Selülozun enzimli hidroliz yoluyla glukoza dönüştürülmesi ve tepkime kinetiğinin incelenmesi
Conversion of cellulose to glucose by enzymatic hydrolysis and investigation of the reaction kinetics
Yazar: SOLMAZ AKMAZ
Danışman: PROF.DR. İSMET GÜRGEY ; Y.DOÇ.DR. MUZAFFER YAŞAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2001
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Enzimler = Enzymes ; Hidroliz = Hydrolysis ; Reaksiyon kinetiği = Reaction kinetics ; Selüloz = Cellulose

Özet:
ÖZET Selülozun Enzimli Hidroliz Yoluyla Glukoza Dönüştürülmesi ve Tepkime Kinetiğinin İncelenmesi Orman, tarımsal ve evsel atıklar önemli miktarda selüloz içerirler. Selülozun kristalin yapısından dolayı selülozlu maddeler ön hidrolizden geçirmeden enzimle doğrudan şekere dönüştürülemezler. Bu çalışmanın amacı, model bileşik olarak saf a-selüloz kullanılarak biyolojik atıkların (selülozlu maddelerin) şekere dönüştürülmesi üzerine yüksek sıcaklıkta su ile hidrolizinin etkisini incelemektir. Saf selülozun su ile hidrolizi ve sonraki işlem olarak Trichoderme reesei selülaz ile şekere dönüştürülmesi incelenmiştir. Öncelikle selüloz 10 mL çelik kesikli bir reaktörde 180, 190, 205, 220 °C lerde 1-6 saat lik sürelerde suyla hidroliz edilmiştir. Süzülerek sıvı kısmından ayrılmış olan kalıntı madde miktarlarının değişimlerinden yararlanarak selülozun su ile hidrolizi için reaksiyon hız sabitleri ve aktivasyon enerjisi değeri hesaplanmıştır. Bir sonraki işlem olarak enzimli hidrolizde 220 °C de 4 saat süreyle su ile ön hidrolizi gerçekleştirilen reaksiyon ürünleri kullanılarak 1 L lik reaksiyon kabında 350 devir/dakika karıştırma hızında 30, 40, 50, 60 °C sıcaklıklarda, 20 saate kadar süren tepkime sürelerinde çalışılmıştır. Ortam pH'ı 4.7 olarak 0.1 M sodyum asetat tampon çözeltisiyle ayarlanmıştır. Deneysel sonuçlar selülozlu maddelerin su ile hidrolizi ve enzimli tepkime hakkında önemli bilgiler vermiştir. VI

Abstract:
SUMMARY Conversion of Cellulose to Glucose by Enzymatic Hydrolysis and Investigation of The Reaction Kinetics Biomass such as forestal, agricultural and domestic wastes contain an important amount of cellulose. Due to the crystalline structure of cellulose, the cellulosic biomass cannot be readily saccharifed by enzymes without pretreatment. The aim of this study was investigating the effect of high temperature hydrolysis on the saccharification of bioamass by using pure ct-cellulose as a model compound. Hydrolysis of pure a- cellulose and its subsequent saccharification by Trichoderma reesei cellulases was investigated. Firstly, the cellulose was hydrolyzed in a 10 mL stainless batch-reactor at 180,190, 205 and 220 °C up to 6 hours. Solid and dissolved fractions were seperated by filtration. Amount of residual solid fractions was used to calculate the reaction rate constants and the activation energy for hydrolysis of cellulose at high temperatures by water. The reaction products obtained at 220 °C and 4 hours were subjected to a further enzymatic hydrolysis in 1 L flasks at 30, 40, 50, 60 °C agitated at 350 rpm up to 20 hours. The pH was adjusted to 4.7 pH with 0. 1 M sodium acetate buffer. Experimental results provided insight into hydrolysis of high temperatures by water and enzymatic reaction of cellulosic biomass. VII