TR2022014081A2 - Pi̇ri̇nadan selüloz asetatlarin üreti̇m yöntemi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş, zeytinyağı üretim sürecinin yan ürünlerinden biri olan pirinadan tamamen biyobozunur özellikte selüloz asetat üretilmesi yöntemi ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME PIRINADAN SELÜLOZ ASETATLARIN ÜRETIM YÖNTEMI Teknik Alan Bulus, zeytinyagi üretim sürecinin yan ürünlerinden biri olan pirinadan tamamen biyobozunur özellikte selüloz asetat üretilmesi yöntemi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Pirina, zeytinyagi üretiminden artakalan atik malzemelerden biri olarak teknik alanda bilinmektedir. Genel olarak, zeytinyagi üretim sürecinde, 100 birim zeytinden 40 birim pirina elde edilmektedir. Pirina saf bir madde olmayip içinde bir miktar yag ihtiva etmektedir. Bahsedilen yag orani yaklasik olarak %4-8 civarindadir. Yaga ek olarak, pirina içeriginde %25 civarinda nem bulunmaktadir. Pirinanin selüloz içerigi ise yaklasik %40 civarindadir. Bu anlamda, pirina selülozunun saflastirilmasi ve bundan endüstriyel kullanima sahip ürünlerin eldesi büyük önem arz etmektedir. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren, pirinalardan selüloz asetatlarin üretim yöntemi ile ilgilidir. Bulusun ana amaci, pirinadan selüloz asetatin seri bir sekilde üretilmesi için bir yöntem gelistirmektir. Bulus konusu yöntemde, ilk olarak, yenilenebilir bir kaynak olan pirinadan saf selüloz elde edilmekte, daha sonra da söz konusu saf selülozdan; selüloz asetatlarin üretilmesi saglanmaktadir. Bulus sayesinde zeytinyagi üretiminin yan ürünlerinden biri olan pirinadan yola çikarak tamamen biyobozunur bir malzeme olan selüloz asetatlarin sentezlenmesi mümkün olmaktadir. Bulusun bir diger amaci, bozunur ve çevreci bir termoplastik malzeme olan selüloz asetatlarin sentezleri gerçeklestirmektir. Söz konusu malzemeler termoplastik polimerler olup, biyobozunur olduklarindan birçok petrol kökenli termoplastik malzemenin kullanildigi alanlarda onlarin yerine kullanilabilmektedir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusun tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak açiklanmaktadir. Bulus, zeytinyagi üretim sürecinin yan ürünlerinden biri olan pirinadan tamamen biyobozunur özellikte selüloz asetat üretilmesi yöntemi ile ilgilidir. Söz konusu üretim yönteminde, ilk olarak pirinalar kurutulmakta ve ekstraksiyon islemi ile içerigindeki yaglarindan arindirilmaktadir. Yaglardan arindirilmasi islem adiminda, yag çözücü solvent kullanilmaktadir. Yaglarindan arindirilan pirinanin içindeki lignin, hemiselüloz ve protein kalintilarindan kurtulmak için yeterli miktarda bazik bir madde ile basinç altinda veya normal atmosferde kaynatilmaktadir. Bu islem sonucu hemiselüloz ve lignin suda çözünen tuzu halinde ve proteinler de amino asitlerine kadar parçalanmis halde sulu çözeltiye geçmis olmaktadir. Hemiselülozun yapisi asagida verilmektedir. - Xylose - [Sti-4) - Mannose - ß(i,4}i - Glucose - - alphallßji - Galactose Geriye kalan kati madde ise saf selülozdan olusmaktadir. Ancak içinde bir miktar lignin türevi kaldigi için renkli olabilmektedir. Bu rengin giderilmesi için bu ham selüloz uygun miktar hidrojen peroksit veya sodyum hipoklorit (çamasir suyu) gibi bir agartici ile kaynatilarak agartma islemi yapilmakta ve saf selüloz elde edilmektedir. Eger çok saf pirina selülozu ele edilmek isteniyorsa elde edilen selüloz karbon disülfür kullanilarak tekrar rejenere edilmektedir. Rejenere edilmis veya agartilmis pirina selülozu daha sonra asetik anhidrit, metilen klorür ve sülfürik asit içeren asetilleme karisimi ile reaksiyona sokularak asetillenmektedir. Kullanilan asetik anhidrit miktari ve bekletme süreleri ayarlanarak monoasetat, diasetat veya