Çam kökü ekstraksiyon reçinesinin distilasyonu ve kimyasal karakterizasyonu

Doğal reçine, başta kimya, boya, kâğıt, kozmetik, ilaç sektörü ile kauçuk ve lastik sanayi olmak üzere pek çok sektörde kullanılan oldukça önemli bir silvikimyasal üründür. Bütün dünyada sentetik reçine tüketimine getirilen kısıtlamalar sektörü biyobozunur ürünlere yönlendirmektedir. Sentetik reçineler fiziksel olarak doğal reçineye benzese de doğal reçinenin kimyasal içeriğini yakalayamamakta ve tam anlamıyla ikame edilememektedir. Buna ek olarak; sentetik reçineler hem insan sağlığını hem de doğayı tehdit etmektedir. Doğal reçinenin kritik önemini anlamış ülkeler bunu işleyip ve neredeyse tamamen türevlendirerek endüstriyel olarak katma değerli bir ürüne dönüştürerek iç ve dış pazarda kullanmakta ve bundan önemli kazançlar sağlamaktadır. Türkiye reçine üretimine uygun kızılçam ormanları ile dünyada ilk sıralarda olmasına rağmen, bugün ticari anlamda doğal ham reçine üretimi istenilen miktarlarda değildir. Ayrıca ülkemizde kolofan ve terebentin üretilmemekte olup tamamen ithalat yoluyla karşılanmaktadır. Bu tez kapsamında çam kökü ekstraksiyon reçinesinden dört farklı distilasyon işlemi uygulanarak terebentin ve kolofan elde edilmiştir. Her dört yöntemle de elde edilen terebentin ve kolofan fazlarının miktarları hesaplanmıştır ve en fazla terebentin %25,29 oranında su buharı altında vakumlu distilasyon yöntemiyle elde edilmiştir. Terebentin fazındaki uçucu bileşenler Gaz Kromatografi (GC) ve Kütle Spektroskopisi (MS) cihazı kullanılarak karakterize edilmiştir. Terebentin etken maddesi α-Pinene olarak tespit edilmiştir ve en yüksek α-Pinene miktarı %84,07 olarak su buharı altında vakumlu distilasyon yöntemiyle elde edilen terebentinde bulunmuştur. Terebentinde en fazla bulunan beş uçucu bileşen sırasıyla; α-Pinene, Camphene, β-Pinene, α-Terpinolene ve α-Terpinene olarak bulunmuştur. Kolofanda asit sayısı, sabunlaşma sayısı, alkolde çözünmeyen madde miktarı, kül miktarı, renk ekseni ve yumuşama noktası belirlenmiştir. Analizler sonucunda; asit sayısı 169,11 ile 174,53 arasında; sabunlaşma sayısı 174,14 ile 180,83 arasında bulunmuştur. Asit ve sabunlaşma sayısında en düşük değerler adi distilasyon yönteminde, en yüksek değerler ise su buharı altında vakumlu distilasyon yönteminde bulunmuştur. Kolofanda alkolde çözünmeyen madde miktarı %0,03- %0,04 arasında bulunmuştur. Kül miktarı ise %0,026 ile %0,031 arasında bulunmuştur. Kolofan örneklerinin rengi kahverengi-amber arasında belirlenmiştir. Yumuşama noktası tayini sonucunda en yüksek değer 74,58 °C olarak su buharı altında vakumlu distilasyon yönteminde tespit edilmiştir. Kolofandaki reçine asitlerini belirlemek amacıyla GC-MS analizi uygulanmıştır. GC-MS analizi sonucunda kolofanda Abietik asit ve bunun türevleri olan Dehydroabietic asit ve Neoabietic asitin toplamının yaklaşık %50 oranında olduğu tespit edilmiştir. En fazla bulunan beş reçine asidi; Abietik asit ve türevleri, Palustric asit, Podocapric asit, Pimarik asit ve Levopimaric asit olarak bulunmuştur. Ekstraksiyon reçinesinin distilasyonu üzerine bir fizibilite analizi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen disitilasyon yöntemleri için İç Verim Oranı Analizi, Net Bugünkü Değer Analizi ve Başabaş Noktası Analizi gerçekleştirilmiştir. Fizibilite analizleri sonucunda su buharı altında vakumlu disitilasyon yönteminin ekonomik olarak en uygulanabilir yöntem olduğu düşünülmüştür.