Üzüm posasından biyoetanol üretiminin araştırılması

Bu çalışmada, üzüm posasından farklı maya suşları (Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632 suşu ve Saccharomyces cerevisiae) kullanarak kesikli sistemle biyoetanol üretimi incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, üzüm atıklarının bazı özelliklerinin belirlenmesi, üzüm posasının hidrolizi ile indirgen şeker içeriği yüksek hidrolizat eldesi ve fermantasyonla biyoetanol üretimi olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Üzüm posasının yaklaşık olarak % 46 oranında holoselüloz (selüloz+hemiselüloz) içerdiği belirlenmiştir. Hidroliz yöntemi olarak lignoselülozik materyallerde yaygın olan asidik hidroliz metodu kullanılmıştır. Asidik hidroliz katı konsantrasyonu, asit konsantrasyonu, sıcaklık ve süre parametrelerinden oluşan bağımsız değişkenler için merkezi kompozit dizayn (MKD) ile optimizasyon yapılmıştır. Cevap değişkeni ise indirgen şeker konsantrasyonu idi. Cevap yüzey metodu (RSM) deneyleri çalışma hacmi 50 ml olan 250 ml'lik erlenlerde gerçekleştirildi. Optimizasyon deneyleri sonucunda üzüm posasının asidik hidrolizi için elde optimum şartlar sıcaklık 92,5 °C, süre 85 dak., üzüm konsantrasyonu 77,5 g/L ve asit konsantrasyonu % 1.25 (v/v) olarak belirlenmiştir. Bu şartlarda üretilen indirgen şeker konsantrasonu ise 34.128 g/L'dir. Fermantasyon çalışmaları 250 ml'lik erlenlerde 50 ml çalışma hacminde, oksijensiz şartlarda, 30 °C'de, 150 rpm karıştırma hızında ve kesikli olarak yürütülmüştür. Çalışılan her iki maya türünün çoğaltım işlemleri YPD besi yerinde gerçekleştirilmiştir. Fermantasyon deneyleri toplam 72 saat süreyle yürütülmüş ve belirli zaman aralıklarında ortamdan örnekler alınarak şeker ve alkol analizleri yapılmıştır. Şeker konsantrasyonları DNS yöntemiyle, alkol konsantrasyonları ise gaz kromatografisi (GC) ile ölçülmüştür. Üzüm posasından Saccharomyces cerevisiae ile gerçekleştirilen fermantasyon sonucunda tipik teorik verim değerleri bulunmuş olup en yüksek verim değerinin % 70 olduğu belirlenmiştir. Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632 ile fermantasyonla biyoetanol üretimi çalışmalarından ise % 89'luk gibi yüksek bir oranda verimdeğerine ulaşılmıştır. Bu sonuç ile Saccharomyces cerevisiae NRRL Y-12632'nin üzüm posasının asidik hidrolizi sonucu üretilen hidrolizat ortamındaki inhibe edici maddelere daha dayanıklı olduğu görülmüştür. Anahtar kelimeler: Biyoetanol, fermantasyon, üzüm posası, S. cerevisiae, S. cerevisiae NRRL Y-12632, Optimizasyon.