Immobilize Edilmiş Mikroalgal Kültür ile Eş Zamanlı Atıksu Arıtımı ve Lipid Üretimi

2017-12-31
Demirer, Göksel Niyazi
Ülgüdür, Nilüfer
Günümüzde mikroalgler çeşitli faydalı kullanım alanları nedeniyle birçok araştırmanın konusu olmaktadır. Örneğin, kirlenmiş su kaynaklarında bulunan ve gözle görülebilecek şekilde çoğalan mikroalgler kirli sudaki inorganik azot ve fosforu, atmosferdeki karbon dioksiti kullanarak fotosentez yoluyla suyun kirlilik seviyesini azaltmaktadır. Ayrıca, miksotropik olarak adlandırılan mikroalg türleri de sudaki inorganik kirliliğin gidermenin yanı sıra, organik besinleri de tüketerek suyun kirlilik göstergelerinden biri olan kimyasal oksijen ihtiyacını azaltmaktadır. Mikroalgleri araştırmalar için önemli kılan bir diğer faktör ise hücresel özellikleridir. Mikroalg yapısında bazı endüstrilerde kullanılan değerli kimyasal maddeleri üretmek için gerekli bileşenler bulunmaktadır. Bunların yanı sıra mikroalglerin yapısında bulunan karbonhidrat ve lipid gibi temel yapı taşları ise mikroalglerden enerji eldesini mümkün hale getirmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda, mikroalglerin üreme hızının çok yüksek olması ve hücresel birtakım özellikleri nedeniyle yenilenebilir enerji kaynağı olarak kullanılması ön plana çıkmaktadır. Ayrıca, mikroalglerden elde edilen biyo-yakıtın fosil yakıtın yerini alabilecek çok önemli bir kaynak olduğu vurgulanmaktadır (Christi, 2007; Wijffels ve Barbosa, 2010; Liu v.d., 2013). Mevcut durumda mikroalg yetiştiriciliği açık havuz sistemlerinde ve kapalı fotobiyoreaktörlerde gerçekleştirilmektedir. Fakat, mikroalglerin büyük ölçeklerde yetiştirilmesinin önünde bazı engeller bulunmaktadır. En önemli engellerden biri olarak, söz konusu sistemlerde süspansiyon halinde bulunan mikroalgalerin konsantre hale getirilmesi için gerekli olan hasat ve susuzlaştırma maliyetlerinin çok yüksek olması (Johnson ve Wen, 2010; Christenson ve Sims, 2012; Ozkan v.d., 2012; Schnurr v.d., 2013; Bernstein v.d., 2014) gösterilmekte olup, mikroalgal kültürün konsantrasyonunu 5-25% seviyelerine çıkarmak için gerekli maliyet toplam mikroalg üretimi maliyetinin %20 ila %30’una denk gelmektedir (Irving ve Allen, 2011). Ayrıca, süspansiyon halindeki düşük mikroalg konsantrasyonunda yetiştiriciliğin büyük ölçekte sürdürülebilmesi için geniş üretim alanlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bunlara ek olarak, geniş alanlarda yapılan yetiştirmecilikte su, enerji ve besiyer madde gibi ihtiyaçlar ise daha fazla olmaktadır. Bir yakıt olan biyodizel, bitkilerin ve hayvansal yağların yağ asidi metil esterlerinden kimyasal metodlarla elde edilmektedir. Son yıllarda biyodizel üretimine olan ilginin sebebi, biyodizelin biyo-bozunabilir, yenilenebilir ve toksik olmayan bir enerji kaynağı olmasıdır. Ayrıca, biyodizelle enerji eldesi ile atmosphere ilave karbondioksit ve sulfur verilmemektedir (Widjaja et al., 2009). Büyük ölçeklerde ve düşük maliyetlerde üretilebilmesi durumunda mikroalgler, biyodizel üretimde çok önemli bir rol üstlenecektir. Bunun sebebi, mikroalglerin atıksu ile beslenebilmesi, havadaki karbondioksiti kullanması ve kirletici olarak adlandırdığımız bu bileşenler ile yüksek yoğunlukta doğal bir lipid kaynağı haline gelebilmesidir. Alglerin ortalama lipid içeriği %1 ile %40 arasında değiştiği gibi, lipid oranı kuru biyokütle ağırlığının %85’ine kadar ulaşabilmektedir (Becker, 1994). Bu çalışmanın amacı, mikroalglerin atıksu ile beslenerek granül halinde büyütülmesi, granülleşen mikroalglerin lipid oranlarının ve atıksu arıtma performanslarının belirlenmesidir. Atıksu kullanarak mikroalg büyütülmesinde ile: (1) mikroalg üretiminde ilave besiyeri ihtiyacı ortadan kalkmış olacak ve atıksu arıtımı sağlanacak (2) mikroalgler granül hale getirilecek ve söz konusu mikroalgal granüllerin lipid üretim kapasitesi belirlenecektir. Mikroalglerin granül formunda olması mikroalg popülasyonunun yoğunluğunu ve çökebilirliğini arttıracağı için yukarıda da belirtilen düşük konsantrasyon ile ilgili hasat ve susuzlaştırma maliyetleri azaltılabilecektir. Günümüze kadar yapılan çalışmalarda, mikroalglerin yetiştirildiği ortam koşulları (sıcaklık, ışık şiddeti vb.) değiştirilerek veya uygulanan besiyerlerinde besin kısıtlamaları (azot, fosfor ve/veya silikon besin maddelerinin besiyer eksikliği vb.) getirilerek, mikroalgler stres ortamına tabi tutulmuştur. Uygulanan bu stres koşulları ile mikroalglerin lipid oranlarında artış sağlanabildiği ortaya koyulmuştur. Bu çalışma kapsamında yapılacak olan lipid ölçümleri ve stres koşullarıyla ilişkilendirilmesiyle hedeflenen, granül formundaki mikrolgal popülasyonda maksimum lipid verimine ulaşmaktır. Bu çalışma, gerçek atıksu sağlanarak granülleşmenin incelendiği, granülleşen mikroalgal kültürün atısu arıtma performansının ve lipid üretiminin belirlendiği literatürdeki bilinen ilk çalışma olacaktır.

