Elde Edilen Sulu ve Katı Faz Sonuçlarının Değerlendirilmesi

Odunsu biyokütleler çeşitli kimyasalların ve yakıtların üretiminde fosil kökenli kaynaklara alternatif olarak kullanılmaktadırlar. Odun içeriğinde selüloz, hemiselüloz ve lignin bulunmaktadır (Goldstein 1981) (Şekil 4.31). Bu çalışmada kullanılan talaşın içeriğinde de selüloz, hemiselüloz ve lignin bulunmaktadır. Odunsu biyokütle olan talaş bu çalışmada olduğu gibi kimyasal eldesi, ayrıca yakıt üretimi için kullanılabilmektedir.

Şekil 4.31 Odunun yapısı ve bileşimi

Biyokütlelerin dönüşümlerinde birçok yöntem kullanılmaktadır; piroliz, asidik hidroliz ve enzimatik hidroliz bunlardan bir kaçıdır. Son zamanlarda ise kritik üstü akışkan teknolojisi biyokütle dönüşümünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada biyokütle dönüşümü için kritik üstü akışkan teknolojisi kullanılmıştır. Meşe odunundan elde edilen talaş bu çalışmada, kritik üstü akışkan teknolojisi kullanılarak dönüştürülmüş ve değerli kimyasallar elde edilmiştir.

Odunun ana bileşenleri olan selüloz, hemiselüloz (karbonhidratlar) ve lignin, talaşın hidrotermal dönüşümünden sonra suda çözünen ve suda çözünmeyen olarak iki faza dağılır (Saka and Konishi 2001). Suda çözünen bileşiklerin içerisinde glikoz, ksiloz ve bunlardan oluşan diğer bileşenler bulunur. Lignin türevleri de genellikle suda çözünmeyen bileşikler olduğu için çoğunlukla katı fazda bulunurlar. Bu da şunu gösterir ki, lignin türevlerinin yapısı hidrofobik olduğundan dolayı suda az miktarda çözünmektedirler. Fakat suda çözünen kısımda da lignin türevlerinden olan bileşikler

bulunmaktadır (Ehara et al. 2002). Bu çalışma kapsamında yapılan deneylerde de Saka, Konishi ve Ehara’ nın yaptığı çalışmalarda elde ettiği sonuçlar görülmüştür.

Kritik üstü suyun dielektrik sabitinin düşmesiyle kritik üstü suda küçük organik bileşiklerin çözünürlüğü artar (Osada et al. 2006). Kritik üstü su asidik katalizör özelliği de gösterir. Normal koşullarda suyun dielektrik sabiti 80 F/m civarındadır. Kritik üstü suyun dielektrik sabiti normal koşullardaki asetonun dielektrik sabitine yakındır (yaklaşık 15–20 F/m arasında). Dielektrik sabitinin bu aralıkta olması suyun hidrofobik maddeleri çözmesini sağlamaktadır (Ehara et al. 2002). Kritik üstü su; küçük organik bileşiklerin ve hafif gazların karışabilirliğini sağlar. Kritik değerlerdeki suyun yoğunluk özelliğiyle baskın reaksiyon mekanizmalarının örneğin; serbest radikal ve iyonik reaksiyonların olabilirliği artmaktadır. Talaşın kritik üstü suda bozunması sırasında oluşan gaz fazı reaksiyonları aşağıda verilmiştir.

1- C + H2O → CO + H2 (endotermik) 2- CO + H2O → CO2 + H2 (termonötral) 3- CO + 3H2 → CH4 + H2O (ekzotermik)

Birinci reaksiyon su-gaz reaksiyonudur. İkinci reaksiyon su-gaz geçiş reaksiyonudur.

Üçüncü reaksiyon metan oluşum reaksiyonudur. Gaz ürünler genellikle 572 ºC ’nin üstünde yapılan deneylerde daha fazla miktarda oluşur. 572 ºC’ nin altındaki deneylerde karbondioksit ana gaz ürünlerindendir (Osada et al. 2006).

