Pirinadan özütlemeli tepkime ile furfural üretimi için uygun koşulların belirlenmesi

PİRİNADAN ÖZÜTLEMELİ TEPKİME İLE FURFURAL ÜRETİMİ İÇİNUYGUN KOŞULLARIN BELİRLENMESİ(Yüksek Lisans Tezi)Fatma EROĞLUGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜEylül 2006ÖZETFurfuralın üretiminde hammadde olarak pentozan içeren lignoselüloziktarımsal artıklar ile odun atıkları kullanılabilir. Furfuralın üretimi içinhammadde olabilen en önemli yıllık tarımsal artıklar mısır koçanı, yulafkabuğu, pamuk çekirdeği kabuğu, şeker kamışı artığı, pirinç kabuğu, pirinaküspesi, fındık kabuğu ve şeker pancarı küspesidir. Sıvı özütlemeli yöntemlekuru bazda pentozan içeriği %21- 23 olan pirina küspesi ile çalışılmıştır. Sıvıözütlemeli yöntemle pirina küspesinden furfural üretimi bu çalışmadagerçekleştirilmiştir.Çalışmada deneysel tasarım yöntemi olan Box- Wilson Yöntemi ve en uygunkoşullar belirlenirken de o- nitrotoluen ile özütleme yöntemi kullanılmıştır.Pirinadan furfural üretimi için kullandığımız o- nitrotoluenin seçilme nedeni isefurfural için yüksek dağılma katsayısına sahip olması (170ºC'de 8,4),furfuraldan daha yüksek kaynama noktasında olması (Tkn(o-nitrotoluen)= 222ºC,Tkn(furfural)= 161,7ºC), furfuralın yoğunluğunun suyun yoğunluğundan farklıolması (dsu= 1, dfurfural.= 1,1598) ve çözeltideki diğer bileşenlerin (ksiloz, su,H2SO4 ) o- nitrotoluende çözünmemesidir.Yapılan çalışmada ilk önce pirinadan furfural üretiminde sabit H2SO4 derişimi(%5) ve sabit sıcaklıkta (175ºC), her bir çalışma için alınan H2SO4 miktarlarıdeğişmeden değişik miktarlarda pirina alındı ve furfural üretiminde optimumbir katı/ sıvı oranı bulundu. Bu sonuçlara dayalı olarak deneysel tasarım olanBox- Wilson Yönteminde üç bağımsız değişken H2SO4 derişimi (%3- 7), sıcaklık(160ºC- 200ºC), katı/ sıvı oranını ise (0,33- 0,67 g/ mL) seçilerek, Design Expert7.0.0 programı ile optimum değerler bulunmuştur. Buna göre; üretilen enyüksek furfural üretim hızı; 6,55mg/ ml. saat, sıcaklık; 198ºC, H2SO4 derişimi;%4,45 (g/ 100mL), Katı/sıvı oranı; 0,65(g/ mL)'dir.Elde edilen furfural miktarların Design- Expert programı ile aşağıdaki furfuralüretim hızının (mg/ ml.saat) model denkliği geliştirilmiştir;Furfural Üretim Hızı= 6,04+ 0,33X1+ 0,62X2+ 0,31X3- 1,24X1X2+ 0,82X1X3 -0,88X12- 0,96X22-0,35X32Bilim Kodu : 912.1.023Anahtar Kelimeler : Pirina, furfural, sıvı özütlemesi, Box- Wilson YöntemiSayfa Adedi :72Tez Yöneticileri : Yrd. Doç. Dr. S. Ferda MUTLU