İçecek Atıklarından Biyoyakıt ve Biyoplastik Sentezi İçin Hidroksimetilfurfural (HMF) Üretimi
Öz
Karbonhidratların asit katalizli dehidrasyonundan elde edilen 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) gibi furan türevleri, biyoyakıt ve biyoplastik üretiminde öncül madde olarak kullanılır. Bu nedenle selülozik atıklar ve monosakkaritlerin HMF üretiminde kullanılmasına yönelik çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır. Yapılan birçok çaışmada dönüşüm yüzdesi en yüksek olan şekerin fruktoz olduğu belirlenmiştir. Bu amaçla bu çalışmada fruktoz içeriği yüksek olan atık koladan HMF üretimi incelenmiştir. Fruktozun HMF’ye dönüşümü asidik bifazik ortamda 150 °C’de yüksek basınçta gerçekleştirilmiştir. HMF konsantrasyonu HPLC ile, dönüşmeyen şeker konsantrasyonu ise Dinitrosalisilik asit (DNS) yöntemi ile belirlenmiştir. Buna göre atık kolada şekerin dönüşüm yüzdesi 96.29, HMF verimliliği % 67.26 ve HMF seçiciliği ise %69.85 ile NaCl ile doyurulmuş, DMSO içeren ortamda elde edilmiştir. Sonuç olarak bu çalışma ile fruktoz içeriği yüksek olan atık içeceklerden hem sıvı biyoyakıt hem de biyobozunur plastik üretimi için gerekli HMF’nin yüksek verimlilikle üretilebileceği gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Twidell J, Weir T. Renewable energy resources. New York: Routledge; 2015.
- Kazi FK, Patel AD, Serrano-Ruiz JC, Dumesic JA, Anex RP. Techno-economic analysis of dimethylfuran (DMF) and hydroxymethylfurfural (HMF) production from pure fructose in catalytic processes. Chemical Engineering Journal. 2011;169(1):329-338,
- De Jong E, Higson A, Walsh P, Wellisch M. Bio-based chemicals value added products from biorefineries. IEA Bioenergy, Task42 Biorefinery, 2012.
- Rosatella AA, Simeonov SP, Frade RF, Afonso CA. 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) as a building block platform: Biological properties, synthesis and synthetic applications. Green Chemistry. 2011;13(4):754-793
- Van Kasteren J, Nisworo A. A process model to estimate the cost of industrial scale biodiesel production from waste cooking oil by supercritical transesterification. Resources, Conservation and Recycling. 2007;50(4):442-458
- Ventura EE, Davis JN, Goran MI. Sugar content of popular sweetened beverages based on objective laboratory analysis: focus on fructose content. Obesity. 2011;19(4): 868-874
- Román-Leshkov Y, Dumesic JA. Solvent effects on fructose dehydration to 5-hydroxymethylfurfural in biphasic systems saturated with inorganic salts. Topics in Catalysis. 2009;52(3):297-303
- Miller GL. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical chemistry. 1959;31(3):426-428
- Choudhary V, Mushrif SH, Ho C, Anderko A, Nikolakis V, Marinkovic NS, Frenkel AI, Sandler SI, Vlachos DG. Insights into the interplay of Lewis and Brønsted acid catalysts in glucose and fructose conversion to 5-(hydroxymethyl) furfural and levulinic acid in aqueous media. Journal of the American Chemical Society. 2013;135(10):3997-4006