Talaşı oluşturan yapılardan biri olan lignin; çok kararlı bir aromatik polimerdir.

Ligninin yapısında birbirine kovalent bağlı p-kumaril alkolün fenilpropan (C6- C3) birimleri, koniferil alkol ve sinapil alkolün 2. veya 3. karbondan birbirlerine bağlanarak oluşturdukları eter yapısı (Amen-Chen et al. 2001) ve C-C bağları bulunmaktadır (Haluc and Irmouli 1998). Ligninde yer alan eterik bağlar su moleküllerinin veya [H⁺], [OH^-] iyonlarının katalizlemesiyle koparak hidrolize uğrar (Bobleter 1994). Kritik üstü su zayıf polar özellikli bir çözücü olarak davranır ve bu durumda lignin hidrolize

uğrayarak fenolik yapıları oluşturur. Bu çalışmada da ligninin hidrolizi sonucu fenolik yapılar oluşmaktadır.

Talaşın diğer bir bileşeni de hemiselülozdur. Hemiselüloz karmaşık amorf şeker polimeridir. Yapısını; altı karbonlu (galaktoz, glikoz ve mannoz) ve beş karbonlu (ksiloz ve arabinoz) şekerler oluşturur. Ana bileşeni genellikle ksilan polimerinin ksiloz monomer birimleridir. Hemiselüloz dallanmış yapısından dolayı amorf bir yapıya sahiptir. Bu özelliği nedeniyle monomerlerine selüloza göre daha kolay hidroliz olur (Huber et al. 2006).

Selüloz talaşı oluşturan yapılardan üçüncüsüdür. Odunsu biyokütlelerin yapılarında yüksek oranda selüloz bulunur. Selüloz doğrusal yapılı polisakkarittir. Hemiselülozun aksine selüloz tek tip şeker polimeridir. Yapısında bulunan hidrojen bağları doğrusal zincir yapısının korunmasına ve sağlamlaşmasına yardımcı olur. Selülozun alt ve üst zincirleri tümüyle hidrofobik yapılardır. Yan selüloz zincirleri hidrofiliktir ve hidrojen bağı yapabilir. Çünkü alifatik hidrojen atomları aksiyal durumda, polar hidroksil grupları da ekvatoryal durumda yer alır. Böylece selüloz hidroliz esnasında, oligomerlerine ve glikoza parçalanmaktadır (Huber et al. 2006). Bu çalışmada, talaşın parçalanması sonucu oluşan selüloz molekülü ortamda glikoz, levoglikosan, 5-HMF, FU gözlenmesine neden olmaktadır. Ortamda ilk olarak hemiselüloz bozunur ve % 90’ı ilk dakikalarda özellikle 230 °C civarında monomerik şekerlere hidrolizlenir. Fakat glikoz ve ksiloz gibi monomerik şekerler 300 ve 350 °C’ de ortamda bulunmaktadırlar (Huber et al. 2006). Bu yüzden hemiselüloz için uygun koşullar bulunmalıdır. Şekil 4.32’ de odunsu biyokütlelerin genel olarak yapısı ve bu yapıyı oluşturan birimlerinin hidroliz ile parçalanmaları verilmiştir.

Şekil 4.32 Odunsu biyokütlelerin yapısının reaksiyondan önce ve sonraki durumları (Huber et al. 2006)

