Defne Yaprağı Artığının Biyoetanol Üretiminde Kullanım Potansiyelinin Araştırılması

Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen yakıtlar son on yılda özellikle fosil yakıtların tükenmesi ile ilgili endişeler nedeniyle büyük bir ilgi görmektedir. Sürekli artan maliyetler ve işlenmemiş yakıtların kullanımından kaynaklanan çevresel etkiler nedeniyle araştırmalar son yıllarda katlanarak artmıştır. Mısır, şeker kamışı ya da tahıl danelerinden ticari ölçekte yenilenebilir yakıtlar elde edilebilmesine rağmen, üretim maliyetlerini düşürebilecek hammaddelerin kullanımına ihtiyaç duyulmaktadır. Hammadde toplam üretim maliyetinin önemli bir bölümüne karşılık gelmektedir. Biyokütlenin etanole dönüştürülmesi sürecinde lignoselülozik tabanlı artık maddeler önemli bir kaynaktır. Lignoselülozik tabanlı atıkların yenilenebilir yakıt üretiminde hammadde olarak kullanımı büyük ölçekte ve bölgesel elde edilebilirlik, düşük maliyet ve atık problemlerinin çözülmesi gibi avantajlar içermektedir. Bu çalışmada hammadde olarak uçucu yağı alınmış defne yaprağı artığı kullanılmıştır. Hammaddeye sırasıyla sakkarifikasyon ve fermantasyon işlemleri uygulanmıştır. Sakkarifikasyon işlemi sonucunda elde edilen indirgen şeker miktarı UV-VIS spektrofotometresiyle belirlenmiştir. Fermantasyon işlemi sonucunda elde edilen etanol miktarı GC-MS ile belirlenmiştir. En yüksek indirgen şeker derişimi (11.30 g/L) 75 IU/g substrat Novozyme 188.16 IU/g substrat Celluclast 1.5 L yüklemesinde ve 60? C'de elde edilmiştir. En yüksek etanol derişimi ise (4.88 g/L) maya miktarı 10.1 g/L; pH 5.49 ve 37? C'de elde edilmiştir.

Investigation of the Utilization Potential of Laurel Leaf Residues for Bioethanol Production

Fuels obtained from renewable resources have deserved a great deal of interest during the past decades mainly due to concerns about fossil fuels depletion. Research efforts have been multiplied in the last years as a consequence of constant increasing costs and environmental impact derived from the use of crude-based fuels. Although renewable fuels are now obtained in a commercial scale from corn, sugarcane or cereal grains, the use of feedstocks that may reduce production costs is a need. Raw material can account for an important part of the total production cost. Lignocellulosic waste materials are the target for a biomass-to-ethanol conversion process Advantages of using lignocellulosic waste as raw material for renewable fuel ethanol production also include a large and local availability, low cost and solution to disposal problems. In this study, essential oil extracted laurel leaf residues was used as feedstock. Saccharification and fermentation processes were applied to the feedstock respectively. Amount of the reducing sugar was obtained from the saccharification process was determined by UV-VIS spectrophotometer. Amount of the ethanol was obtained from the fermentation process was determined by GC-MS. The maximum concentration of reducing sugar (11.30 g / L), was obtained with 75 IU / g substrate Novozyme 188.16 IU / g substrate Celluclast 1.5 L loads and at 60ο C. The maximum concentration of ethanol (4.88 g / L) was obtained with amount of yeast 10.1 g / L; pH 5.49 and at 37ο C.

