Şanlıurfa Ekolojik Koşullarında Farklı Tatlı Sorgum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) Genotiplerinin Lignoselülozik Biyoetanol Verimleri

Yenilenebilir enerji kaynağı olarak birim alanda yüksek biyokütle verimine sahip olan, birinci derecede gıda amaçlı olarak tüketilmeyen veya çok amaçlı olarak kullanılabilen ürünlerin kullanımı gıda güvenliği açısından büyük önem arz etmektedir. Bu amaçla, tuzlu-alkali topraklarda yetişebilen, kuraklığa ve kısa süreli su baskınlarına toleranslı, geniş adaptasyon yeteneğine sahip olan tatlı sorgum bitkisi lignoselülozik biyoetanol hammaddesi olarak son yıllarda oldukça önem kazanmıştır. Bu çalışmanın amacı, tohumu yurtiçi ve yurtdışı kaynaklardan temin edilen, Şanlıurfa ili ekolojisinde ikinci ürün koşullarında yetiştirilen 21 farklı tatlı sorgum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) genotipinin lignoselülozik biyoetanol verimini teorik olarak belirlemektir. Çalışmada lignoselülozik biyoetanol hammaddesi olarak bitki özsuyu alınan tatlı sorgum posaları kullanılmıştır. Posaların selüloz ve hemiselüloz içeriği belirlenmiş ve biyoetanole dönüşüm oranlarından faydalanılarak dekara elde edilebilecek lignoselülozik biyoetanol miktarı hesaplanmıştır. Elde edilen verilere göre en yüksek verim UNL-Hybrid-3 (805.5 L/da), Theis (766.5 L/da), Smith (698.1 L/da) genotiplerinden elde edilmiştir. Benzinin oktanını artırmak, sera gazı emisyonu ve benzin ithalatını azaltmak gibi sorunları çözmek için, Şanlıurfa ekolojik koşullarında bu üç genotipin lignoselülozik biyoetanol üretimi amaçlı olarak yetiştirilmesi ve yaygınlaştırılması önerilmektedir.

Lignocellulosic Bioethanol Efficiency of Different Sweet Sorghum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) Genotypes in Şanlıurfa Ecological Conditions

The use of products with high biomass yield per unit area as a renewable energy source, which are not consumed primarily for food purposes or can be used for multi-purposes, is of great importance in terms of food safety. For this purpose, sweet sorghum plant, which can grow in salty-alkaline soils, tolerant to drought and short-term floods, and has wide adaptability, has gained importance as a lignocellulosic bioethanol raw material in recent years. The aim of this study is to theoretically determine the lignocellulosic bioethanol yield of 21 different sweet sorghum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) genotypes grown under second crop conditions in the ecology of Şanlıurfa province, obtained from domestic and foreign sources. In the study, sweet sorghum pulp from plant sap was used as lignocellulosic bioethanol raw material. The cellulose and hemicellulose contents of the pulp were determined and the amount of lignocellulosic bioethanol that could be obtained per decare was calculated by using the bioethanol conversion rates. According to the data obtained, the highest yield was obtained from UNL-Hybrid-3 (805.5 L/da), Theis (766.5 L/da), Smith (698.1 L/da) genotypes. In order to solve problems such as increasing the octane of gasoline, reducing greenhouse gas emissions and gasoline imports, it is recommended that these three genotypes be cultivated and disseminated for lignocellulosic bioethanol production in Şanlıurfa ecological conditions.

