Sakız üretim atıklarının biyoetanol üretiminde değerlendirilmesinin incelenmesi
Investigation of the evaluation of chewing gum production wastes in bioethanol production
Yazar: DİDEM YÜCEŞEN SERBEST
Danışman: PROF. DR. SÜHEYLA ÇEHRELİ ; DOÇ. DR. NİLAY BAYLAN GÜLSOY
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Tüm dünyada, gıda sektöründe hızlı tüketim ürünlerine (FMCG) ilgi sürekli olarak artmaktadır. Başta çocuklar ve gençler olmak üzere her yaştan insanın tercih ettiği keyifli ve eğlenceli atıştırmalıklar grubunda yer alan sakız, gıda sektöründe en çok tüketilen ürünlerin başında gelmektedir. Dikkat çekici üretimi ve ana bileşenleri nedeniyle, sakız atıkları biyoetanol üretimi için alternatif bir şeker kaynağı olma potansiyeline sahiptir. Bu tez çalışması ile hammadde kaynağı olarak hem bir gıda üretim atığı kullanılmış, hem de çevre dostu, yenilenebilir ve sürdürülebilir bir ürün olan biyoetanole dönüşümü değerlendirilmiştir.  Sakız atıklarından biyoetanol üretimini değerlendirmek için öncelikle şeker ekstrakte edilmiştir ve farklı koşullar altında doğrudan etanole fermente edilmiştir. Ekstrakte edilen şeker miktarı yüksek basınçlı sıvı kromatografisi (refraktif indeks dedektörü) kullanılarak tespit edilmiştir. Maya olarak Saccharomyces cerevisiae (yaş ve kuru) ve Saccharomyces bayanus kullanılmıştır. Optimal fermantasyon ortamını belirlemek için, bir yanıt yüzey metodolojisi (RSM) çalışması kullanılmıştır ve agar, pepton ve glukoz (APG ortamı) konsantrasyonları gibi fermantasyon ortamı değişkenleri test edilmiştir. Fermantasyon sonucu elde edilen biyoetanol miktarı gaz kromatografisi (alev iyonizasyon dedektörü) analitik cihazı kullanılarak tespit edilmiştir. Elde edilen maksimum biyoetanol veriminin elde edildiği APG ortamı 5 g/L agar, 10 g/L pepton ve 5 g/L glikoz olarak belirlenmiştir. Optimum APG ortamında en yüksek etanol verimi Saccharomyces cerevisiae (yaş) mayası kullanılarak 72 saat sonra 9.14 g etanol/L şekerli çözelti olarak elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, sakız atıklarının biyoetanol üretimi için potansiyel bir kaynak olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Interest in fast moving consumer goods (FMCG) in the food industry is constantly growing all over the world. Chewing gum, which is in the group of pleasant and entertaining snacks preferred by people of all ages, especially children and young people, is one of the most consumed products in the food sector. Due to its remarkable production and the major components, chewing gum waste has potential as an alternative sugar source for bioethanol production. In this thesis study, both food production waste used as a raw material, and its conversion to bioethanol, an environmentally friendly, renewable and sustainable product, was evaluated. To evaluate bioethanol production from chewing gum wastes, the sugar was first extracted, and it was directly fermented into ethanol under different conditions. The amount of extracted sugar was determined by using high-pressure liquid chromatography (refractive index detector). Saccharomyces cerevisiae (fresh and dry), and Saccharomyces bayanus were used as the yeast. In order to determine the optimal fermentation medium, a response surface methodology (RSM) study employed and the fermentation medium variables were tested such as agar, pepton, and glucose (APG medium) concentrations. The amount of bioethanol obtained because of fermentation was determined by using gas chromatography (flame ionization dedector) analytical equipment. The APG medium in which the maximum bioethanol yield obtained was determined as 5 g/L agar, 10 g/L peptone, and 5 g/L glucose. The highest ethanol yields under optimal APG medium were obtained as 9.14 g ethanol/L solution containing sugar after 72 h by using Saccharomyces cerevisiae (fresh). The obtained results showed that chewing gum wastes can be utilized a potential source for the bioethanol production.