Lignoselülozik biyokütlenin sıvı piroliz ürünlerinden levoglukozanın kazanılması ve biyoetanol üretiminde kullanılması

Bu çalışmada mobilya üretimi sırasında endüstriyel bir lignoselülozik atık olarak elde edilen MDF tozunun sabit yataklı bir piroliz sisteminde pirolizi ve elde edilen sıvı piroliz ürününde bulunan levoglukozanın biyoetanol üretiminde değerlendirilmesi araştırılmıştır. MDF tozunun seyreltik fosforik asit ile bir ön işleme tabi tutulmasıyla elde edilen materyalin, 400 °C sıcaklıkta sabit yataklı sistemde ısıtılmasıyla gerçekleştirilen bir piroliz işlemiyle kütlece yaklaşık % 40 oranında ve 66,5 g/kg konsantrasyonunda levoglukozan içeren bir sıvı ürün elde edildi. Bu sıvı ürünün 0,25 su: biyoyağ oranında ekstraksiyonu ile levoglukozanın % 92,5'i nin sulu çözeltiye alınabildiği belirlendi. Çözeltideki levoglukozanın 120 °C sıcaklıkta 0,54 M H2SO4 konsantrasyonunda 90 dk süreyle uygulanan bir hidroliz işlemiyle % 86'nın üzerinde bir oranla glikoza dönüşümü gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bu hidrolizat, 40 g/L konsantrasyonunda katı Ca(OH)2 ilavesiyle inhibe edici bileşenlerin uzaklaştırılması için detoksifikasyon işlemine tabi tutulmuştur. Ayrıca, Ca(OH)2 çöktürmesiyle detoksifikasyondan elde edilen çözelti çeşitli kombinasyonlarda metil izobütil keton (MİBK) ekstraksiyonu, etil asetat (EA) ekstraksiyonu ve aktif karbon adsorpsiyonu işlemleri kullanılarak ileri detoksifikasyon işlemlerine tabi tutulmuştur. Farklı yöntemlerle detoksifiye edilen çözeltiler için Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632 suşu kullanılarak fermantasyon deneyleri yapılmıştır. Maksimum biyoetanol verimi, Ca(OH)2 detoksifikasyonu-MIBK ekstraksiyonu-aktif karbon adsorpsiyonu işlemlerinin seri halde uygulandığı çözelti ile 0,47 g etanol/g glikoz olarak elde edilmiştir.