Lignoselülozik gıda atıklarından HMF üretimi

Bu çalışmada, ülkemizde daha çok yakacak ve/veya hayvan yemi olarak kullanılan lignoselülozik gıda atıkları olan fındık kabuğu ve çay atıklarından Hidroksimetil Furfural(HMF) elde edilmesi amaçlanmıştır. Ham selüloz, fındık kabuğu ve çay atıklarından TS ISO 15598'e göre elde edilmiştir. Elde edilen selüloz, basınç reaktörü, ohmik ısıtma sistemi ve mikrodalga destekli ısıtma olmak üzere üç farklı ısıtma sisteminin kullanıldığı asit hidroliz yöntemi ile şekere indirgenmiştir. HMF'yi üretmek için önce asit hidroliz yöntemi ve ardından katalizörlü organik çözücü sistemleri kullanıldı. Yöntemde en yüksek verim, selüloz esaslı materyalin otoklavda %4 H2SO4 çözeltisi içinde şekere indirgenmesi ve şekerce zengin karışımın NaCl ile doyurulduktan sonra CrCl3.6H2O katalizörü kullanılarak 131°C'de 1 saat süre sonunda elde edilmiştir. En yüksek HMF verimi sırasıyla %8.6 ve %6.7 oranında asit hidroliz yöntemi ile çay atığından ve fındık kabuğundan elde edilen selülozdan elde edilmiştir. HMF üretimi için ikinci yöntemde DMA-LiCl ve DMA-NaCl kullanılarak iki farklı organik çözücü sistemi uygulandı. En etkili sonuç, selülozun DMA-NaCl/[EMIM]Cl solvent sisteminde 50 °C'de 24 saat tutulması ve ardından bunun HCl ve CrCl3.6H2O katalizörü ile 131°C'de 2 saat katalize edilmesiyle elde edilmiştir. Çay atığı ve fındık kabuğundan elde edilen selülozdan organik çözücü sistemi yöntemiyle sentezlenen HMF verimleri sırasıyla %5.7 ve %3.1'dir. Bu yöntemlerden elde edilen HMF, kolon kromatografisiyle saflaştırıldı ve yapısı FT-IR ve NMR ile aydınlatıldı. HPLC-UV ile saflık kontrolünde ≥ %98.0 saflıkta HMF elde edildiği belirlendi. Ülkemiz fındık ve çay üretiminde dünya çapında önemli bir üretim potansiyeline sahiptir. Tez, bu ürünlerden arta kalan fındık kabuğu ve çay atıklarından HMF üretimi ve saflaştırma yöntemini sunmaktadır. Ayrıca, farklı gıda atıklarının değerli kimyasalların oluşumu için alternatif kaynak olarak kullanılabileceğini de göstermektedir.