Zeytin karasularından yenilikçi teknolojiler ile değerli maddelerin geri kazanımı ve sürdürülebilir yönetimi

Abstract

Zeytinyağı üretimi, Akdeniz bölgesinin önemli bir sektörü olmakla birlikte Türkiye, dünya genelinde zeytin üretimi açısından önde gelen ülkelerden biridir. Zeytin endüstrisi, zeytin işlemesinden kaynaklanan önemli miktarda atık üretmekte ve bu atıkların bertaraf edilmemesi önemli çevresel etkilere neden olmaktadır. Bu çalışma kapsamında, fiziksel, kimyasal, biyolojik ve hatta üçüncül arıtım proseslerine ihtiyaç duyan, arıtımı zor ve maliyetli zeytin karasularının, klasik evaporasyon sistemlerine göre ekonomik bir proses olan kendi kendini temizleyen mekanik buhar sıkıştırmalı evaporatör (SCMVR) ve sıvı-sıvı ekstraksiyon yöntemleriyle arıtımı incelenmiştir. Gübre/yem katkısı olarak kullanılabilecek organik asit tuzları ve endüstriyel pazara sahip olan fenolik maddelerin geri kazanımına olanak veren entegre bir sistem geliştirilmiştir. SCMVR reaktöründen çıkan yüksek organik asit içeriğine sahip distilat akımdan organik asit tuzları eldesi çalışmaları gerçekleştirilirken, %99'dan fazla organik asit içeriği alınmış distilat akım deşarj standartlarını sağlayan bir akım olarak deşarja uygun bir hale getirilmiştir. Organik asit muhtevası ayrılmış konsantre akımdan polifenollerin sıvı-sıvı ekstraksiyon yöntemi ile geri kazanımı ile yapılan çalışmalar sonrası etanol-etil asetat karışımının pH 4, 25 °C ve atıksu/solvent oranının 1:1,5 olduğu şartlarda toplam iki çevrimde fenolik maddelerin %90'dan fazlasının (iki çevrim sonrası %95-97) geri kazanıldığını göstermiştir. Ek olarak SCMVR'nin enerji maliyeti, gerekli kimyasal tüketimi ve elde edilen organik asit ve fenolik bileşiklerin kazanımınından elde edilen ürünlerin ekonomik katkısı dikkate alınarak, önerilen prosesin m3 zeytin karasuyu için işletme maaliyeti hesaplanmıştır. Sonuç olarak, önerilen proses, zeytin karasularından fenolik madde ve organik asit tuzları gibi katma değeri yüksek maddelerin kazanımını hedef alarak arıtım yönteminden ziyade bir üretim teknolojisi olarak sunularak söz konusu endüstri için sürdürülebilir atık yönetimine imkan sağlamaktadır.

Turkey is one of the leading countries in the world in terms of olive production. The olive industry generates a significant amount of waste from olive processing, and improper disposal of these wastes can have significant environmental impacts. In this study, olive mill wastewater, which requires physical, chemical, biological, and even tertiary treatment processes, was investigated using a more economical process, the self-cleaning mechanical vapor recompression evaporator (SCMVR) and liquid-liquid extraction methods (LLE), compared to classical evaporation systems. An integrated system was developed for the recovery of organic acid salts that can be used as fertilizer/feed additives and phenolic compounds that have a wide industrial market. While organic acid salt production studies were carried out from the distillate stream with high organic acid content from the SCMVR reactor, a distillate stream with more than 99% organic acid content meet the discharge standards. Extraction conditions such as solvent type, wastewater-solvent ratio (W/S), pH, temperature, extraction time, multiple cycles, etc., were investigated for the recovery of polyphenols from the concentrated stream by LLE. It was shown that more than 90% of the phenolic compounds (after two cycles, 95-97%) were recovered under the conditions of ethanolethyl acetate mixture, pH 4, 25C, and a W/S ratio of 1:1.5. Additionaly, the operating cost of the process was calculated for 1 m3 of olive mill wastewater considering energy and chemical consumption. Consequently, the process offers a production technology rather than a treatment method with the recovery of high-value-added substances and providing sustainable waste management.