Aromatik bitkilerden uçucu yağ üretimi için buhar distilasyonu optimizasyonu
Optimization of steam distillation for essential oil production from aromatic plants
Yazar: SEDA ÇEVİK
Danışman: DOÇ. DR. SUNA ERTUNÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Ada çayı = Sage ; Aromatik bitkiler = Aromatic plants ; Foeniculum vulgare = Foeniculum vulgare ; Lamiaceae = Lamiaceae ; Laurus nobilis = Laurus nobilis ; Su damıtma = Water distillation ; Uçucu yağlar = Essential oils ; Çok kriterli optimizasyon = Multi criteria optimization

Özet:
Çalışmada, ülkemizde doğal olarak yetişmesi, yetiştirilmesinin devletçe desteklenmesi, aynı yöntemle
yağlarının üretilmesi sebebiyle adaçayı, defne, lavanta ve rezeneden buhar distilasyonuyla uçucu yağ
üretilmiştir. Öncelikle lavanta (Lavandula angustifolia) için maksimum üretim verimi ve ana etken madde
içeriği elde etmek üzere optimum işletme koşulları belirlenmiştir. Her bir bitkinin uçucu yağlarındaki ana
etken madde göz önünde bulundurulmuştur (lavantada linalool, adaçayı ve defnede 1,8-cineole, rezenede
trans-anethole). Ortogonal Faktöriyel Deney Tasarımıyla bitki ve su miktarının, işletim sıcaklığının ve
süresinin, verime ve etken madde içeriğine etkisi incelenmiştir. Belirlenen optimum koşullarda adaçayı
(Salvia officinalis), defne (Laurus nobilis), ve rezeneden (Foeniculum vulgare) uçucu yağ üretilerek verim
ve etken madde içeriği literatürdeki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Uçucu yağın verimi ve bileşimi, üretim
koşullarıyla değiştiğinden lavantadan su distilasyonu ve buhar distilasyonuyla yapılan uçucu yağ üretimleri
karşılaştırılmış, buhar distilasyonu için verim ve uçucu yağ içeriğinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir.
İşletme koşullarının inceleme aralığını belirlemek üzere sistem kısıtlamaları ve literatürdeki sonuçlar
değerlendirilmiştir. Deney tasarımına dayalı optimizasyon sonuçlarına göre bitki miktarı ve işletim
sıcaklığı azaldıkça verimin; su miktarı azaldıkça etken madde içeriğinin arttığı belirlenmiştir. Her iki yanıt
değişkenini maksimum yapan optimum koşullar 10 g bitki, 500 mL su, 50ºC ve 3 sa olarak belirlenmiş ve
bu koşullarda verim %66.7 (v/v) ve etken madde içeriği %45.1 olarak elde edilmiştir. Belirlenen optimum
koşullarda buhar distilasyonuyla adaçayı, defne ve rezeneden 3 tekrarlı uçucu yağ üretimi gerçekleştirilmiş,
verim değerleri sırasıyla; %65.5±10.3, %49.6±12.3 ve %41.7±23.9; etken madde içerikleri ise; %27.8±1.1,
%17.5±4.4 ve %84.6±11.0'dır. Sonuçlar değerlendirildiğinde; maksimum verim adaçayı ve lavanta,
maksimum etken madde içeriği adaçayı, lavanta ve rezene için bulunmuştur.

Abstract:
In the study, essential oil was produced by steam distillation from sage, laurel, lavender and fennel due to
the fact that it grows naturally in our country, its cultivation is supported by the state, and its oils are
produced with the same method. First of all, optimum operating conditions were determined for lavender
(Lavandula angustifolia) to obtain maximum production yield and main active ingredient content. The main
active ingredient in the essential oils of each plant has been considered (linalool in lavender, 1,8-cineole in
sage and laurel, trans-anethole in fennel). With the Orthogonal Factorial Experiment Design, the effect of
plant and water amount, operating temperature and time on yield and active ingredient content was
investigated. Yield and active ingredient content for produced essential oils from sage (Salvia officinalis),
laurel (Laurus nobilis), and fennel (Foeniculum vulgare) under specified optimum conditions were
compared with the results given in the literature. Since the yield and composition of the essential oil changes
with the production conditions, the essential oil productions made by water distillation and steam
distillation from lavender were compared and it was determined that the yield and essential oil content were
higher for steam distillation. System constraints and the results in the literature were evaluated to determine
the examination range of operating conditions. According to the optimization results based on experimental
design, as the plant amount and operating temperature decreased, the yield increased and as the amount of
water decreased, the active ingredient content increased. Optimum conditions that maximize both response
variables were determined as 10g plant, 500 mL water, 50ºC and 3 h, and under these conditions, the yield
was 66.7% (v / v) and the active ingredient content was 45.1%. At the determined optimum conditions
essential oil was produced from sage, laurel and fennel in 3 replications by steam distillation. The yield
values for these plants were respectively; 65.5±10.3%, 49.6±12.3% and 41.7± 23.9%; active ingredient
contents; 27.8±1.1%, 17.5±4.4% and 84.6±11.0%. When the results are evaluated; The maximum yield
was obtined for sage and lavender, the maximum active ingredient content for sage, lavender and fennel.