Bu çalışmada uygulanan hidrotermal yöntemde yer alan kritik altı ve yakın kritik şartlarda bulunan su, talaş yapısının parçalanması için iyi bir çözücü ortamı rolü oynamıştır. Şekil 4.32’ de verilen şemaya göre kritik üstü su ortamında talaşın yapısını oluşturan bileşiklerin bozunma mekanizmalarını ve sonuçlara olan etkileri incelendiğinde; yaklaşık % 10–25 civarında bulunan lignin kritik üstü su ortamında ilk olarak hidrolize uğrar, dealkilleme ile formaldehit ve düşük molekül kütleli bileşikleri oluşturur ( sringol, guaikol, katekol ve fenoller). Daha sonra formaldehit ve diğer bileşiklerin çapraz bağlanması gerçekleşir. Arta kalan lignin yüksek moleküllü bileşiklerin oluşmasına neden olur. Kritik üstü su ortamında ligninden oluşan guaikol;

katekole ve metanole dönüşür. Daha sonra da katekol; artık kok, fenol ve o-kresol bileşiklerini meydana getirir. Reaksiyon süresinin uzun olması durumunda oluşan sringol ve guaikol, katekollere dönüşmektedir (Fang et al. 2008). Katekol verimi, artan deney süresi (30 dakikaya kadar) ile birlikte artış göstermektedir. 30 dakikayı aşan deney süresi ile açıkça bu verimin düştüğü gözlenmiştir (özellikle 400 °C’ de iken).

Diğer yandan fenol, m-krezol, p-krezol ve o-krezol verimi de, artan reaksiyon süresi ile birlikte artış göstermektedir. 90 dakika geçtikten sonra ortamda katekol verimi düşerken, fenol verimi artış göstermektedir. Bu sırada m, p-krezol ve o-krezol verimleri hemen hemen sabit kalmaktadır (Wahyudiono et al. 2008).

Reaksiyon süresi ve reaksiyon sıcaklığı guaikolden fenolün oluşma mekanizmasında önemlidir. Z. Fang ve çalışma grubunun yaptıkları çalışmaya göre lignin, kritik üstü su ortamında 174 ºC’ de bozunmaya başlar. Ardından sıcaklık 377 ºC’ ye çıktıkça ortamda kırmızı renkli bir çözelti oluşmaktadır (Fang et al. 2008).

Bu çalışmada da literatüre paralel olarak 375 ºC’ de lignini oluşturan bileşiklerin bir kısmının sulu çözeltiye geçtiği ve ligninin parçalanmaya başladığı saptanmıştır. Ayrıca lignin dönüşümü sonucunda katı fazı oluşturan bileşikler meydana gelmekte ve parçalanmadan kalan bir kısım lignin de yine katı faz içerisinde yer almaktadır. Orijinal lignine ait FTIR spektrumunda karakteristik olarak 2800–3000 cm^-1 piki gözlenmektedir (Fang et al. 2008). Bu çalışmada elde edilen katıların Şekil 4.28, 4.29 ve 4.30’da verilen FTIR spektrumlarına bakıldığında 2800–3000 cm^-1 aralığında sıcaklık artmasıyla bant şiddetlerinde azalma olmuştur. Böylece yakın kritik sıcaklıkta (375 ºC) talaş yapısında bulunan ligninde daha fazla parçalanma gerçekleşmiştir.

Şekil 4.7’de verilen grafiğe göre de sıcaklığın artmasıyla fenol miktarının artış göstermesi talaş yapısında bulunan ve fenol oluşumuna yol açan bileşenlerden biri olan lignin parçalanmasının fazla olmasından kaynaklamaktadır. Aynı zamanda oluşan fenol ve türevleri katı bileşenlerin oluşmasına yol açmaktadır. Buna göre de; talaşın sıvı fazdaki fenol içeriği az, katı verim miktarı ise (Şekil 4.22, 4.23 ve 4.24) fazladır. Kritik üstü su ile lignin parçalanmasının genel şeması Şekil 4.33’ te verilmiştir.