___

  • Aksoy, M., Çelik, A., Dok, M., Yücel, C., & Aydin, K. (2023). Determination of Cellulosic Bioethanol Yield of Sweet Sorghum Genotypes Grown Under Cukurova Conditions. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(1), 61-70. https://doi.org/10.33462/jotaf.1065433
  • Almodares, A., & Sepahi, A. (1996). Comparison among sweet sorghum cultivars, lines and hybrids for sugar production. Annals of Plant Physiology, 10, 50-55.
  • Almodares, A., Hotjatabady, R. H., & Mirniam, E. (2013). Effects of drought stress on biomass and carbohydrate contents of two sweet sorghum cultivars. Journal of Environmental Biology, 34(3), 585.
  • Almolares, A., Abdy, M., Somani, R. B., & Jilani, S. K. (1999). Comparative study of sorghum sudangarass hybrids and lines for forage. Annals of Plant Physiology, 13(1), 6-10.
  • Anonymous, (2003). 2002 Su Yılı Hidrometeorolojik Rasat Verileri. Şanlıurfa- Harran Ovası. Köy Hizmetleri Şanlıurfa Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları.
  • Atalay, İ., & Mortan, K. (2006). Türkiye Bölgesel Coğrafyası, İnkılâp Kitabevi. 3. Baskı, s.585-620 Ankara-Turkiye.
  • Badger, P. C. (2002). Ethanol from cellulose: a general review. Trends in new crops and new uses, 14, 17-21. https://www.hort.purdue.edu/newcrop/ncnu02/pdf/badger.pdf
  • Balat, M., & Balat, H. (2009). Recent trends in global production and utilization of bio-ethanol fuel. Applied energy, 86(11), 2273-2282. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.03.015
  • Barcelos, C. A., Maeda, R. N., Santa Anna, L. M. M., & Pereira Jr, N. (2016). Sweet sorghum as a whole-crop feedstock for ethanol production. Biomass and Bioenergy, 94, 46-56. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2016.08.012
  • Batog, J., Frankowski, J., Wawro, A., & Łacka, A. (2020). Bioethanol production from biomass of selected sorghum varieties cultivated as main and second crop. Energies, 13(23), 6291. https://doi.org/10.3390/en13236291
  • Billa, E., Koullas, D. P., Monties, B., & Koukios, E. G. (1997). Structure and composition of sweet sorghum stalk components. Industrial Crops and Products, 6(3-4), 297-302. https://doi.org/10.1016/S0926-6690(97)00031-9
  • Burešová, I., & Hřivna, L. (2011). Effect of wheat gluten proteins on bioethanol yield from grain. Applied Energy, 88(4), 1205-1210. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.10.036
  • Chiaramonti, D., Grassi, G., Nardi, A., & Grimm, H. P. (2004). ECHI-T: large bio-ethanol project from sweet sorghum in China and Italy. Energia Trasporti Agricoltura, Florence, Italy.
  • Cifuentes, R., Bressani, R., & Rolz, C. (2014). The potential of sweet sorghum as a source of ethanol and protein. Energy for Sustainable Development, 21, 13-19. https://doi.org/10.1016/j.esd.2014.04.002
  • de Almeida, L. G. F., da Costa Parrella, R. A., Simeone, M. L. F., de Oliveira Ribeiro, P. C., dos Santos, A. S., da Costa, A. S. V., ... & Schaffert, R. E. (2019). Composition and growth of sorghum biomass genotypes for ethanol production. Biomass and bioenergy, 122, 343-348. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2019.01.030
  • Dinç, U., Şenol, S., Satın, M., Kapur, S., Güzel, N., Derici, R., ... & Kara, E. E. (1988). Güneydoğu Anadolu Toprakları (GAT), I. Harran Ovası, TÜBİTAK, TOAG, 534.
  • Dolciotti, I., Mambelli, S., Grandi, S., & Venturi, G. (1998). Comparison of two sorghum genotypes for sugar and fiber production. Industrial Crops and Products, 7(2-3), 265-272. https://doi.org/10.1016/S0926-6690(97)00057-5
  • Frankowski, J., Wawro, A., Batog, J., Szambelan, K., & Łacka, A. (2022). Bioethanol Production Efficiency from Sorghum Waste Biomass. Energies, 15(9), 3132. https://doi.org/10.3390/en15093132
  • Ganesh Kumar, C., Fatima, A., Srinivasa Rao, P., Reddy, B. V., Rathore, A., Nageswar Rao, R., ... & Kamal, A. (2010). Characterization of improved sweet sorghum genotypes for biochemical parameters, sugar yield and its attributes at different phenological stages. Sugar Tech, 12, 322-328. https://doi.org/10.1007/s12355-010-0045-1
  • Gnansounou, E., Dauriat, A., & Wyman, C. E. (2005). Refining sweet sorghum to ethanol and sugar: economic trade-offs in the context of North China. Bioresource technology, 96(9), 985-1002.
  • Guimarães, C. C., Simeone, M. L. F., Parrella, R. A., & Sena, M. M. (2014). Use of NIRS to predict composition and bioethanol yield from cell wall structural components of sweet sorghum biomass. Microchemical Journal, 117, 194-201.
  • Gyalai-Korpos, M., Feczak, J., & Reczey, K. (2008). Sweet sorghum juice and bagasse as a possible feedstock for bioethanol production. Hungarian Journal of Industry and Chemistry. https://doi.org/10.1021/ef900317s
  • Kaplan, M., Aydin, S., & Fidan, M. S. (2009). Geleceğin alternatif enerji kaynağı biyoetanolün önemi ve sorgum bitkisi. KSU Journal of Engineering Sciences, 12(1), 24-33.
  • Kutlu, H. R. (2008). Yem değerlendirme ve analiz yöntemleri (Ders notu). Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü, Adana, 20.
  • Lal, R. (2008). Crop residues as soil amendments and feedstock for bioethanol production. Waste management, 28(4), 747-758. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2007.09.023
  • Marx, S., Ndaba, B., Chiyanzu, I., & Schabort, C. (2014). Fuel ethanol production from sweet sorghum bagasse using microwave irradiation. Biomass and Bioenergy, 65, 145-150. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.11.019
  • Murray, S. C., Rooney, W. L., Hamblin, M. T., Mitchell, S. E., & Kresovich, S. (2009). Sweet sorghum genetic diversity and association mapping for brix and height. The plant genome, 2(1). https://doi.org/10.3835/plantgenome2008.10.0011
  • Nahar, K. (2011). Sweet sorghum: an alternative feedstock for bioethanol. Iranian (Iranica) Journal of Energy & Environment, 2(1).
  • Negro, M. J., Solano, M. L., Ciria, P., & Carrasco, J. (1999). Composting of sweet sorghum bagasse with other wastes. Bioresource technology, 67(1), 89-92. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(99)00100-5
  • Rakhmetova, S. O., Vergun, O. M., Blume, R. Y., Bondarchuk, O. P., Shymanska, O. V., Tsygankov, S. P., ... & Rakhmetov, D. B. (2020). Ethanol production potential of sweet sorghum in North and Central Ukraine. The Open Agriculture Journal, 14(1). https://doi.org/10.2174/1874331502014010321
  • Reddy, B. V. S., & Reddy, P. S. (2003). Sweet sorghum: characteristics and potential. International Sorghum and Millets Newsletter, 44, 26-28.
  • Reddy, B. V., Ramesh, S., Reddy, P. S., Ramaiah, B., Salimath, M., & Kachapur, R. (2005). Sweet sorghum-a potential alternate raw material for bio-ethanol and bio-energy. International Sorghum and Millets Newsletter, 46, 79-86.
  • Shinde, M. S., Repe, S. S., Gaikwad, A. R., Dalvi, U. S., & Gadakh, S. R. (2013). Physio-biochemical assessment of sweet sorghum genotypes during post rainy season. J. Acad. Indus. Res, 1(8).
  • Umagiliyage, A. L., Choudhary, R., Liang, Y., Haddock, J., & Watson, D. G. (2015). Laboratory scale optimization of alkali pretreatment for improving enzymatic hydrolysis of sweet sorghum bagasse. Industrial Crops and Products, 74, 977-986. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.05.044 Wang, F., & Liu, C. Z. (2009). Development of an economic refining strategy of sweet sorghum in the Inner Mongolia region of China. Energy & Fuels, 23(8), 4137-4142.
  • Yurtsever, N. (1984). Deneysel istatistik metotlar. Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü.
  • Zhao, Y. L., Dolat, A., Steinberger, Y., Wang, X., Osman, A., & Xie, G. H. (2009). Biomass yield and changes in chemical composition of sweet sorghum cultivars grown for biofuel. Field Crops Research, 111(1-2), 55-64.
Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 2146-0574
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

