Ksilozun raney nikel katalist varlığında katalitik hidrojenasyonu ile ksilitol eldesi
Obtaining xylitol by catalytic hydrogenation of xylose in thepresence of raney nickel catalyst
Yazar: NUR BELİZ DÖĞER
Danışman: PROF. DR. OSMAN KOLA
Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Ksilitol, düşük kalorili ve beş karbonlu bir tatlandırıcıdır. Düşük glisemik indeksi (GI), diş
çürümesine neden olmaması ve ağızda oluşturduğu ferahlık etkisiyle sakız ve şekerleme başta
olmak üzere birçok gıda uygulamasında kullanılan bir polioldür. Ksilitol üretiminde en yaygın
yöntemlerden biri ksilozun katalitik hidrojenasyonudur. Bir pentoz şekeri (5 C'lu şeker) olan
ksiloz ise biyokütle kaynaklarında bulunan hemiselüloz içeriğinden üretilir.
Tez çalışmasında ksiloz hammaddesi kullanılarak basınçlı reaktörde ksilitol üretim verimi
1 litrelik laboratuvar tipindeki basınçlı reaktör ve gaz kontrol sistemiyle takip edilmiştir.
Basınç, sıcaklık, katalist miktarı ve hammadde konsantrasyonuna göre reaksiyon verimi
incelenmiştir. Değerlendirmeler sonucunda elde edilen verilere göre katalizör olarak kullanılan
raney nikel miktarı ksilitol dönüşümüne en fazla etki eden parametredir. Belirlenen parametre
aralıklarına göre incelendiğinde optimum ksilitol üretim koşullarının; 40 bar hidrojen basıncı,
%25 ksiloz konsantrasyonu, 40 g Raney nikel katalist ve 140°C sıcaklıkta elde edildiği, buna
göre ksilitol üretiminin %86.6±0.2 ve ksiloz dönüşümünün %98.35±0.2 olduğu saptanmıştır.
Bu tez çalışmasında ksilitol verimine etki eden bir diğer parametrenin ise karıştırma hızı olduğu
tespit edilmiştir. Karıştırma hızının 400 rpm'den 800 rpm'e yükseltilmesi ile reaksiyonun daha
hızlı gerçekleştiği ve reaksiyon süresinin kısaldığı, ksilitol veriminin de %98'e ulaştığı HPLC
analizi ile belirlenmiştir.

Abstract:
Xylitol is a low-calorie, five-carbon sweetener. It is a polyol used in various food applications,
primarily in gum and confectionery, due to its low glycemic index (GI), non-cariogenic
properties, and refreshing effect in the mouth. One of the most common methods for xylitol
production is the catalytic hydrogenation of xylose. Xylose, a pentose sugar (5-carbon sugar),
is derived from the hemicellulose content of biomass sources.
In this thesis, xylitol production yield was monitored using a 1-liter laboratory-scale pressurized
reactor and gas control system with xylose as the raw material. The reaction yield was examined
concerning pressure, temperature, catalyst amount, and raw material concentration. Based on
the evaluation results, it was found that the amount of Raney nickel used as the catalyst was the
most influential parameter on xylitol conversion. Within the specified parameter ranges, the
optimum conditions for xylitol production were determined to be 40 bar hydrogen pressure,
25%xylose concentration, 40 g catalyst, and a temperature of 140°C. Under these conditions,
xylitol production was 86.6±0.2% and xylose conversion was found to be 98.35±0.2%. In the
thesis study, it was determined that another parameter affecting the xylitol yield was the stirring
speed. It was determined by HPLC analysis that increasing the reaction speed from 400 rpm to
800 rpm shortened the reaction time and the xylitol yield reached 98%