Terpenik içerikli bitkilerden uçucu yağ elde etme kinetiğinin kullanılan yöntemlere bağlı olarak araştırılması
Investigation of essential oil extraction kinetics from terpenic containing plants depending on the methods used
Yazar: RAHMAN İSKANDAROV
Danışman: PROF. DR. LUTFULLAH MUHAMMED SEVGİLİ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biberiye = Rosemary ; Damıtma = Distillation ; Uçucu yağlar = Essential oils ; Çözünürlük = Solubility ; Özütleme = Extraction

Özet:
Anayurdu Akdeniz havzası olan, ülkemizde Güney ve Batı Anadolu kıyı şehirlerinde yetişen, çokyıllık çalı görünüşlü bitki olan biberiyenin iki farklı coğrafyada üretilmiş, terpenle zengin türünün uçucu yağ içeriğini farklı yöntemlerle optimize ederek yüksek verim elde etmek hedeflenmiştir. Yapılan çalışmalarda buhar destilasyonu ve ev tipi mikrodalga ekstraksiyonu yöntemleri kullanılmış olup, tanecik boyutu, dolgu maddesi kullanımı ve bitkinin kuru ve belli oranda ıslatılmış olarak kullanımının verime etkileri araştırılmıştır. Ayrıca, farklı fonksiyonel gruplara sahip çözücüler ile bitkinin uçucu yağının ekstraksiyonunda elde edilen uçucu yağın komponentlerinin ve çözücünün çözünürlük parametreleri arasında nasıl bir ilişki bulunduğu da araştırılmıştır.
Elde edilen sonuçlara göre, kullanılan boyutlardan en iyi sonuç 650 mic boyuta kadar öğütülmüş biberiyelerden alınmıştır. Verimi arttırmak için biberiyeler rashig halkaları ile karıştırılmış en iyi sonuç her bir boyut için 150g dolgu maddesi kullanarak elde edilmiştir. Dolgu miktarının arttırılması ile verimin düştüğü gözlenmiştir. Elde edilen analiz sonuçlarına göre, Çanakkale biberiyesinde ağırlıklı olarak 1,8-Cineol (%24.27), α-Thujene (%21.51), Camphor (%11.38) ve Borneol (%9.84) bakımından zengin olup, Manisa biberiyesinde ise komponent dağılımı Çanakkale biberiyesine benzemekle birlikte kompozisyonların ağırlıklı olarak α-Thujene (%19.90), 1,8-Cineol (%13.79), Camphor (%12.19) ve Borneol (%8.52) bakımından zengin olduğu görülmüştür. Çözünürlük parametre değerleri 4 ayrı grup katkı modeli ile hesaplanmış, yapılan hesaplarda Van Krevelen-Hoftyzer metodunun kompozisyon ile uyumlu olduğu ortaya çıkmıştır. Buna göre, metanol ekstraktında %49.81 ile en yüksek kompozisyona sahip Estragol komponentinin çözünürlük parametresi değer inin metanolünkine en yakın olması beklenmektedir. Çözünürlük parametreleri farkına bakıldığında dispers komponente bağlı olan d değeri 0.11 olarak hesaplanmış olup bu değer diğer komponentlere kıyasla en düşük değerdir. Buradan da kompozisyon ile uyumlu olduğu ortaya çıkmaktadır. Benzer sonuç n-Hekzan ve n-Heptan için de elde edilmiştir. Ancak bu ekstraktlarda en yüksek kompozisyon p-Cymene komponentinde elde edilmiş olup, çözünürlük parametresi farkı da en düşük çıkmıştır. Bu da kompozisyon ile çözünürlük parametresi arasındaki uyumun göstergesidir.

Abstract:
It is aimed to obtain high yield by optimizing the essential oil content of the terpene-rich species produced in two different geographies of rosemary, which is a perennial shrub-like plant that grows in the coastal cities of Southern and Western Anatolia in our country, whose homeland is the Mediterranean basin. Steam distillation and domestic microwave extraction methods were used in the studies, and the effects of particle size, packing material and the use of the plant as dry and wet to a certain extent on yield were investigated. In addition, the relationship between the solvents with different functional groups and the components of the essential oil obtained in the extraction of the essential oil of the plant and the solubility parameters of the solvent was also investigated.
According to the results obtained, the best results from the sizes used were obtained from ground rosemary up to 650 mic. Rosemary mixed with rashig rings to increase yield was best achieved by using 150g of packing material for each size used. It was observed that the yield decreased with increasing the amount of packing material. According to the analysis results obtained, Çanakkale rosemary is predominantly rich in 1,8-Cineol (24.27%), α-Thujene (21.51%), Camphor (11.38%) and Borneol (9.84%), while the component distribution in Manisa rosemary is similar to Çanakkale rosemary. Although the compositions were similar, it was observed that the compositions were predominantly rich in α-Thujene (19.90%), 1,8-Cineol (13.79%), Camphor (12.19%) and Borneol (8.52%). 
The solubility parameter values were calculated with 4 different group additive models, and the Van Krevelen-Hoftyzer method was found to be compatible with the composition in the calculations. Accordingly, it is expected that the solubility parameter value of the Estragole component, which has the highest composition in methanol extract with 49.81%, will be closest to that of methanol. Considering the difference in solubility parameters, the d value depending on the disperse component was calculated as 0.11 and this value is the lowest value compared to the other components. From here, it turns out that it is compatible with the composition. Similar results were obtained for n-Hexane and n-Heptane. However, in these extracts, the highest composition was obtained in the p-Cymene component, and the difference in solubility parameters was the lowest. This is an indication of the compatibility between the composition and the solubility parameter.