Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri
Yıl: 2018 Cilt: 4 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 56 - 62 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022
Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri
Öz: Biyoetanol, tüm dünyada kullanılan yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Biyoetanol hem tek başına hem de benzinle çeşitli oranlarda karıştırılarak kullanılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynağı olarak lignoselülozik biyokütlenin kullanılması, etanol üretiminde büyük bir öneme sahiptir. Biyoetanol üretiminde gıda maddelerinin kullanılması gıda fiyatlarında yükselmeye ve bazı sosyolojik problemlere neden olacaktır. Bu nedenle gıda maddelerinden elde edilen birinci nesil biyoetanol üretiminin yerini alacak, benzin fiyatlarıyla rekabet edebilecek ikinci nesil biyoetanol üretiminin gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Lignoselülozik hammadde kompleks selüloz, hemiselüloz ve lignin yapılarını içerir. Bu kompleks yapıların basit şeker bileşiklerine parçalanması gerekmektedir. Ancak bu şekilde daha basit ve kullanılabilir şeker bileşikleri elde edilebilir. Fermente edilebilir şekerlerin hızlı ve etkili bir şekilde hidrolize edilebilmesi için ön hazırlık işlemlerine ihtiyaç vardır. Ön hazırlık işlemleri fiziksel, fiziko kimyasal, kimyasal ve biyolojik yöntemler olmak üzere gruplandırılmaktadır. Ön işlemden geçen biyokütle, daha kolay biyolojik olarak parçalanmakta ve enzimlerin hammaddeye erişebilirliği artmaktadır. Seçilen ön hazırlık işlemlerinin çevre dostu, ucuz, etkili ve basit olması büyük önem taşımaktadır
Anahtar Kelime: Konular:
Pretreatment Methods for Producing Bioethanol from Biomass
Öz: Bioethanol is a renewable energy resource used in the whole world. Bioethanol can be used by itself or mixing with oil in different rates. Utilizing lignocellulose biomass as a renewable energy resource has a significant role on producing ethanol. Using food materials for producing bioethanol will cause increasing in food prices and some social problems. Because of this reason, we need to realize on producing second generation of bioethanol, which can replace the first-generation bioethanol produced from food materials and compete with oil prices. Lignocelluloses raw materials consist of complex cellulose, hemicelluloses and lignin structures. These complex structures must be divided into simple sugar elements. There is a need for pretreatment methods for hydrolyzing fermented sugar in a fast and effective way. Pretreatment processes can be grouped as physical, physicochemical, chemical and biological methods. The biomass after pretreatment can be easily divided as biologically and thus, access of enzymes to raw materials accelerates. It is a significantly important matter for the selected pretreatment methods to be cheap, simple, effective and environmentally safe
Anahtar Kelime: Konular:
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- Aita G.A., Salvi D.A., Walker M.S., (2011), Enzyme hydrolysis and ethanol fermentation of dilute ammonia pretreated energy cane, Bioresource Technology, 102(6), 4444-4448.
- Alvira P., Tomás-Pejó E., Ballesteros M., Negro M., (2010), Pretreatment technologies for an efficient bioethanol production process based on enzymatic hydrolysis: a review, Bioresource Technology, 101, 4851–4861.
- Banik S., Bandyopadhyay S., Ganguly S., (2003), Bioeffects of microwave-a brief review, Bioresource Technology, 87, 155-159.
- Balat M., (2011), Production of bioethanol from lignocellulosic materials via the biochemical pathway: A review, Energy Conversion Management, 52(2), 858–875. Chen H., Liu J., Chang X., Chen D., Xue Y., Liu P., Lin H., Han S., (2017),
- A review on the pretreatment of lignocellulose for highvalue chemicals, Fuel Processing Technology, 160, 196–206.
- Chiesa S., Gnansounou E., (2014), Use of empty fruit bunches from the oil palm for bioethanol production: A thorough comparison between dilute acid and dilute alkali pretreatment, Bioresource Technology, 159, 355- 364.
- Chum H.L., Johnson D.K., Black S., Baker J., Grohmann K., Sarkanen K.V., Wallace K., Schroeder H.A., (1988), Organosolv pretreatment for enzymatic hydrolysis of poplars, I: enzyme hydrolysis of cellulosic residues, Biotechnology Bioengineering 31(7),
- 643-649. Demirbaş A., (2007), Progress and recent trends in biofuels, Progress in Energy and Combustion Science, 33, 1-18. Demirci, A.Ş., Güner K.G., Gülcü M., Palabıyık İ., (2016), Atık Ekmeklerden Biyoetanol Üretimi, Türkiye 12. Gıda Kongresi, Edirne. ss 145.
- Dinçtürk Ö.D., (2007), Haşhaş sapı ve pamuk sapı hemiselülozlarının alkali H2O2 ile fraksiyonel ekstraksiyonu ve bileşim karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, T.C. Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye. Dolğun S.B., (2016), Dallı darı bitkisinden (Panicum Virgatum L.) biyoetanol üretiminde seyreltik asit ve kireç ön uygulamalarının optimizasyonu ve bazı genotiplerin biyoetanol verimliliklerinin belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Adana, Türkiye.
