Zeytin pirinası katalitik piroliz yağından fenol ve fenolik bileşiklerin geri kazanım potansiyelinin belirlenmesi
Determination of the recovery potential of phenol and phenolic compounds from olive pomace catalytic pyrolysis oil
Yazar: HATİCE KARAGÖZ
Danışman: PROF. DR. ESRA YEL
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Damıtma = Distillation ; Fenoller = Phenols ; Piroliz = Pyrolysis ; Özütleme = Extraction

Özet:
Zeytin pirinasının (OP) pirolizi sonucu elde edilen piroliz yağı yüksek fenol (FNL) ve fenolik bileşen (TFB) içeriğine sahiptir ve bunların geri kazanımı ekonomik kazancı, geri dönüşümü ve çevresel kirliliği önlemeyi sağlamaktadır. Fenol ve fenolik bileşikleri çevreye atıldığında önemli çevre kirleticisi olarak ekosistemde ciddi zararlara yol açarken geri kazanıldığında farmasötik, nutrosötik, gıda, kozmetik gibi farklı sektörlerde ekonomik bir değere dönüştürülmüş ve aynı zamanda sebep olacağı çevresel zararların telafisinin maliyeti de ortadan kaldırılmış olacaktır. OP pirolizi ile enerji ve başka ham maddelerin üretiminde kullanılabilen katı, sıvı ve gaz ürünler elde edilmekedir. Bu çalışmada farklı koşullarda ve mermer çamuru katalizörlüğünde elde edilmiş olan OP piroliz yağından FNL ve TFB kazanımı için sıvı-sıvı ekstraksiyon (SSE), distilasyon (CLD) ve bunların kombinasyonu ayrı ayrı uygulanmıştır. Ön çalışmada sıcaklık, süre ve solventler değişken olarak kullanılmış, optimum verim sağlanan değişkenler farklı piroliz koşulları ürünü piroliz yağına uygulanılmıştır. Folin-Ciocalteu metodu ile TFB ve 4-Aminoantipyrine metoduyla FNL tayini yapılmıştır. En verimli değişken ve piroliz şartlarının verim üzerinde etkisi irdelenerek en yüksek kazanım potansiyeli 500°C+%40K ve 600°C+%40K koşullarına sahip piroliz yağlarında bulunmuş ve bu yağlara kombine sistem hem SSE+CLD, hem de CLD+SSE sıralamasında uygulanmıştır. Kombine sistemde toplam FNL kazanımı SSE+CLD işleminde daha yüksek bulunmuştur. Her 100 gram OP pirolizinden 500 ve 600°C'de elde edilmiş yağlar için sırasıyla 74,4 mg ve 94,8 mg FNL kazanımı sağlanabilecektir. TFB kazanımı CLD+SSE işleminde daha yüksek bulunmuştur (22,6 ve 17,7 mg TFB/100g OP). GC-MS taramaları ile safsızlık olarak bulunan bileşenler de fenol ile ortak kullanım alanına sahip bileşenlerdir. Kombine sistem atığı niteliğindeki kalıntı ürünlerde tespit edilen yüksek antioksidan özelliği ile bunların da bir atık oluşturmadığı, farklı alanda değerlendirilebileceği ortaya konulmuştur. Böylelikle bu çalışma ile piroliz yağından sıfır atıklı üçüncü nesil çözüm üretilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Distilasyon, ekstraksiyon, fenol, piroliz yağı

Abstract:
The pyrolysis oil obtained as a result of the pyrolysis of olive pomace (OP) has high phenol (PNL) and phenolic component (TPC) content, and their recovery provides economic gain, recycling and prevention of environmental pollution. While phenol and phenolic compounds cause serious damage to the ecosystem as important environmental pollutants, when they are recovered, they will be transformed into an economic value in different sectors such as pharmaceuticals, nutraceuticals, food and cosmetics, and at the same time, the cost of compensation for environmental damage will be eliminated. As a result of OP pyrolysis, solid, liquid and gaseous products are obtained they can be used in the production of energy and other raw materials. In this study, liquid-liquid extraction (LLE), distillation (CLD) and their combination were applied separately for the recovery of PNL and TPC from OP pyrolysis oil obtained under different conditions and with marble sludge catalyst. In the preliminary study, temperature, time and solvents were used as variables, and the variables with optimum efficiency were applied to the pyrolysis oil product of different pyrolysis conditions. TPC was determined by Folin-Ciocalteu method and PNL was determined by 4-Aminoantipyrine method. By examining the effect of the most efficient variable and pyrolysis conditions on yield, the highest recovery potential was found in pyrolysis oils obttained at 500°C+40%K and 600°C+40%K conditions, and the combined system was applied to these oils in both LLE+CLD and CLD+LLE sequence. Total PNL recovery in the combined system was higher in the LLE+CLD procedure. For oils obtained at 500 and 600°C from each 100 grams of OP pyrolysis, 74,4 mg and 94,8 mg of PNL can be recovered, respectively. TPC recovery was higher in the CLD+LLE treatment (22,6 and 17,7 mg TPC/100g OP). Components found as impurities by GC-MS scans are also components that have common use with phenol. It has been revealed that with the high antioxidant properties detected in the residual products of combined system waste, they do not create a waste and can be evaluated in different areas. Thus, with this study, a zero-waste third generation solution was produced from pyrolysis oil.

Keywords: Distillation, extraction, phenol, pyrolysis oil