Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2010 / Cilt: 25 - Sayı: 1
İki basamaklı tepkime sıvı özütlemeli yöntem kullanarak fındık tohum kabuklarından furfural üretimi için en uygun koşulların istatistik yöntem ile belirlenmesi
- Sayfa
- 21–26
- DOI
- —
Özet
Fındık tohum kabukları pentozan içeriklerinin % 25-30 arasında olması nedeniyle furfural üretimine uygun bir tarım artığıdır. Bu çalışmada iki basamaklı tepkime ile fındık tohum kabuklarından o-nitrotoluen özütlemeli yöntemle furfural üretimi gerçekleştirilerek, furfural üretim hızını ifade eden istatistiki bir model geliştirilmiştir. Furfural üretiminin ilk basamağında öğütülerek elenmiş fındık tohum kabukları seyreltik sülfürik asit ile suyun kaynama sıcaklığında 4 saatlik bir tepkime sonucunda pentozlarına hidrolizlenmiş, ikinci basamakta pentozların yüksek sıcaklıkta dehidrasyonu ile furfurala dönüşümleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen furfural periodik çalkalama ile o-nitrotoluen fazına özütlenmiştir. İki bağımsız değişken; sülfürik asit derişimi (% 3-7 g/100 mL) ve sıcaklık (160-$190^oC$) aralıkları seçilerek Box-Wilson deneysel tasarım yöntemi ile deneyler tasarlanmıştır. Geliştirilen model kullanılarak en yüksek furfural üretim hızı (0.3079 g furfural / saat-g ksiloz); sıcaklık ve asit yüzdesinin sırası ile 177.$7^oC$ ve % 4.00 (g/100mL) değerlerinde elde edilmiştir ve bu koşullarda fındık kabuğundaki pentozanların furfurala en yüksek dönüşüm verimi % 60 olarak belirlenmiştir.
Abstract
Hazelnut seed shells are suitable agricultural waste for furfural production because of its 25-30 percent pentosan content. In this research production of furfural from hazelnut shells by using two steps reactions with onitrotolene extraction method and a statistical model was developed to express the furfural production rate. In the first step of furfural production, milled and sieved hazelnut shells were hydrolysed with dilute sulphuric acid to its pentoses at boiling point of water during 4 hours. In the second step, pentoses were converted to furfural by means of a high temperature dehydration process. Produced furfural was extracted with periodic agitation to onitrotoluene phase. Experimental design was carried out by using Box-Wilson experimental design method for two independent varaibles, namely sulphuric acid concentration and temperature whose ranges were selected as (3-7 %) and (160-$190^oC$) respectively. Optimum conditions for the maximum furfural production rates (0.3079 g furfural / h-g xylose) were found as 177.$7^oC$and at 4.00 % (g/100 mL) sulphuric acid concentration by using developed model and maximum furfural conversion yield of hazelnut pentosans were found as 60 % at these optimum conditions.