Levulinic acid production by hydrothermal cracking of biomass and determination of kinetic parameters
Biyokütlenin hidrotermal parçalanması ile levulinik asit üretimi ve kinetik parametrelerin belirlenmesi
- Tez No: 819780
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİHAL CENGİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fosil kaynaklarının azalması ve çevresel kaygılar, kimyasal üretimin yenilenebilir kaynaklardan araştırılması ihtiyacını artırmıştır. Biyokütle, yenilenebilir kaynaklardan değerli kimyasallar üretmek için potansiyel bir hammadde olarak kabul edilmektedir. Çeşitli yöntemlerle biyokütle dönüşümünün reaksiyon mekanizmalarını anlamak için kapsamlı çalışmalar yapılmaktadır. Bu projede biyokütlenin levulinik asit, 5 - hidroksimetilfurfural, formik asit ve asetik asit gibi çeşitli kimyasallara hidrotermal dönüşümü araştırılmıştır. Biyokütle hammaddesi olarak hindiba seçilmiştir. Katalizör olarak PTSA (p - Tolüen sülfonik asit), BSA (Benzensülfonik asit) ve LABSA (Lineer alkil benzen sülfonik asit) varlığında çeşitli reaksiyonlar gerçekleştirilmiştir. Deneyler, 180 - 220 °C'lik bir sıcaklık aralığı içinde, 100, 300 ve 600 mM'lık katalizör konsantrasyonları, 1g/25mL, 1.5g/25mL ve 2g/25mL'lik biyokütle - çözücü oranları ile110 dakikalık bir reaksiyon süresi boyunca gerçekleştirilmiştir. Her bir deneysel çalışmadan belirlenen zaman aralıklarında numuneler alınmıştır. Deneylerde elde edilen şeker monomerleri ve organik asitlerin miktarlarını belirlemek için sıvı ürünler HPLC analizine tabi tutulmuştur. Toplam organik karbon içeriklerinin belirlenmesi amacıyla sıvı ve katı ürünler için TOC analizi yapılmıştır. Ürünlerde oluşan farklı kimyasal bileşikleri belirlemek için GC - MS analizi yapılmıştır. Sıcaklık, zaman, katalizör ve besleme konsantrasyonları gibi parametrelerin ürün verimi ve bileşimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Minitab programı ile maksimum verimi sağlayan reaksiyon koşullarını bulmak için optimizasyon yapılmıştır. Ayrıca reaksiyonların kinetik parametreleri MATLAB programı ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The decrease in fossil resources and environmental concerns has increased the need to research chemical production from renewable resources. Biomass is considered as a potential feedstock to obtain valuable chemicals from renewable resources. Extensive studies are carried out to understand the reaction mechanisms of biomass conversion by various methods. In this project, hydrothermal conversion of biomass to various chemicals such as levulinic acid, 5-hydroxymethylfurfural, formic acid and acetic acid was investigated. Chicory was selected as the biomass feedstock. Several reactions were carried out in the presence of PTSA (p-Toluene sulfonic acid), BSA (Benzenesulfonic acid) and LABSA (Linear alkyl benzene sulfonic acid) as catalysts. The experiments were performed within a temperature window range of 180-220 °C, 100, 300 and 600 mM catalyst concentrations, biomass to solvent ratios of 1g/25mL, 1.5g/25mL and 2g/25mL, for a reaction duration of 110 minutes. Numerous samples were taken from each experimental run at specified time intervals. The liquid products were subjected to HPLC analysis to determine the amounts of the sugar monomers and organic acids that were obtained in the experiments. TOC analysis was carried out for liquid and solid products to determine the total organic carbon contents. GC-MS analysis was conducted to determine the different chemical compounds that have formed in the aqueous products. The dependence of product yield and composition on parameters such as temperature, time, catalyst, and feed concentrations were investigated. Minitab software was used to find the optimum reaction conditions that provide the maximum yield. In addition, kinetic parameters of the reactions were determined with MATLAB software.
Benzer Tezler
- Catalytic hydrothermal conversion of biomass and model compounds with Brönsted and Lewis acid to platform chemicals
Biyokütle ve model bileşiklerin Brönsted ve Lewis asitleri ile platform kimyasallara katalitik hidrotermal dönüşümü
NAZLICAN ATİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT BALLİCE
- Subcritical hydrothermal decomposition of leek stalk and production of valuable chemicals
Pırasa saplarının kritik altı hidrotermal bozundurulması ve değerli kimyasalların üretimi
ORKHAN NASIRLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT BALLİCE
- Levulinik asidin adsorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of adsorption of levulinic acid
AYSU OKUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL İNCİ
- Conversion of hazelnut shell into value-added chemicals by using sub-critical water as a reaction medium
Kritik-altı suyu reaksiyon ortamı olarak kullanarak fındık kabuğunun değerli kimyasallara dönüştürülmesi
GÖKALP GÖZAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ASLI YÜKSEL ÖZŞEN
- Montmorillonit destekli geçiş metalleri yüklenmiş katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve biyokütle türevi karbonhidratlardan furfural ve hidroksimetilfurfural (5-HMF) üretimi için kullanımı
Montmori̇lloni̇t destekli̇ geçi̇ş metalleri̇ yüklenmi̇ş katali̇zörleri̇n sentezi̇, karakteri̇zasyonu ve bi̇yokütle türevi̇ karbonhi̇dratlardan furfural ve hi̇droksi̇meti̇lfurfural (5-HMF) üreti̇mi̇ i̇çi̇n kullanimi
EBRU TUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERRİN BOZAN