Şekil 4.33 Kritik üstü su ortamında ligninin bozunma mekanizması (Fang et al. 2008)

Kritik üstü su ile lignin yapısında bulunan eter ve C-C bağları hidrolize uğrayarak fenol türevleri (sringoller, guaikoller, katekoller) oluşur. Oluşan fenol türevleri de hidrolize uğrayarak metanol, hidrokarbonlar, asitler ve aldehit bileşiklerini meydana getirir. Aynı zamanda lignin hidrolizinden oluşan katekoller, dealkilleme ve C-C bağlarının kopmasıyla aromatik bileşikleri oluştururlar. Oluşan bu bileşikler düşük molekül kütleli bileşikler olup, su fazının ana bileşenleri arasındadır. Sıvı faz içerisinde bulunan bileşiklerin dealkillenmesi ile gaz ürünler de meydana gelir. Aynı zamanda sıvı fazda bulunan fenol türevlerinin hidrolizi ve dealkillenmesi sonucunda meydana gelen aromatikler; poliaromatik hidrokarbonlara ve ağır hidrokarbonlara dönüşürler (Fang et al. 2008). Bu bileşiklerin tümüne büyük molekül kütleli bileşikler denir. Büyük molekül kütleli bileşikler sıvı fazda oluşan aldehitler ile çapraz bağlanarak tekrar polimerleşme reaksiyonu gerçekleştirerek katı fazı meydana getirirler. Sıvı fazı oluşturan bileşiklerin verimlerinin düşük çıkmasının nedeni gerçekleşen polimerizasyon reaksiyonundan kaynaklanır (Wahyudiono et al. 2008).

Eter ve karbon-karbon bağlarının parçalanması ligninin bozunma mekanizması için önemli bir faktördür. Çünkü ligninin ara ürünlerine parçalanma mekanizması hidroliz yardımıyla meydana gelmekte ve hidroliz reaksiyonu kritik üstü koşullar altında eter ve ester bağları üzerinden gerçekleşmektedir (Wahyudiono et al. 2008). Bozunma reaksiyonları sonrasında ortamda bulunan ürünler monosakkaritler, fenoller, furfurallar, asitler ve aldehitlerdir.

Hemiselülozun hidrolizi, asetik asitin salındığı ve reaksiyonun katalizlendiği sıcaklık olan 210 °C’ de gerçekleşmektedir (Allen et al. 2001). Suda çözünebilen oligomerler sıcak su işlemlerinde yüksek verimlerde oluşmaktadırlar. Hemiselülozun (hızlı hidrolizlenen ve yavaş hidrolizlenen) hidroliz çeşitlerini kinetik model genellikle birleştirmektedir (Şekil 4.34).

Şekil 4.34 Hemiselüloz parçalanmasının kinetik modeli (Saka and Konishi 2001)

Asetik asit; selüloz ve hemiselülozun parçalanma ürünlerindendir. Asetik asit talaşın bozunma ürünlerinde; ortamdaki hemiselülozun asetik asit oluşumunu katalizlemesinden dolayı daha fazla çıkmıştır (Şekil 4.10).

Selülozun şekerlere parçalanma mekanizması oldukça hızlı bir mekanizma olmasına rağmen ardından meydana gelen levulinik asit oluşum mekanizması oldukça yavaş bir mekanizmadır.

Şekil 4.35 Selülozun bozunma mekanizması (Huber et al. 2006)

Levulinik asit; şeker ve selülozun asit katalizli dehidrasyonunun son ürünü olarak ortaya çıkmaktadır. Bu bozunma Şekil 4.36’ da gösterilmektedir. Bu bozunma sonucunda formik asit (1:1 molar oranda) ve su da yan ürün olarak oluşmaktadır. Levulinik ve formik asitin olefinlerle oluşan reaksiyonlarından levulinik ve formik esterleri oluşabilmektedir (Fagan et al. 2003). Formik esterler yakıtların katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Fakat bu reaksiyon sırasında yüksek miktarda katı ürünler de (zengin organik maddeler ve katran) meydana gelmektedir. Levulinik asitin oluşum mekanizması Horvat ve çalışma grubu tarafından açıklanmıştır (Şekil 4.36) (Horvat et al. 1985).