Suggestions

Hava Araçları Üzerinden Piezoelektrik Malzemeler Yardımıyla Titreşim Kaynaklı Enerji Hasatı
Şahin, Melin(2013-12-31)
Günümüzde alternatif enerji kaynağı ihtiyacının sağlanması önemli bir konu olarak tartışılmaktadır. Özellikle sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynakları üzerine yoğun çalışmalar bulunmaktadır. Fosil yakıt kullanımın arttığı ve çevre kirliliği problemlerinin yaşandığı bu dönemde alternatif enerji kaynaklarının önemi de hızla artmaktadır. Bu amaçla güneş ve rüzgar gibi alternatif enerji kaynakları için farklı yöntemler geliştirilmektedir. Ayrıca hali hazırda çalışan yapılar üzerinden de bir miktar ener...
NiMH Bataryalar için Pozitif Elektrod Malzemesinin Geliştirilmesi
Öztürk, Tayfur; Eyövge, Cavit(2017-12-31)
Bu projenin amacı NiMH bataryalara için üstün özellikli pozitif elektrod malzemesinin geliştirilmesidir. Bu amaçla klasik üretimden farklı olarak Ni(OH)2 termal plazmadan geçirlerek olabildiğince küçük parçaçıklı olarak üretilecektir. Çalışma parçaçık boyutuna ve elektrod mimarisine bağlı olarak bağlı Ni(OH)2 pozitif elektrod performansının belirlenmesini amaçlamaktadır.
Hiperspektral Görüntülerde Arkeolojik Kalıntıların İncelenmesi
Çetin, Yasemin; Düzgün, Hafize Şebnem; Başkurt, Nur Didem; Soydan, Hilal; Özdemir, Okan Bilge; Korkmaz, Özgür; Çinar, Umut; Gür, Yusuf; Eken, Isa Cem; Ömrüuzun, Fatih(2017-12-31)
Bu projede hiperspektral imgelerin sahip olduğu yüksek spektral bilgi kullanılarak tarihi eserlerin kimyasal, fiziksel yapıları incelenecek, bu materyallerin yapım-oluşum zamanları ve bozulma durumları çalışılacaktır. Önerilen proje hiperspektral imgeler kullanılarak aşağıdaki problemler üzerinde çalışılması planlanmaktadır. Birinci problem alınan görüntülerdeki materyal bileşenlerinin tespiti olarak düşünülmüştür(hiperspektral ayrıştırma). Buna bağlı olarak malzemelerin bozulmalarının incelenmesidir (değiş...
Boya Duyarli Esnek Günes Gözelerinin Üretimi ve Gelistirilmesi
Özenbaş, Ahmet Macit; Içli, Kerem Çağatay(2013-12-31)
Proje kapsaminda boya duyarli günes gözelerinde PEN ve PET gibi polimer ve saydam altliklarin kullanilabilirliklerinin arastirilmasi amaçlanmaktadir. Boya Duyarli Esnek Günes Gözeleri’nin istenen uygulamalari giysilerin, çantalarin, cep telefonlarinin, mutfak esyalarinin üstüne entegre edilmesi ya da aksesuar olarak kullanilmasidir. Dolayisiyla, PEN ve PET gibi polimer ve saydam yüzeyler istenen esneklik ve optik özellikleri karsilamak için incelenecektir. Saydam ve esnek polimer tabanlarla bu günes gözeler...
Hafif Zırh Uygulamaları için B4C Seramiklerinin Üretimi ve Mekanik Özellikleri
Öztürk, Abdullah; Gündoğmuş, Pelin(2018-12-31)
Projenin amacı tam yoğunlaştırılmış (>% 99) bor karbür (B4C) seramiklerini üretmektir. Belirtilen amaca ulaşmak için proje süresince aşağıdaki Ar-Ge faaliyetleri yapılacaktır.- B4C tozları gerekli ilaveler yapıldıktan sonra tek eksenli preste 10-30 MPa basınçta preslenecektir. Preslenmiş kompakt’lar daha sonra soğuk izostatik preste 100-300 MPa basınçta preslenip hem sinterleme öncesi yoğunlukları arttırılacak hemde elde edilen kompakt’ın üniform olması sağlanacaktır.- Son olarak tozlar veya hazırlanmış kom...
Citation Formats
G. N. Demirer and N. Ülgüdür, “Immobilize Edilmiş Mikroalgal Kültür ile Eş Zamanlı Atıksu Arıtımı ve Lipid Üretimi,” 2017. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://hdl.handle.net/11511/59370.