Ayçiçeği tohum kabuğu hemiselüloz hidrolizatının alkole fermentasyon koşullarının ve kinetiğinin incelenmesi
Investigated of sunflower seed hulls hemicellulose hydrolysate fermentation conditions and kinetic to the alcohol
Yazar: MÜJGAN TELLİ OKUR
Danışman: PROF. DR. NURDAN SARAÇOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Ayçiçeği tohum kabukları = Sunflower seed hulls ; Etanol = Ethanol ; Fermentasyon = Fermentation ; Hemiselüloz = Hemicellulose

Özet:
AYÇİÇEĞİ TOHUM KABUĞU HEMISELÜLOZ HİDROLİZATININ ALKOLE FERMANTASYON KOŞULLARININ VE KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Müjgan TELLİ OKUR GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Aralık 2003 ÖZET Bu çalışmada, ayçiçeği tohum kabuğundan elde edilen hemiselüloz hidrolizatının Pichia stipitis mayası ile etil alkol üretiminde kullanım olanakları araştırılmıştır. Bu amaçla, Antakya yöresinden temin edilen sıkım artığı olan ayçiçeği tohum kabukları 90°C'de 0,7 M H2S04 ile 1/5 katı/sıvı (g/mL) oranında hidroliz edilmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, hidrolizata uygulanan farklı zehir giderici ön işlemlerin hidrolizatın fermente edebilme özelliğine etkileri incelenmektedir. Ayrıca Pichia stipitis mayası hidrolizata adapte edilerek, adaptasyon işleminin etkisi incelenmiştir. 30°C'de çalkalamalı kaplarda yapılan fermantasyon deneyleri CaO île aşırı titrasyon+sodyum sülfit ilavesi ön işlemi görmüş hidrolizat ile gerçekleştirilen fermantasyonun performansının diğerlerine oranla daha iyi olduğu görülmüştür. Bu bölümde elde edilen en yüksek alkol konsantrasyonu 8,51 g/L olup, bu alkol konsantrasyonu mikroorganizma adaptasyonu ön işlemi görmüş hidrolizatın fermantasyonu ile 9,51 g/L'ye yükselmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, başlangıç pH ve çalkalama hızının ayçiçeği kabuğu hemiselülozik hidrolizatının alkole fermantasyonuna etkileri de 30°C'de çalkalamalı kap deneyleri ile araştırılmıştır. En yüksek alkol konsatrasyonu 11 g/L değerine 48g/L toplam indirgen şeker içerenhidrolizattan başlangıç pH'ı 6'da ve 100 rpm karıştırma hızında ulaşılmıştır. Bu değere karşılık gelen alkol verimi 0,32 g/g, alkol üretim hızı ise 0,065 g/Lsaat'dir. Çalışmanın son bölümünde, küçük ölçekli bir fermentör kabında ayçiçeği hîdrolizatınm fermantasyonu pH kontrolü yapılmaksızın incelenmiştir. Hava akış hızının fermantasyon üzerine etkisi araştırılmıştır. Fermantasyon kinetiğini tanımlamak için Monod tipi eşitliklerden faydalanılmıştır Bilim Kodu : 603.02.01 Anahtar Kelimeler :Ayçiçeği kabuğu hidrolizatı, etil alkol, fermantasyon, Pichia stipitis. Sayfa Adedi :181 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Nurdan SARAÇOĞLU

Abstract:
Ill INVESTIGATED OF SUNFLOWER SEED HULLS HEMICELLULOSE HYDROLYSATE FERMENTATION CONDITIONS AND KINETİCS TO THE ALCOHOL ( M. Sc. Thesis ) Müjgan TELLİ OKUR GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY December 2003 ABSTRACT In this study, the potential use of hemicellulosic hydrolysate derived from sunflower seed hulls in the ethyl alcohol production with Pichia i stipitis yeast was investigated. For this purpose, the seed hulls pressed baggase obtained from Antakya region was hydrolyzed with sulfuric acid (0.7 M) at 90°C having 1/5 solid/liquid (g/mL). In the first part of the study, the influence of various pretreatments of hydrolysate to reduce toxicity on the fermentability of hydrolysate was investigated. Beside these, Pichia stipitis yeast was adapted to hydrolysate and the effect of adaptation was studied. Fermentation experiments performed in shaking flasks at 30°C indicated that overliming with CaO+Na2S03 addition as pretreatment prior to fermentation improved the fermentation performance of hydrolysate better than the other methods. In the second part of the study, the effects of initial pH and shaking rate were studied in shaking bath experiments at 30°C. The highest alcohol level 11 g/L was achieved at initial pH of 6 and 100 rpm shaking rate from a hydrolysate containing 48 g/L reducing sugar. The alcohol yield and alcohol production rate were 0.32 g/g and 0.065 g/L hour, respectively. In the last part of the study, the fermentation of sunflower seed hulls hydrolysate was carried out in a small scale fermentor set-upIV at 30°C without any pH control. The influence of air flow rate was investigated. To represent the fermentation kinetics, Monod type equations were tested. Science Code : 603.02.01 Key Words :Sunflower seed hulls hydrolysate, Ethyle Alcohol, Fermentation, Pichia stipitis. Page Number :181 Thesis Supervisor : Prof. Dr. Nurdan SARAÇO?LU