Şekil 4.36 5-HMF’ den levulinik asit oluşum mekanizması (Horvat et al. 1985)

Şekil 4.36’ da da görüldüğü üzere ilk olarak şekerlere, ardından levulinik asit ve formik asite dönüşen bileşik selülozdur.

Elde edilen sonuçlara göre 225 °C’ de 5-HMF miktarı fazla (Şekil 4.4) iken formik asit ve levulinik asit miktarı çok azdır (Şekil 4.10). Fakat yakın kritik sıcaklığa çıkıldıkça 5-HMF parçalanmasından oluşan levulinik ve formik asit miktarlarında artış gözlenerek beklenen sonuç elde edilmiştir.

2-furaldehit (FU), ksilozun parçalanma ürünü olarak hemiselülozdan oluşmaktadır.

Selüloz ve hemiselüloz parçalanmasıyla sıvı fazda oluşan furfural, Şekil 4.5’ de verilen grafiğe göre yakın kritik sıcaklıkta tamamına yakın miktarda parçalanmaktadır.

Furfural, hidrojenasyon reaksiyonu ile furfuril alkol, metil furan, tetrahidrofurfural alkol ve metil tetrahidrofurana dönüşebilmektedir (Huber et al. 2006). Dönüşüm mekanizması Şekil 4.37’ de gösterilmiştir.

Şekil 4.37 Furfuralın hidrojenasyon reaksiyonu (Huber et al. 2006)

Selüloz ve diğer biyokütlelerin bozunmasıyla ilgili genel olarak alkali tuzların sıvı fazı oluşturan ürünlerin verimlerini azalttığı bilinse de katı veriminde de artışa neden olduğu yapılan birçok temel çalışmada gösterilmiştir (Richards and Zheng 1991, Antal and Varhegyi 1995, Raveendran et al. 1995, Raveendran et al. 1996). Katı partiküllerin oluşumu 2 türlü gerçekleşir. Bunlar fenolik katılar ve poliaromatik katılar olmak üzere 2 çeşittir (Fang et al. 2008).

Dayton’ un çalışmalarına göre; alkali metalden oluşan tuzlar (K2CO3) gazlaştırma katalizörü olarak, az miktarda karbon dönüşümünden dolayı etkili değillerdir. Bu tuzlar katı miktarını artırırlar ve alkali metallerin geri kazanımı da zordur (Dayton 2002).

Metal iyonlarının ve tuzlarının gerçekleşen dönüşümde oluşturdukları mekanizma tam olarak bilinmemektedir. Fakat alkali tuzların varlığı dönüşüm mekanizması üzerinde sıcaklıktan daha çok etkilidir (Nimlos et al. 2003). Alkali tuz olan K2CO3 katalizörü hidroksitlerine göre daha etkilidir. Bunun olası nedeni ise; alkali tuzlar suyla reaksiyona girerek bikarbonatlarını meydana getirirler. Bikarbonat ise ikincil bir katalizör özelliği göstererek düşük sıcaklıkta gerçekleşen hidrotermal dönüşümü katalizlerler. Oluşan sıvı ve gaz fazı verimlerinde alkali tuz katalizörü varlığı daha baskındır. Fakat yapılan çalışmalara göre, gaz verimi K2CO3 varlığında daha fazla artış göstermektedir. Deneyler

sonucunda elde edilen sıvı faz analizlerinde de 225 °C’ de ürün dağılımı K2CO3

varlığında diğer katalizörlere göre daha düşüktür. Lignoselülozun bozunma ürünü olan levoglikosanın alkali tuz katalizörleri kullanılmadığı zaman sıvı fazdaki veriminde artış gözlenmiştir (Evans et al. 1986). Talaşın bozunması ile oluşan levoglukosan miktarlarına bakıldığında (Şekil 4.2 ve Şekil 4.3) yakın kritik 375 °C ve kritik altı 225

°C sıcaklıkta alkali özellikte olan K2CO3 katalizörü olumlu bir etki sağlamamıştır.

