Farklı biyokütle kaynaklarından hemiselüloz, selüloz ve ligninin ayrıştırılması ve karakterizasyonu

Bu çalışmada farklı atık türlerinin sürdürülebilir biyo-rafineri yaklaşımıyla katma değeri yüksek ürünlere dönüşüm potansiyelleri karşılaştırmalı olarak incelenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla kayısı çekirdeği kabuğu, ceviz kabuğu, şeker pancarı küspesi, çay posası ve çam odununun talaşı değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk adımında, biyokütlenin kimyasal yapısının hemiselüloz, selüloz, ligninin izolasyon verimleri üzerine etkisi araştırılmıştır. İkinci adımda ise alkali ön işlem sürecine ait parametrelerin temel bileşenlerin izolasyon verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Etkisi incelenen parametreler, alkali konsantrasyonu, peroksit konsantrasyonu ve temas süresidir. Üçüncü adımda elde edilen temel bileşenler enstrümantal analiz metotları ile karakterize edilmiş ve elde edilen veriler literatürle kıyaslanmıştır. Karakterizasyon sürecinde, biyokütlelerin ve izolasyon ürünlerinin FTIR, TGA, H-NMR ve XRD analizleri gerçekleştirilmiştir. Biyokütlenin lignin içeriğinin hemiselüloz ekstraksiyon verimi üzerine etkisinin olmadığı buna karşılık lignin verimini etkilediği belirlenmiştir. Kullanılan biyokütlenin kimyasal analiz sonuçları ile temel bileşenlerin izolasyon verimlerinin uygunluk içinde olduğu tespit edilmiştir. Çay posasının hemiselüloz izolasyon veriminin (% 25) ceviz kabuğunun ise lignin izolasyon veriminin (%19) diğer biyokütle türlerinden daha yüksek olduğu ortaya konulmuştur. Kaysı çekirdeğinden elde edilen hemiselülozun diğer biyokütle kaynaklarından elde edilenlere kıyasla daha açık renkli olduğu deneysel olarak gözlemlenmiştir. Alkali ön işlem parametrelerinin etkisi çay posası ve kaysı çekirdeği atıkları ile yapılan çalışmalarda incelenmiştir. Optimum izolasyon şartları olarak temas süresinin 6 saat, alkali konsantrasyonunun 20g/L, peroksit konsantrasyonunun % 2-4, sıcaklıklığın 55 °C olduğu belirlenmiştir. Hemiselüloz, selüloz ve ligninin optimum şartlarda elde edilen izolasyon verimleri (hammadde temeli üzerinden) çay posası için sırasıyla yaklaşık % 36, % 25, % 23, kayısı çekirdeği kabuğu için ise % 26, % 34, % 24 olarak tespit edilmiştir.