triasetat elde edilebilmektedir. Saf selüloz bir karbonhidrat polimeri olup yapisinda glikoz birimleri bulunmaktadir. Selüloz molekülü yapisinda yüzlerce veya binlerce glikoz molekülü bulundurabilmektedir. D-Glikoz molekülleri ß-1,4 glikozidik bagla birbirlerine baglanarak selüloz polimerini olusturmaktadir. Selüloz polimeri lineer bir zincir yapiya sahip olup herhangi bir dallanma içermemektedir (Birkaç özel çözelti disinda ki bunlar; Lucas reaktifi, Schweitzer reaktifi, LiCl/N,N dimetil asetamid kompleksi gibi bazi özel çözeltilerdir). Selülozun yapisi asagida verilmektedir. Selülozun tekrar eden birimleri incelendiginde primer ve sekonder hidroksil gruplari içerdigi görülmektedir. Uygun bir ortamda bu hidroksil gruplari esterifikasyon, eterifikasyon, sübstitüsyon gibi reaksiyonlari kolaylikla vermektedir. Selüloz esasli en yaygin polimerlerden biri de selüloz asetattir. Asetilasyon derecesine göre selüloz monoasetat, selüloz diasetat ve selüloz triasetat gibi isimler alan termoplastik polimerler elde edilmektedir. Selüloz asetatlar selülozun uygun miktardaki asetik anhidrit (glikoz birimlerinin 1 mol kati, 2 mol kati, 3 mol kati gibi) ile reaksiyonu ile elde edilmektedir. Reaksiyonda sülfürik asit ve magnezyum sülfat tuzu katalizör olarak kullanilmaktadir. Elde edilen termoplastik malzeme su ile yikanarak içindeki sülfürik asitten ve magnezyum tuzlarindan kurtarilmaktadir. Daha sonra uygun bir proses ile film, granül veya sekillendirilmis parça üretiminde kullanilmaktadir. Selüloz diasetatin yapisi asagida verilmektedir. Bulus kapsaminda pirinalardan selüloz asetatlarin üretim yöntemini olusturan islem adimlarina iliskin örneklere asagida yer verilmektedir. Bu örnekler, herhangi bir kisitlayici anlam ihtiva etmeksizin, bulusun uygulanmasina ve etkinligine iliskin örnek teskil etmektedir. Örnek 1. Pirinanin Ekstraksiyonu litrelik bir sokslet ekstraktörüne reaktöre 5 kilogram kuru pirina ve 15 litre yag çözücüsü olarak adlandirilan düsük kaynama noktali olan tercihen metilen klorür, etil asetat, aseton veya dietileter gibi düsük polariteli bir solvent eklenmektedir. Pirinanin tipine göre en az iki kez olmak üzere, en fazla 30 defa sifonlanmaktadir. Islem sonunda üstteki yagindan arindirilmis pirina bir sonraki asamalarda kullanilmaktadir. Örnek 2. Pirinadan Saf Selüloz Eldesi litrelik reaktöre 5 kg yagi alinmis kuru prina konulmakta ve üzerine 10 kg agirlikça olarak 4 saat kaynatilmaktadir. Eger çok saf selüloz isteniyorsa kaynatma islemi basinç altinda yapilmaktadir. Basinç altina kaynatma isleminde basinçli reaktör de en az 130 °C en fazla 180 °C arasinda pirina kaynatilmaktadir. Kaynatma islemi sonrasinda selüloz hala bir miktar renk tasiyorsa %5'lik çamasir suyu çözeltisi ile kaynatilmaktadir. Daha sonra pirina selülozu suyla yikanmakta ve preslenerek kurutulmaktadir. Elde edilen bu saf selüloz sonraki asamalarda kullanilmaktadir. Örnek 3. Pirinadan Elde Edilen Selülozun Ileri Derece Saflastirilmasi litrelik reaktöre 5 kg Örnek 2'den elde edilen pirina selülozu ve 5 kg %20 lik sodyum hidroksit konulmaktadir. Oda sicakliginda veya en fazla 50 °C sicaklikta 60 dakika karistirilmaktadir. Daha sonra malzeme preslenerek kurutulmaktadir. Malzemenin cinsine bagli olarak 5 saatten az olmamak üzere en fazla 3 gün bekletilmektedir. Daha sonra bu maddeye 10 kg karbon disülfür ilave edilmekte ve tüm selüloz çözünene kadar karistirilmaktadir. Bu islem 5 günü bulabilmektedir. Çözünmüs olan selüloz daha sonra %10-20 sodyum sülfat içeren %15"lik sülfürik asit banyosunda yikanarak rejenere edilmektedir. Bu islem sonucunda Rayon olarak adlandirilan çok saf bir selülozik malzeme elde edilmektedir. Daha sonraki basamaklarda bu malzeme veya Örnek 2"deki malzeme kullanilabilir. Örnek 4. Pirina