Asidik özellik gösteren HZSM-5 ve silika destekli nikel katalizörlerinin levoglikosan miktarını arttırmasıyla asit katalizli reaksiyonlarda pozitif sonuç alınacağı gözlenmiştir.

Asidik katalizör olan HZSM-5’in ürünleri genellikle aromatik bileşiklerdir. Sıcak su uygulamalarında suda çözünen oligomerler yüksek verimde oluşur. HZSM-5 yardımıyla ortamda fenol oluşumu düşüktür (Şekil 4.8 ve Şekil 4.9) ve sadece küçük miktarlarda propilen ve bütan oluşumu vardır. 2-metoksifenol de hidrokarbonların oluşumunda ortamda düşük miktarda oluşmakta ve termal parçalanma ile kok fazını oluşturmaktadır.

HZSM-5 katalizörü ile asetaldehit oluşumu da düşük miktarlarda gerçekleşmektedir (Şekil 4.14 ve Şekil 4.15). Ayrıca ligninin sıvıya dönüşümü dehidrojenasyon yoluyla HZSM-5 katalizörü varlığında olmaktadır. HZSM-5 katalizörünün etki ettiği asıl bileşiklerin propanol, butanol ve aseton olduğunu Gayubo ve çalışma grubu belirtmiştir (Gayubo et al. 2004a, Gayubo et al. 2004b).

Silika destekli Ni (Marquevich et al. 1999) ve metal temelli katalizörler (Takanabe et al.

2004, Rioche et al. 2005) varlığında H2 gazı oluşumu gerçekleşmekte ve ortamda biyokütlenin parçalanma ürünü olarak asetik asit, aseton, fenol, etanol, krezol, dibenzil eter, glikoz, ksiloz ve sukroz meydana gelmektedir. Asetik asit, Ni katalizörü yüzeyinde koklaşma problemine sebep olmaktadır (Marquevich et al. 1999).

Silika destekli nikel katalizörünün alkan oluşumuna karşı seçiciliği ise oldukça fazladır.

Alkanlar sıvı fazda sorbitollerin dehidrasyon / hidrojenasyon reaksiyonlarıyla oluşurlar ve de asidik yapıda olan SiO2 destekli Ni katalizörü varlığında bu reaksiyonlar katalizlenerek alkan miktarını arttırır.

375 °C’ de silika destekli nikel katalizörü varlığında deoksijenasyon reaksiyonları gerçekleşmekte ve sıvı ürün miktarı artmaktadır. Deoksijenasyon ile sıvıdaki O2 ile H2

etkileşerek suyu oluşturup, doymamış bağlarının doymasını sağlar (Huber et al. 2006).

Sıvı verimini arttırmak için 2 yöntem önerilmiştir;

1- Düşük sıcaklık ile (270 °C) hidrojenasyon etkisinden yararlanılarak kok meydana getiren ve reaktörü tıkayan ürünlerin katalizlenmesi.

2- Yüksek sıcaklıklarda hidrojenasyon meydana getiren katalizörler varlığında (silika destekli nikel) sıvı ürün verimlerinin arttırılması (Huber et al. 2006).

Buna göre bu çalışmada da bu yöntemler uygulanmış ve 225 °C’ de ve silika destekli Nikel katalizörü varlığında sıvı ürünlerin miktarının arttığı gözlenerek hidrojenasyonun etkisi doğrulanmıştır.

Şekil 4.38 D-Glikozun hidrojenasyon reaksiyonu (Silika destekli Nikel katalizörünün etki mekanizması) (Schimpf et al. 2007)

Silika destekli Nikel katalizörü asidik özelliğinden dolayı glikozdan 5-hidroksimetil furfural oluşumunu katalizler. Bu reaksiyon dehidrasyon mekanizmasıyla gerçekleşir.

