Zeytin ağacı budama atığından biyoetanol üretimi

Abstract

Bu çalışmada, alternatif bir biyoyakıt olan biyoetanol üretimi amacıyla zeytin ağacı budama atıkları, kolin klorür: formik asit (1:2 mol) içeren derin ötektik çözücü (DES) ile 90, 110 ve 130 °C sıcaklıklarda, 20, 40 ve 60 dakikalık sürelerle ön işleme tabi tutulmuştur. Ön işlem süresi ve sıcaklığı arttıkça katı geri kazanımı azalmış; en yüksek geri kazanım %87 ile 90 °C–20 dakikada, en düşük geri kazanım ise %40,67 ile 130 °C–60 dakikada elde edilmiştir. 130 °C ve 60 dakikalık koşullarda katı biyokütledeki glukan oranı %70,3'e yükselmiş, ksilan oranı ise %1,7'ye düşmüştür. Aynı koşullarda, sıvı fazda glukoz ve ksiloz konsantrasyonları yaklaşık 0,2 g/g; arabinoz, galaktoz ve mannoz ise sırasıyla 0,007, 0,003 ve 0,002 g/g olarak belirlenmiştir. En yüksek ksilo-oligosakkarit verimi %27,8 ile 110 °C–40 dakikada elde edilmiştir. Toplam fenolik madde miktarı ise 130 °C–60 dakikada 144,5 mg GAE/g'a ulaşmıştır. Enzimatik hidroliz sonuçlarında, glukoz verimi sıcaklıkla artarken, ksiloz veriminin azaldığı gözlemlenmiştir. 130 °C–60 dakikada işlenmiş örneklerin enzimatik hidrolizi sonrasında glukoz ve ksiloz konsantrasyonları sırasıyla 4,3 g/L ve 0,4 g/L'ye ulaşmıştır. En uygun koşullarda gerçekleştirilen eş zamanlı sakkarifikasyon ve fermantasyon (SSF) deneylerinde 2,18 g/L etanol üretilmiştir. Ayrıca, SEM analizleri sonucunda, ham örneklerin düzgün ve kompakt bir yapıya sahipken; DES ön işlemi sonrası yüzeyde deliklerin ve boşlukların oluştuğu, ancak lifli yapıların tamamen parçalanmadığı ve yapının kısmen kapalı kaldığı gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, DES ile gerçekleştirilen ön işlemin zeytin ağacı budama atıklarının lignoselülozik yapısını parçaladığını ortaya koymaktadır. Ancak, daha yüksek etanol verimi elde edilebilmesi için, farklı DES türlerinin yanı sıra çeşitli proses kombinasyonlarının, enzim dozlarının ve mikroorganizma türlerinin DES ön işlemi sonrasında değerlendirilmesi gerektiği anlaşılmıştır.