Extension of Pick’s Theorem to Spherical Geometry using Girard’s Theorem

Halil Rıdvan ÖZ

Zeytin ve Zeytinyağında Bulunan Mayalar, Faydaları, Probiyotik Aktiviteleri ve Etki Mekanizmaları

Pınar CUMUR, Eda KILIÇ KANAK, Suzan ÖZTÜRK YILMAZ

Ratlarda Sisplatin Kaynaklı Akciğer Toksisitesi Üzerine Oksidatif/Nitrozatif Stres Parametrelerinin ve Histopatolojik, İmmünohistokimyasal Etkilerin Değerlendirilmesi

Kezban YILDIZ DALGINLI, Melek ÖZTÜRKLER, Hatice BEŞEREN, Yasemen ADALI, Onur ATAKİSİ

Comparison of Ca-Based Commercial and Natural Catalysts Performance on Olive Pomace Pyrolysis Process

Gamze GÖKTEPELİ, Esra YEL

Farklı Ülkelerdeki Loranthus europaeus'un Amino Asit Profili

Haval ALİ, Fikret KARATAŞ, Dursun ÖZER, Sinan SAYDAM

Determination of Antifungal Activity of Leaf Extracts from Hypericum ssp. Against Plant Pathogenic Fungi Fusarium oxysporum and Alternaria Alternata

İdris BEKTAŞ, Fadime SEYREKOĞLU, Mustafa KÜSEK, Ceyda CEYHAN BAŞARAN

Phycoremediation of Thallium Toxic Metal Present in Gallery Water of an Abandoned Mine Area by Algae Cladophora fracta

Murat TOPAL, Emine Işıl ARSLAN TOPAL, Erdal ÖBEK

Van Balığı (Alburnus tarichi (Güldenstädt, 1814))’nın Sindirim Kanalı Üzerinde Histomorfolojik Çalışma

Burcu ERGÖZ, Ahmet Regaib OĞUZ

Akım Gözlem İstasyonlarında ANFIS Yöntemi ile Günlük Ortalama Debi Tahmini: Kızılırmak Örneği

Hilal Nur DEMİR, Mehmet Seren KORKMAZ, Sema ARIMAN

Farklı Konsantrasyonlarda Sodyum Sülfata Maruz Kalan Silis Dumanı İçerikli Betonların Sülfat Direncinin İncelenmesi

Emrah AKSAKAL, Zinnur ÇELİK, Ahmet Ferhat BİNGÖL