PDF

___

Atalay. İ. 2002. Türkiye’nin Ekolojik Bölgeleri. Orman Bakanlığı Yayın No: 163, İzmir, 9 s.
Acaroğlu M. 2003. Alternatif Enerji Kaynakları, Atlas Yayın Dağıtım, ISBN 975 6574 25 9, İstanbul, 359 s.
Acaroğlu M. ve Aydogan, H., 2012. Biofuels energy sources and future of biofuels energy in Turkey. Biomass and Bioenergy, 36, 69-76.
Ar F.F. 2007. İkinci Kuşak Biyoyakıtlar-Biyorafineriler. Biyoyakıtlar ve Biyoyakıt Teknolojileri Sempozyumu, TMMOB Yayınları, Ankara, s.195-202.
Balat M., Balat, H. ve Öz, C. 2008. Progress in bioethanol processing. Progress in Energy and Combustion Science, 34: 551–573.
Balat M. 2011. Production of bioethanol from lignocellulosic materials via the biochemical pathway. Energy Conversion and Management, 52(2): 858-875.
Bayrakcı A.G. ve Koçar, G., 2012. Utilization of renewable energies in Turkey’s agriculture. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16: 618-633.
Cara C., Ruiz E., Ballesteros M., Manzanares P., Negro J. M. ve Castro E., 2008. Production of fuel ethanol from steam explosion pretreated olive tree pruning. Fuel, (87): 692-700.
Cheng J ve Timilsina, G. 2011. Status and barriers of advanced biofuel Technologies. Renewable Energy, 36(12): 3541-3549.
Chen M, Zhao J ve Xia L. 2008. Enzymatic hydrolysis of maize straw polysaccharides for the production of reducing sugars. Carbohydrate Polymers, 71: 411-415.
Hatunoğlu E.E. 2010. Biyoyakıt Politikalarının Tarım Sektörüne Etkileri. Devlet Planlama Teşkilatı (DPT), Yayın No: 2814, Ankara, 189 s.
İçöz E, Tuğrul K.M. ve Saral A. 2009. Research on ethanol production and use from sugar beet in Turkey. Biomass and Bioenergy 33: 1-7.
Lee W.S., Chena I.C., Changa C.H. ve Yanga, S.S. 2012. Bioethanol production from sweet potato by co-immobilization of saccharolytic molds and Saccharomyces cerevisiae. Renewable Energy 39: 216-222.
Li H., Kim N., Jiang M., Kang J. ve Chang H., 2009. Simultaneous saccharification and fermentation of lignocellulosic residues pretreated with phosphoric acid–acetone for bioethanol production. Bioresource Technology, 100(13): 3245-3251.
Li Z., Liu, Y., Liao, W., Chen, S. ve Zemetra, R.S. 2011. Bioethanol production using genetically modified and mutant wheat and barley straws. Biomass and Bioenergy, 35: 542-548. Miller G. L., 1959. Use of dinitrosalicylic acid regent for determination reducing sugar. Analytical Chemistry. 31: 426–428.
Nigam J.N. 2001. Ethanol production from wheat straw hemicellulose hydrolysate by Pichia stipitis. Journal of Biotechnology, 87: 17-27.
Sarkar N., Ghosh S., Bannerjee S. ve Aikat K. 2012. Bioethanol production from agricultural wastes: An overview. Renewable Energy, 37(1): 19-27.
Sindhu R., Kuttiraja M., Binod P., Janu K.U., Sukumaran R.K. ve Pandey A. 2011. Dilute acid pretreatment and enzymatic saccharification of sugarcane tops for bioethanol production. Bioresource Technology, 102: 10915–10921.
Singh A. ve Bishnoi N. R., 2012. Optimization of ethanol production from microwave alkali pretreated rice straw using statistical experimental designs by Saccharomyces cerevisiae. Industrial Crops and Products, (37): 334– 341.
Singh A., Sharma P., Saran A.K., Singh N. ve Bishnoi N.R. 2013. Comparative study on ethanol production from pretreated sugarcane bagasseusing immobilized Saccharomyces cerevisiae on various matrices. Renewable Energy, 50: 488-493.
Soccol C., Faraco V., Karp S., Vandenberghe L., Soccol V., Woiciechowski A. ve Pandey A. 2011.
Lignocellulosic Bioethanol: Current Status and Future Perspectives. Biofuels, 101-122.
Su M., Tzeng W. ve Shyu Y. 2010. An analysis of feasibility of bioethanol production from Taiwan sorghum liquor waste. Bioresource Technology, 101(17): 6669-6675.
Tasıc M.B., Konstantinovi, B.V., Lazic, M.L. ve Veljkovic, V.B. 2009. The acid hydrolysis of potato tuber mash in bioethanol production. Biochemical Engineering Journal, 43: 208–211.
Yücel Y. ve Göycıncık S. (2014) Optimization of ethanol production from spent tea waste. Biomass Conversion and Biorefinery, doi:10.1007/s13399-014-0138-2.