- Eggleston G., Tew T., Panella L., Klasson T., (2010), Ethanol from sugar crops. In: Industrial Crops and Uses, CABI, Chippenham, UK, 60–83ss. EİE, (2017a), Biyoetanol, http://www.eie.gov.tr/yenilenebilir/biyoetanol.aspx, [Erişim Tarihi: 20 Kasım 2017].
- EİE, (2017b), Biyokütle çevrim teknolojileri, http://www.eie.gov.tr/yenilenebilir/biyokutle_cevrim_tekno.aspx, [Erişim Tarihi: 20 Kasım 2017].
- Erkurt E.A., (2011), Doğu Akdeniz Bölgesinde yetiştirilen mısır ve buğday atıklarından biyoetanol üretim verimi üzerine ön işlem etkisinin araştırılması, Doktora Tezi, Mersin Üniversitesi, Mersin, Türkiye. European Commission (2008), Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources, Procedure 2008/0016/COD, COM 19 final.
- Hansdah D., Murugan S., (2014), Bioethanol fumigation in a DI diesel engine, Fuel, 130, 324-333. Harun R., Danquah M. K., Forde G. M., (2010), Microalgal biomass as a fermentation feedstock for bioethanol production, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 85, 199-203.
- Heggset E.B., Syverud K., Øyaas K., (2016), Novel pretreatment pathways for dissolution of lignocellulosic biomass based on ionic liquid and lowtemperature alkaline treatment, Biomass Bioenergy, 93, 194–200.Hongzhang C., Liying L., (2007), Unpolluted fractionation of wheat straw by steamexplosion and ethanol extraction, Bioresource Technology, 98, 666–676.
- Huber G.W., Iborra S., Corma A., (2006), Synthesis of transportation fuels from biomass: chemistry, catalysts, and engineering, Chemical Reviews, 106, 4044-4098.
- Jamai L., Ettayebi K., El Yamani J., Ettayebi M., (2007), Production of ethanol from starch by free and immobilized Candida Tropicalis in the presence of amylase, Bioresource Technology, 98, 2765-2770.
- Keller, F.A., Hamilton, J.E. and Nguyen, Q.A., (2003), Microbial pretreatment of biomass: potential for reducing severity of thermochemical biomass pretreatment, Applied Biochemistry Biotechnology, 27-41: 105-108.
- Keshwani D.R., Cheng J.J., (2010), Microwave based alkali pretreatment of switchgrass and coastal bermudagrass for bioethanol production, Biotechnology Progress, 26(3), 644-652.
- Kristiani A., Abimanyu H., Setiawan A.H., F. A. Sudiyarmanto F.A., (2013), Effect of pretreatment process by using diluted acid to characteristic of oil palm’s frond, Energy Procedia, 32, 183 – 189. Kuhar S, Nair L.M., Kuhad R.C., (2008), Pretreatment of lignocellulosic material with fungi capable of higher lignin degradation and lower carbohydrate degradation improves substrate acid hydrolysis and the eventual conversion to ethanol, Canadian Journal of Microbiology, 54(4), 305–313. Laurens L.M.L., Nagle N., Davis R., Sweeney N., Wychen S.V., Lowell A., Pienkos P.T., (2015), Acid catalyzed algal biomass
- pretreatment for integrated lipid and carbohydrate-based biofuels production, Green Chemistry, 17, 1145–1158.
- Mason T.J., Peters D., (2002), Practical sonochemistry: Power ultrasound and applications, 2nd edition, Horwood Publishing, Chichester, U.K.
- Menegol D., Fontana R.C., Dillon A.J.P., Camassola M., (2016), Second generation ethanol production from elephant grass at high total solids, Bioresource Technology, 211, 280–290.
- Mesa L., González E., Cara C., González M., Castro E., Mussatto S.I., (2011), The effect of organosolv pretreatment variables on enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse, Chemical Engineering Journal, 168(3), 1157-1162.
- Michalska K., Miazek K., Krzystek L., Ledakowicz S., (2012), Influence of pretreatment with Fenton's reagent on biogas production and methane yield from lignocellulosic biomass, Bioresource Technology, 119, 72–78.
- Mood S.H., Golfeshan A.H., Tabatabaei M., Jouzani G.S., Najafi G.H., Gholami M., Ardjmand M., (2013), Lignocellulosic biomass to bioethanol, a comprehensive review with a focus on pretreatment, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 27, 77-93.
- Moretti M.M.d.S., Bocchini-Martins D.A., Nunes C.d.C.C., Villena M.A., Perrone O.M., Silva R.d., Boscolo M., Gomes E., (2014),
- Pretreatment of sugarcane bagasse with microwaves irradiation and its effects on the structure and on enzymatic hydrolysis, Applied Energy, 122, 189–195.
- Mori T., Tsuboi Y., Ishida N., Nishikubo N., Demura T., Kikuchi J., (2015), Multidimensional high-resolutionmagic angle spinning
- and solution-state NMR characterization of 13C-labeled plant metabolites and lignocellulose, Scientific Reports, 5, 1–12.
