Işınlanmış lignoselülozların suda ve rumen sıvısında çözünebilir ürünlere radyoliz kinetiği

Lignoselülozik maddelerin ham madde ve ruminant yemi olarak kullanıldığı biyoteknolojik ve biyolojik proseslerde düşük olan biyohidrolizinin artırılması amacıyla ışınlama ön işlemiyle radyolitik depolimerizasyona uğratılan substraün suda ve rumen sıvısında çözünebilen ürünlere ayrışma kinetiği analiz edildi. Karakteristik lignoselüloz substratı olarak kullanılan buğday samanı 20°C de % 6,6 optimum radyolitik denge neminde 1,8 kGy/st doz hızındaki Cs-137 gama ışınlama kaynağında 0-2,5 MGy dozlarda ışınlandıktan sonra suda ve in situ rumen sıvısında çözünebilen fraksiyonları gravimetrik yöntemle tayin edildi. Bu verilerle lignoselülozlann çözünebilen fraksiyonlara radyolizi için bir reaksiyon mekanizması önerildi. Bu mekanizmaya dayanarak çıkarılan reaksiyon hız eşitliklerinden lignoselülozların doza bağımlı olarak suda/rumen sıvısında çözünebilen ürünlere radyoliz kinetiği çıkarıldı. Bu kinetikle tanımlanan suda ve rumen sıvısında çözünebilen ürünlere radyoliz için eşik dozları 80,6 kGy ve 186,0 kGy; fraksiyonel radyolitik ayrışma verimleri ise 0,193 $MGy^{-1}$ ve 0,251 $MGy^{-1}$ olarak bulundu. Geliştirilen kinetik modelin lignoselülozların biyohidrolizinin ışınlama ön işlemiyle artırılması için tasarlanacak proseslerde kullanılabileceği vurgulandı.

Kinetics of radiolysis of irradiated lignocelluloses into soluble products in water and rumen liquid

In order to increase the low biohydrolysis of lignocelluloses in biotechnological and biological processes where these materials are used as raw materials and ruminant feed, the substrates were pretreated with irradiation to induce radiolytic depolymerisation and then kinetics of their radiolysis into soluble products in water and rumen liquid were analyzed. Wheat straw used as a representative lignocellulosic substrate was irradiated at 0-2.5 MGy doses at 20°C with an optimum equilibrum humidity of 6.6% in Cs-137 gamma irradiator with adose rate of 1.8 kGy/h, and soluble fractions in water and in situ rumen liquid were determined gravimetrically. Based on these data, a reaction mechanism was proposed for the radiolysis of lignocelluloses into soluble fractions. From the corresponding reaction rate equations with this mechanism a dose dependent kinetics was derived for the radiolysis of lignocelluloses into water/rumen liquid-soluble products. Defined by this kinetics, the threshold doses for the radiolysis of the substrate into water/rumen liquid-soluble products were respectively found 80.6 kGy and 186.0 kGy, and fractional radiolytic decomposition yields 0.193 $MGy^{-1}$ and 0.251 $MGy^{-1}$. It was emphasized that developed kinetic models may be used for the process design of irradiation pretreatments to improve the biohydrolysis of lignocelluloses.

___