Şekil 4.38’de silika destekli Nikelin etkisiyle glikozun hidrojenasyon reaksiyonu ve de dehidratasyon reaksiyonları ile dönüşüm mekanizması verilmiştir (Schimpf et al. 2007).

Şekil 4.39 Lignoselülozik maddelerin çözünme mekanizması (Hashaikeh et al. 2007)

Şekil 4.39 lignoselülozik esaslı biyokütle bozunması için bir mekanizma sunmaktadır.

Lignoselülozik esaslı biyokütle yapısı lignin, hemiselüloz ve selüloz karışımlarından oluşmaktadır. Farklı kimyasal yapıya sahip bu bileşenler biyokütle hücresinin duvarlarında karışık bir yapıda bulunmaktadır. Bu yapı 200–230 °C su ile muamele edildiğinde lignin ve hemiselüloz yapıları su fazına geçmektedir. Bu işlem sonrasında çözünme kolaylıkla sağlanmaktadır. Buna göre 225 °C’de parçalanma ürünleri olan madde miktarlarının neden daha yüksek olduğu konusuna da bir açıklama getirilmiştir (Hashaikeh et al. 2007). Asitlerden asetik asit miktarının yüksek oluşu selülozun yapısında bulunan 2-furankarboksaldehit ve 5-metil-2-furankarboksaldehitin asetik asit oluşumuna neden olması ile açıklanabilir (Karagöz et al. 2005).

Şekil 4.40 Furan oluşum mekanizması (Karagöz et al. 2005)

Şekil 4.40’da görülen A ve B mekanizmaları üzerinden 2-furankarboksialdehit, 5-metil-2-furankarboksialdehit bileşikleri oluşmaktadır. Talaşta bu maddelerin fazla miktarlarda elde edilmesinden dolayı asetik asit miktarında da artış gözlenmektedir.

Şekil 4.25, 4.26 ve 4.27’ de verilen talaşın hidrotermal dönüşümünden sonra ele geçen katının SEM analizi sonuçlarından katı parçacıkların yüzeyinin kanallardan oluşan bir lif yapısında olduğu gözlenmektedir. Talaşın orijinal yapısının az gözenekli yapıda olduğu ve işlemler sonunda ele geçen katı taneciklerin hidroliz sonrasında sıcaklıkla değişen çok gözenekli bir yapıya sahip olduğu söylenebilir (Şekil 4.25). Sıcaklığın artmasıyla katının yüzeyindeki gözeneklerin artması ise; yüzeyden ayrılan gazların ve küçük moleküllerin geride bıraktığı boşluklardan kaynaklanmaktadır (Şekil 4.25).

Hidrotermal dönüşümle elde edilen katı parçacıkların SEM görüntülerinde sıcaklık arttıkça yapıda ve oluşan gözeneklerde erime, yumuşama ve kaynaşma olduğu gözlenmiştir. Çok sayıda farklı boyut ve şekillerde gözenekli yapılar belirlenmiştir.

Dolayısıyla fenolik bileşiklerin polimerizasyonundan oluşan bu katı, adsorpsiyon veya benzeri amaçlar için kullanılabilme potansiyeli taşımaktadır.

Şekil 4.41 Talaşın bozunması sonucu değerli kimyasalların oluşum mekanizması (Huber et al. 2006)

Şekil 4.41 talaştan ısıl yöntemlerle elde edilen değerli kimyasalların oluşumunu özetlemektedir. Buradan kaynağı bol olan lignoselülozik esaslı biyokütlelere örnek teşkil eden odun talaşından çok sayıda değerli kimyasalların elde edilebileceği görülmektedir. Bu tezde, kritik üstü şartlarda bulunan su ekstraksiyonu yöntemi ile odun talaşından elde edilen bu kimyasalların bazılarının oluşma mekanizmaları açıklanmış ve sonuçlara deney şartlarının etkisi de irdelenerek ortaya konmuştur.