 6.0 U/g dry biomass for wheat straw samples for the first 150 min interval. Effective usage of solid loads were found as 5.0 %, 2.5 %, and 7.5 % (dw/v) for wheat bran, wheat straw and corn bran, respectively. X-ray diffraction and SEM results of the microfluidized samples have indicated that the pretreatment has increased crystallinity index of all the samples and resulted in a scattered structure. Comparisons with other methods (softening, dilute-acid and lime pretreatments) have shown that microfluidization is advantageous over others by reducing the time required for enzymatic hydrolysis and thus can be a promising alternative pretreatment.
Benzer Tezler
- Atık biyokütlenin katma değeri yüksek kimyasallara iyonik sıvı katalizörlüğünde kimyasal dönüşümü
Chemical conversion of waste biomass to high value added chemicals by ionic liquid catalysis
MERVE ALDATMAZ
- Effect of biomass pretreatment conditions on the glucose and biodegradable film production from lignocellulosic wastes
Biyokütle ön işlem koşullarının lignoselülozik tarımsal atıklardan glikoz ve biyobozunur film üretimi üzerindeki etkisi
ERİNÇ BAHÇEGÜL
Doktora
İngilizce
2013
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK BÖLÜKBAŞI
PROF. DR. NECATİ ÖZKAN
- Kesintisiz sulu faz reformlama sistemi ile buğday samanı ve kenaf lignoselülozik biyokütlelerinin gazlaştırılması
Gasification of wheat straw and kenaf lignocellulosic biomass by continuous aqueous-phase reforming process
YASEMİN UZUN
- Lignoselülozik biyokütlenin organosolv yöntemiyle fraksinasyonu: Selüloz ve lignin fraksiyonlarının valorizasyonu
Fractionation of lignocellulosic biomass via organosolv pretreatment: Valorization of cellulose and lignin fractions
KÜBRA AL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiYalova ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİBEL BAŞAKÇILARDAN KABAKCI
- Atık lignoselülozik biyokütlenin su ve etanol içerisinde katalitik sıvılaştırılması
Catalytic liquefaction of waste lignocellulosic biomass in water and ethanol
KORAY ALPER