Fındık kabuğunun biyorafineri yaklaşımıyla degerlendirilmesi ile biyokompozit materyal ve biyoyakıt üretiminin deneysel olarak araştırılması

Bu tez çalışmasının ilk aşamasında; karakterizasyonu yapılmış fındık kabuğuna farklı parametrelerde düşük sıcaklık alkali ön işlemi uygulanarak maksimum indirgen şeker derişimini veren koşul optimize edilmiştir. Belirlenen optimum koşulda enzimatik hidroliz uygulanması ile biyoetanol üretiminde kullanılacak şeker içerikli hidrolizat elde edilmiş ve biyoetanol üretimi gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise rafinat fazda kalan lignin kompozit malzeme üretiminde bileşen olarak kullanılmış ve ligninin kompozit malzemenin mekanik ve morfolojik özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Hidrolizler sonrası elde edilen rafinatların selüloz analizi sonucu en yüksek selüloz içeriği % 41, en düşük selüloz içeriği ise % 30 olarak hesaplanmıştır. Alkali ön işlem sonucu indirgen şeker derişimi için optimum koşul % 6 NaOH, 24 saat ve 0,25 katı/sıvı olarak belirlenmiştir. Fermantasyon süreci sonucunda biyoetanol üretimi 0,399 mg/ml olarak elde edilmiş olup, etanol üretim hızı ve etanol verimi sırasıyla 0.006 mg/ml.h ve % 51,8 olarak elde edilmiştir. Ön işlem sonrası % 45 oranı ile en yüksek lignin içeriğine sahip olan rafinat; kompozit malzeme üretiminde takviye elemanı olarak kullanılmıştır. Üretimi yapılan kompozit malzemenin mekanik özellikleri incelendiğinde % 3 alkali lignin oranına sahip olan malzemenin kontrol numuneye (%0) yakın dayanım gösterdiği görülmüştür. Yapılan SEM ve EDS analizlerinden elde edilen sonuçların mekanik test sonuçlarını destekler nitelikte olduğu sonucuna varılmıştır.
In the first part of this thesis; characterization of the hazelnut shell in different parameters by applying the low temperature alkaline pretreatment maximum reducing sugar concentration is optimized condition. By the application of enzymatic hydrolysis in the optimum condition, the sugar-containing hydrolyzate was used to produce bioethanol and bioethanol production was performed. In the second part, lignin is used as a component in the production of composite materials and the effect of lignin on the mechanical and morphological properties of the composite material has been investigated. Cellulose analysis of the raffinates obtained after hydrolysis resulted in the highest cellulose content of 41% and the lowest cellulose content of 30%. The optimum condition for the reducing sugar concentration as a result of the alkali pretreatment was determined as 6% NaOH, 24 hours and 0.25 solid / liquid. As a result of the fermentation process, the production of bioethanol was obtained as 0.399 mg / ml and the ethanol production rate and ethanol yield were obtained as 0.006 mg / ml.h and 51.8%, respectively. Rafinate with the highest lignin content with 45% after the pretreatment; used as reinforcing element in composite material production. When the mechanical properties of the produced composite materials were examined, it was seen that the material having 3% alkali lignin ratio showed near to the control sample. It was concluded that the results obtained from SEM and EDS analyzes support the mechanical test results.