Selülozundan Selüloz Diasetat Üretimi 50 litrelik reaktöre 5 kg daha önceden susuz asetik asitle muamele edilmis pirina selülozu konulmaktadir. Burada kullanilan selülozun 100 birimi için 40 birim susuz asetik asitte 1 gün bekletilip sonra preslenerek kurutulmaktadir. Daha sonra bu selüloz kg asetik anhidrit, 50 g sülfürik asit ve 20 kg metilen klorür ile karistirilmaktadir. Reaksiyon karisimi 5-8 saat arasi yüksek devirli bir karistirici ile hizli bir sekilde karistirilmaktadir. Karistirma sirasinda sicakligin 25-35 °C arasinda olmasina dikkat edilmektedir. Daha sonra bu reaksiyon karisimi yeteri miktar %50 lik asetik asit çözeltisine konulmakta ve 48-96 saat arasi optimal olarak 72 saat bekletilmektedir. Sülfürik asidi nötralize etmek için kafi miktar sodyum asetat ilave edilmekte ve metilen klorür distilasyonla uçurulmaktadir. Suyla yikanan karisim kurutulmaktadir. Daha ileri bir saflastirmaya tabi tutulmadan oldugu gibi kullanilmaktadir. Elde edilen ürünün yapisi (selüloz diasetat) asagida verilmektedir. (ITO-CHa Örnek 5. Pirina Selülozundan Selüloz Triasetat Üretimi 50 litrelik reaktöre 5 kg daha önceden susuz asetik asitle muamele edilmis pirina selülozu konulmaktadir. Burada kullanilan selülozun 100 birimi için 40 birim susuz asetik asitte 1 gün bekletilip sonra preslenerek kurutulmaktadir. Daha sonra bu selüloz kg asetik anhidrit, 50 g sülfürik asit ve 20 kg metilen klorür ile karistirilmaktadir. Reaksiyon karisimi 5-8 saat arasi yüksek devirli bir karistirici ile hizli bir sekilde karistirilmaktadir. Karistirma sirasinda sicakligin 25-35 00 arasinda olmasina dikkat edilmektedir. Daha sonra bu reaksiyon karisimi yeteri miktar %50"lik asetik asit çözeltisine konur çöktürülmektedir. Üstteki sulu faz atiImaktadir. Tekrar su eklenerek yikanmakta, bu esnada kâfi miktar sodyum asetat ilave edilerek sülfürik asit nörallestirilmekte ve metilen klorür distilasyonla uçurulmaktadir. Suyla yikanan karisim kurutulmaktadir. Daha ileri bir saflastirmaya tabi tutulmadan oldugu gibi kullanilmaktadir. Elde edilen malzemenin yapisi (selüloz tri asetat) asagida verilmektedir. TR TR TR

Claims (1)

1.ISTEMLER . Zeytinyagi üretim sürecinin yan ürünlerinden biri olan pirinadan biyobozunur özellikte selüloz asetat üretilmesi için bir yöntem olup, özelligi; 0 Söz konusu pirinalarin kurutulmasi, o Kurutulan pirinalarin içerigindeki yaglarindan arindirilmasi, o Yaglarindan arindirilan pirinanin içindeki lignin, hemiselüloz ve protein kalintilarindan kurtulmasi için bazik bir madde ile kaynatilmasi, o Geriye kalan kati madde formundaki saf selülozun renginin giderilmesi için agartici ile kaynatilarak agartma islemi yapilmasi, 0 Söz konusu selülozun asetik anhidrit, metilen klorür ve sülfürik asit içeren asetilleme karisimi ile reaksiyona sokularak asetillenmesi islem adimlarini içermesidir. . Istem 1'e uygun bir yöntem olup, özelligi; selüloz safligini arttirmak üzere, elde edilen selülozun karbon disülfür kullanilarak rejenere edilmesi islem adimini içermesidir. . Istem 1'e uygun bir yöntem olup, özelligi; yaglardan arindirilmasi asamasinda, yag çözücü solvent ile ekstraksiyon uygulanmasi islem adimini içermesidir. . Istem 1”e uygun bir yöntem olup, özelligi; yaglarindan arindirilan pirinanin içindeki lignin, hemiselüloz ve protein kalintilarindan kurtulmasi için bazik bir madde ile kaynatma isleminin basinç altinda veya normal atmosferde gerçeklestirilmesidir. . Istem 1'e uygun bir yöntem olup, özelligi; agartici olarak hidrojen peroksit veya sodyum hipoklorit (çamasir suyu) kullanilmasidir. . Istem 1'e uygun bir yöntem olup, özelligi; kullanilan asetik anhidrit miktari ve bekletme süreleri ayarlanarak monoasetat, diasetat veya triasetat elde edilmesi islem adimini içermesidir. TR TR TR