Includes CD

Includes references (75-79 p.)

'ABSTRACT Enzymatic saccharification is the breaking down of complex sugars into simple hexoes or other reducing sugar molecule, with the aid of an enzyme. Cellulase an enzyme with its specificity of converting cellulose to glucose and other reducing sugars. The word fast depletion of petroleum reserves calls for an alternative for fossil fuel. In recent years ethanol has emerged as the most important alternative to fossil fuel and has created a great deal of reserach in renewable energy generation. Research on improving ethanol generated for lignocellulosic biomass has gained ecological and economic advantages as the best alternative to petroleum based fuel because of its environmental acceptance and availability of source material. Lignocellulosic biomass is the most abundant organic biomass in the world, thus production of hexoes from lignocellusic biomass may improve energy availability, decrease air pollution and diminish atmospheric CO2 accumulation. The aim of this work is to generate hexoes from mustard plant which will further undergo fermentation to produce ethanol in an eco-friendly and profitable manner. 3g/gmp was pretreated with dilute H2SO4 using a microwave for 6min at 190ºC, Enxymatic saccharification proceeded 50ºC at pH4.8 for 56 hours with a total sugar amount of 34.5g/L, Saccharomyses Cerevisiae the fermentation strain produced 16.68g/L ethanol at pH5, 30ºC for 27 hours. The maximum ethanol yield from yeast was 76% which was observed at the 20th hour. Basically the generation of ethanol from mustard plant will be an eye-opener and will reduce the dependency on petroleum based fuel. Furthermore, it will reduce disposal problem of lignocellulosic biomass (mustard plant) cutoff and regarded as weed, making a healthy and clean environment free from pollution. Keywords: Mustard plant; lignocellulosic biomass, pretreatment; enzymatic saccharification; ethanol. ÖZET Enzimatik sakkarifikasyon kompleks yapili şekerlerin enzimler yardimiyla parçalanarak basit yapili şekerlere (hexoes) indirgenmesi indirgenmesi işlemidir. Selülaz, selülozun glukoz ve diğer basit şekerlere indirgeyebilen bir enzimdir. Petrol kaynaklarindaki hizli azalim fosil kaynaklarina alternatif bir çözüm arayişini gerekli kilmaktadir. Son yillarda etanol fosil yakitlara alternatif olarak kullanilan önemli bir yakit olup yenilenebilir enerji üretimi alaninda önemli bir araştirma konusudur. Lignoselülozik biyokütle kullanilarak etanol elde edilmesi hem malzemenin kolay ulaşilabilir oluşu hem de çevresel ve ekonomik alanda sağladiği avantajlar sayesinde en iyi alternatif enerji üretimi olma özelliği taşimaktadir. Lignoselülozik biyokütle dünyada sikça rastlanan bir organik maddedir dolayisiyle bu maddenin kullanilarak basit yapili şekerlerin elde edilmesi enerji üretimini geliştirebilir, hava kirliliğini azaltabilir ve atmosferik CO2 birikimini Düşürebilir. Bu çalişma hardal otu kullanilarak basit yapili şekerlerin (hexoes) elde edilmesini ve daha sonraki fermentasyon işlemi sonucunda çevre dostu, kullanilabilir etanol üretiminin gerçekleştirilmesini amaçlamaktadir. Bu çalişmada 3g/gmp hardal otu seyreltik H2SO4 çözeltisi kullanilarak mikrodalgada 6 dakika 190ºC ön işleme tabi tutulduktan sonra enzimatik sakkarifikasyon 50ºC de pH4.8 olduğu koşullarda 56 saat gerçekleştirilerek 34.5g/L toplam şeker konsantrasyonu elde edilmiştir. İlerleyen deneyde Saccharomyses Cerevisiae ile 30°C'de 27 saat pH 5 olduğu koşullarda gerçekleştirilen fermentasyon 16.68g/L etanol üretimi ile sonuçlanmiştir. Mayadan elde edilen maksimum etanol konsantrasyonu 20nci saatin sonunda 76% olarak gözlenmiştir. Genel olarak etanol üretimi için hardal otunun kullanilmasi bu alanda farkindaliği artiracak ve fosil yakitlara olan bağimliliği azaltacak yönde olacaktir. Ayni zamanda bu uygulama lignoselülozik biyokütlelerin yaratmiş olduğu kati atik sorununu da ortadan kaldirarak temiz ve yaşanilir bir çevre yaratilmasi için katki koyacaktir. Anahtar Kelimeler: Hardal otu; Lignoselülozik biyokütle, Önişlem; Enzimatik sakkarifikasyon, Fermentasyon etanol. '

1 CHAPTER ONE

1 Introduction

2 Biofuel

6 Fossil Fuel monopoly

7 Crises arising from fuel

8 The Depletion of Fossil fuels

11 Alternative to fossil fuels

16 CHAPTER TWO

16 Literature Review

16 Mustard Plant

17 Composition and Treatment of Biomass

24 Enzymatic Saccharification of lignocellulose biomass

28 Fermentaion of lignocelluloses biomass

33 CHAPTER THREE

33 INSTRUMENTS

33 High Pressure Liquid Chromatography

33 Definition and Principle

35 Microwave Digestion System

35 Definition

35 Principle

35 Advantages of Microwave Digester

37 Water Bath Shaker

37 Definition and Principle

38 Oven

38 Definition and Principle

39 pH Meter

39 Principle and Definition

40 Magnetic Stirrer

40 Definition and Function

41 Auroclave

41 Definition and Fuction

42 Uv Spectrometer

42 Definition and Function

43 Incubator

43 Definition and Function

44 Centrifuge

44 Definition and Function

46 CHAPTER FOUR

46 MATERIALS AND METHODS

46 Materials

46 Mustard plant

46 Chemical and Standard solutions

47 Preparation of Mustard Plant for Experiments

48 Pretreatment of mustard plant (M.P)

48 Centrifuge

48 Enzymatic Saccharification

48 Equilibrium Point

49 Yeast growth mediım

49 Yeast Growth

50 Fermentation

50 Equations

52 CHAPTER FIVE

52 RESULTS AND DISCUSSION

52 D-(+)-Glucose Calibration curves

53 D(+)- Galatose Calibration Curve

54 D(+) Mannose Calibration Curve

55 D(-)Fructose Calibration Curve

56 Ethanol Calibration Curve

57 Furfural Acid Calibration Curve

58 Luvilinic Acid Calibration Curve

59 Acetic acid Calibration Curve

60 Pretreatment with Dilute Acid

60 Pretreatment Effect

62 Enzymatatic Saccharifaction Effect

65 Fermentation

69 Comparison of Results with Literatures

73 CHAPTER SIX

73 CONCLUSIONS

74 References