- Nakagame S., Chandra R.P., Sadller J.N., (2011), The influence of lignin on the enzymatic hydrolysis of pretreated biomass substrate, Sustainable Production of Fuels, Chemicals, and Fibers from Forest Biomass, ACS Symposium Series, 1067, 145–167.
- Onsoy T., Thanonkeo P., Thanonkeo S., Yamada M., (2007), Ethanol production from Jerusalem artichoke by Zymomonas Mobilis in batch fermentation, KMITL Science Technology Journal, 7-S1, 55-60. Ostovareh S., Karimi K., Zamani A., (2015), Efficient conversion of sweet sorghum stalks to biogas and ethanol using organosolv pretreatment, Industrial Crops and Products, 66, 170–177 . Parisutham V., Kim T.H., Lee S.K., (2014), Feasibilities of consolidated bioprocessing microbes: from pretreatment to biofuel production, Bioresource Technology, 161, 431–440.
- Pieragostini C., Aguirre P., Mussati M.C., (2014), Life cycle assessment of corn-based ethanol production in Argentina, Science of the Total Environment, 472, 212–225.
- Resmî Gazete (2011), Benzin türlerine ilişkin teknik düzenleme tebliğinde değişiklik yapılmasına dair tebliğ. Tebliğ no 28067. http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2011/09/20110927-5.htm, [Erişim Tarihi: 10 Şubat 2016]. Revin V., Atykyan N., Zakharkin D., (2016), Enzymatic hydrolysis and fermentation of ultradispersed wood particles after ultrasonic pretreatment, Electronic Journal of Biotechnology, 20, 14-19.
- Saha B.C., Iten L.B., Cotta M.A., Wu Y.V., (2005), Dilute acid pretreatment, enzymatic saccharification and fermentation of wheat straw to ethanol, Process Biochemistry, 40, 3693–3700. Santo M.E., Rezende C.A., Bernardinelli O.D., Jr N.P., Curvelo A .A.S., deAzevedo E.R., Guimarães F.E.G., Polikarpov I., (2018), Structural and compositional changes in sugarcane bagasse subjected to hydrothermal and organosolv pretreatments and their impacts on enzymatic hydrolysis, Industrial Crops & Products, 113, 64–74.
- Serna L.D., Alzate C.O., Alzate C.C, (2016), Supercritical fluids as a green technology for the pretreatment of lignocellulosic biomass, Bioresource Technology, 199, 113–120.
- Sindhu R., Binod P., Pandey A., (2016), Biological pretreatment of lignocellulosic biomass - An overview, Bioresource Technology, 199, 76–82.
- Singh J., Suhag M., Dhaka A., (2015), Augmented digestion of lignocellulose by steam explosion, acid and alkaline pretreatment methods: A review, Carbohydrate Polymers, 117, 624–631. Shirkavand E., Baroutian S., Gapes D.J., Young B.R., (2016), Combination of fungal and physicochemical processes for lignocellulosic biomass pretreatment, - A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 217-234.
- Sun Y., Cheng J., (2002), Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review, Bioresource Technology, 83, 1–11. TAEK (2011), Teknik rapor endüstriyel atık suların radyasyon prosesi teknolojisiyle arıtılması http://www.iaea.org/inis/collection/ NCLCollectionStore/_Public/42/076/42076678.pdf, [Erişim Tarihi: 22 Kasım 2017].
- Taherzadeh M.J., Karimi K., (2008), Pretreatment of lignocellulosicwastes to improve ethanol and biogas production: a review, Int. J. Mol. Sci., 9, 1621–1651.
- TAPDK, (2015), Alkol piyasası, Resmi istatikler. http://www.tapdk.gov.tr/tr/piyasa-duzenlemeleri/alkol-piyasasi/resmiistatistikler.aspx, [Erişim Tarihi: 10 Şubat 2016].
| APA | FERSİZ S (2018). Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. , 56 - 62. |
| Chicago | FERSİZ SEVGİ Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. (2018): 56 - 62. |
| MLA | FERSİZ SEVGİ Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. , 2018, ss.56 - 62. |
| AMA | FERSİZ S Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. . 2018; 56 - 62. |
| Vancouver | FERSİZ S Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. . 2018; 56 - 62. |
| IEEE | FERSİZ S "Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri." , ss.56 - 62, 2018. |
| ISNAD | FERSİZ, SEVGİ. "Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri". (2018), 56-62. |
| APA | FERSİZ S (2018). Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 4(1), 56 - 62. |
| Chicago | FERSİZ SEVGİ Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi 4, no.1 (2018): 56 - 62. |
| MLA | FERSİZ SEVGİ Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, vol.4, no.1, 2018, ss.56 - 62. |
| AMA | FERSİZ S Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi. 2018; 4(1): 56 - 62. |
| Vancouver | FERSİZ S Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi. 2018; 4(1): 56 - 62. |
| IEEE | FERSİZ S "Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri." Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 4, ss.56 - 62, 2018. |
| ISNAD | FERSİZ, SEVGİ. "Biyokütleden Biyoetanol Üretimi için Uygulanan Ön Hazırlık İşlemleri". Doğal Afetler ve Çevre Dergisi 4/1 (2018), 56-62. |
