Deniz kabukluları atığından ultrasonik reaktörde kitosan üretimi

Abstract

Deniz kabuklularının atıkları kitin olarak bilinen ve doğada kendiliğinden oluşan biyopolimerin en önemli kaynağını oluşturmaktadır. Kitosan kitinde bulunan asetil gruplarının uzaklaştırılması ile elde edilen bir glikozamin biyopolimeridir. Kitosanın kitine kıyasla ilgi çekici materyal olma özelliği ticari olarak elde edilebilirliği ve birçok formda kullanılabilirliğidir. Kitosan üretimi için çeşitli kitin kaynakları kullanılmakla birlikte bunlar içerisinde en verimli olanları deniz kabuklularıdır. Deniz kabuklularından kitin izolasyonu, kabuklardaki mineral, protein ve pigmentler uzaklaştırılarak gerçekleştirilir. Kitindeki asetil gruplarının deasetilasyon işlemi ile uzaklaştırılmasıyla da kitosan üretimi gerçekleştirilir. Kitin izolasyonu ve deasetilasyon ve reaksiyonları için sıcaklık, derişim, ultrason etkisi ve reaksiyon sürelerinin kitin/kitosan üretim verimi üzerine etkileri parametrik olarak incelenmiştir. Sıcaklık, derişim ve reaksiyon süresi arttıkça kitosan veriminin arttığı, ultrason ortamında artış oranının daha fazla olduğu görülmüştür. HPLC ve FTIR analizleri sonuçları kantitatif olarak incelenmiĢ ve kitosan verimleriyle kitosana ait deasetilasyon derecelerine ulaşılmıştır. Yüksek sıcaklık ve çözelti derişiminde, reaksiyon süresi arttıkça verim artışından sonraki azalma, ultrasonun da hızlandırıcı etkisiyle kitosanın monomerlerine parçalanarak verimi düşürdüğü göstermektedir. 60°C’ de, 120 dk reaksiyon süresinde, 3M çözelti kullanılarak, ultrasonlu ortamda elde edilen kitosan da %34 verim elde edilirken, deasetilasyon derecesinde %9’ luk artıĢ sağlanmaktadır.

Shellfish wastes have been the primary source of a naturally occurring bioploymer known as chitin. Chitosan is a glucoseamine biopolymer which is obtained by removing of acetyl groups found in chitin. The more interesting material property of chitosan compared to chitin, is due to the large variety of useful forms and commercially availiability. Although there are various chitin sources for chitosan production, shellfish is the most efficient one. Isolation of chitin from shellfish wastes carried out by removing the minerals, proteins and pigments. Then chitosan production was achieved by removing of the acetyl groups in chitin via deacetylation. The effects of temperature, concentration, ultrasound intensity and reaction times on the chitin/chitosan production yield during the chitin isolation an deacetylation opertaions and reactions, were parametrically examined. Chitosan yield increases with the increasing of temperature, concentration ve reaction time and also teh effect of ultrasound. HPLC and FTIR analysis results have been achieved with the degree of deacetylation of chitosan and chitosan yield quantitatively examined. The reduction of yield after the increase shows that the accelerator effect of ultrasound, high temperature and solution concentraion, the chitosan monomers are broken by tihs parameters. At 60°C, 120 min reaction time, 3M solution concentration with ultrasound assistance, the chitosan was obtained in 34% yield and deacetylation degree of 9% increase is achieved.