İki aşamalı reaktör sistemlerinde peynir altı suyundan biyohidrojen üretimi
| dc.contributor.advisor | Azbar, Nuri | |
| dc.contributor.author | Çetinkaya Dokgöz, Fatoş Tuba | |
| dc.date.accessioned | 2018-05-07T12:42:46Z | |
| dc.date.available | 2018-05-07T12:42:46Z | |
| dc.date.issued | 2010 | |
| dc.department | Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü | en_US |
| dc.description.abstract | Alternatif enerji kaynakları arasında, karbonhidrat içeren atıklardan hidrojen üretimi, gelecek vaat etmektedir. Peynir altı suyu (PAS), peynir yapımı esnasında oluşan ve atık olarak alıcı ortamlara deşarj edilen bir yan üründür. Bu çalışmada, PAS’ın enerji (hidrojen) formunda geri kazanımı hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, karanlık fermentasyon, foto-fermentasyon ve karanlık-foto fermentasyonların ardışıklı olarak kullanıldığı iki aşamalı sistem bu çalışmada kullanılmıştır. Karanlık fermentasyon için uygun inokulum tipi (saf Clostridium türleri, floklu ve granüller karışık konsorsiyum), mezofilik ve termofilik koşullar altında kesikli fermentasyon denemeleri ile araştırılmıştır. pH 7,0’da Clostridium butyricum (NRRL B-1024) ve Clostridium pasteurianum (NRRL B-598) kokültüre edilmesi ile 101,4 ml H2/ g KOİ giriş (3,9 mol H2 / mol laktozkullanılan) hidrojen üretim verimi elde edilmiştir. Termofilik C. thermolacticum (DSMZDSM 2911) saf suşu, PAS’tan hidrojen üretimi için efektif bulunmamıştır). Fakültatif anaerob K. pneumoniae (Ege Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi) ve termal ön işlemden geçirilmiş karışık konsorsiyumun aşılı, farklı substrat tipleri ve konsantrasyonları karşılaştırmalı olarak kullanıldığı kesikli hidrojen denemelerinde; termal ön işlemden geçirilmiş karışık konsorsiyum için 0,8 mol H2/ mol TŞkullanılan olarak 30 g TŞ / L peynir altı suyu tozunda ve K. pneumoniae için 0,9 mol H2 / mol TŞkullanılan olarak 10 g TŞ / L peynir altı suyu tozu sükroz konsantrasyonlarında en yüksek hidrojen üretim verimleri elde edilmiştir. Granüller biyomas aşı kaynağı olarak kullanılarak farklı başlangıç pH’larının hidrojen üretimi üzerine etkisi, mezofilik ve termofilik koşullar altında incelenmiştir. En yüksek hidrojen üretim verimi mezofilik şartlar için pH 6,5, termofilik şartlar için pH 4,5’te elde edilmiştir. PAS’tan hidrojen üretimi için uygun bazal ortam kompozisyonu, CoCl2: 1,25-2,5 mg/L; NiCl2: 1,25-2,5 mg/L; ZnCl2: 1,25-2,5 mg/L; CaCl2: 250-500 mg/L; MgCl2: 50-100 mg/L; MnCl2: 2,5-5 mg/L; FeCl2: 50-100 mg/L; maya özütü: 125-250 mg/L; L-sistein: 125-250 mg/L; K/N oranı: 30-40 olarak belirlenmiştir. Sürekli karanlık fermentasyon denemeleri, mezofilik ve termofilik şartlar altında askıda büyüme sistemleri (CTSR) ile araştırılmıştır. Sürekli denemelerde, hidrolik alıkonma süreleri (HAS: 0,5 gün, 1 gün, 2 gün ve 3,5 gün) ve substrat konsantrasyonu (HAZ sabit 1 gün; OYH 45- 21 g KOİ / L / gün) araştırılmıştır. HAS 2 gün, substrat konsantrasyonu 30 g KOİ / L, pH 5,5, en iyi işletim şartları olarak belirlenmiştir. Termofilik sürekli denemelerde karışık konsorsiyum içersindeki bakteriyel komünite moleküler tetkikler ile tanımlanmıştır ve termofilik karışık konsorsiyum içerisinde Thermoanaerobacterium bacterium baskın bakteriyel popülasyon olarak tespit edilmiştir. İkinci aşama foto-fermentasyon denemelerinde, Rhodobacter capsulatus (DSMZ-DSM 1017), R. sphaeroides (DSMZ-DSM 9484) ve Rhodopseudomonas palustris (DSMZ-DSM 127) saf türleri kullanılmıştır. Bu suşlardan hidrojen üretimi için laktat, asetik asit, malik asit ve bu organik asitlerin karışımını içeren sentetik hidrojen üretim ortamları ile bir dizi kesikli deneme yapılmıştır. T: 55 oC, OYH: 30 g KOİ / L / gün, HAS: 24 saat ve pH: 5,5 işletme koşullarına sahip termofilik asidojenik reaktörün (CSTR), çıkış suları toplanarak, ham, 1/2, 1/5 ve 1/ 10 oranında seyreltilerek, saf fotosentetik bakteri türleri için uygun organik asit konsantrasyonu belirlenmeye çalışılmıştır. Ayrıca, bu çıkış sularına değişik oranlarda malat ilavesi ile hidrojen üretim verimi arttırılmaya çalışılmıştır. Rhodobacter türlerinde, seyreltme etkisi ve malat ilavesi ile farklı hidrojen üretim verimleri elde edilmiştir. Ham karanlık fermentasyon çıkış suyu substrat inhibisyonundan dolayı, foto-fermentasyon için uygun bulunmamıştır. PAS’tan hidrojen üretim verimi termofilik karanlık fermentasyon için ortalama 360 ml H2 / g KOİgiriş iken, iki-aşamalı sistemin kullanılması ile 775 ml H2 / g KOİ (R. sphaeroides) ve 706 ml H2 / g KOİ (R. palustris) üretim verimine ulaşmıştır. Ayrıca, Poli-İ-hidroksibütirat (PHB) ve karotenoid ölçümleri yapılarak, hidrojen üretimi ile ilişkileri araştırılmıştır ve hidrojen üretimini etkilediği tespit edilmiştir. Bu fotosentetik bakteriler ile yarı sürekli hidrojen üretimi denemeleri askıda büyüme sistemleri ile panel ve kolon tipi reaktörlerde araştırılmıştır ve 5 - 50 ml H2/L/ gün kümülatif hidrojen oluşumu elde edilmiştir. | en_US |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11454/4661 | |
| dc.language.iso | tr | en_US |
| dc.publisher | Ege Üniversitesi | en_US |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | en_US |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | en_US |
| dc.subject | Biyohidrojen | en_US |
| dc.subject | peynir altı suyu | en_US |
| dc.subject | karanlık fermentasyon | en_US |
| dc.subject | karışık konsorsiyum | en_US |
| dc.subject | Clostridium sp. | en_US |
| dc.subject | foto-fermentasyon | en_US |
| dc.subject | Rhodobacter sp. | en_US |
| dc.subject | Bio-hydrogen | en_US |
| dc.subject | cheese whey | en_US |
| dc.subject | dark fermentation | en_US |
| dc.subject | mixed culture, Clostridium sp. | en_US |
| dc.subject | photo-fermentation | en_US |
| dc.subject | Rhodobacter sp. | en_US |
| dc.subject | Biyoteknoloji A.B.D. | en_US |
| dc.title | İki aşamalı reaktör sistemlerinde peynir altı suyundan biyohidrojen üretimi | en_US |
| dc.type | Doctoral Thesis | en_US |
