Lignoselülozik biyokütlenin yüksek basınçlı sıcak su ile hidrolizi ve elde edilen ligninden aerojel üretimi

Zeytin pirinası ülkemizin de içinde yer aldığı Akdeniz ülkelerinde büyük miktarlarda açığa çıkan önemli bir lignoselülozik biyokütle kaynağıdır. Uzun yıllardır zeytinyağı üretim prosesi atığı olarak görülen pirinanın değerlendirilmesi yakılarak ısı enerjisinden yaralanmanın ötesine geçememiştir. Bu tez çalışması kapsamında zeytin pirinasının sürdürülebilir biyorafineri yaklaşımıyla katma değeri yüksek ürünlere dönüşüm potansiyelinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda pirinadan protein ekstraksiyonu, hidroliz ile şekerlerin eldesi ve arda kalan ligninden aerojel üretim işlemleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında çözgen ve reaksiyon ortamı olarak yüksek basınçlı sıcak su kullanılmış ve belirli bir sıra içerisinde ardışık ekstraksiyon ve hidroliz prosesleri kullanılarak protein, şeker ve lignin gibi katma değeri yüksek ürünlerin eldesi hedeflenmiştir. İlk olarak pirinadan protein ekstraksiyonu yüksek basınçlı su ile gerçekleştirilmiş ve akış hızı, sıcaklık ve sürenin ekstraksiyon verimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ardından proteini alınmış pirina yüksek basınçlı su ile ön işleme tabi tutulmuştur. Bu basamak için proses parametreleri sıcaklık, akış hızı ve hidroliz süresi olarak belirlenmiştir. Ön işleme tabi tutulan pirinanın enzimatik hidrolizi yüksek basınçlı reaktör içerisinde gerçekleştirilmiş ve kullanılan enzim kokteylinin içeriği, katı/sıvı oranı ve hidroliz süresinin enzimatik hidrolizin verimi üzerindeki etkisi incelenmiş olup hidroliz verimini % 95.23 oranında artırdığı belirlenmiştir. Her bir basamağın optimizasyonu belirtilen parametreler için Box-Behnken deney tasarımı kullanılarak birbirinden bağımsız olarak gerçekleştirilmiştir. Tüm basamaklar için istatistiksel olarak anlamlı modeller elde edilirken her bir parametrenin proses verimi üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Protein ve şekerlerin eldesinden sonra arda kalan ligninin organik aerojellerin üretiminde öncül madde olarak kullanılma potansiyeli araştırılmıştır. Bu çalışma model lignoselülozik biyokütle olan pirinanın biyorafineri yaklaşımıyla yüksek basınçlı sistemler kullanılarak değerlendirildiği ve proses basamaklarının istatistiksel olarak optimize edildiği ilk çalışmadır.