Yapay melastan fermentasyon yoluyla etanol üretimine fermentasyon ortamına eklenen maddelerin etkisi
Effects of addition of some compounds on ethanol production from synthetic molasses by fermentation
- Tez No: 165953
- Danışmanlar: PROF.DR. MÜBECCEL ERGUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
YAPAY MELASTAN FERMENTASYON YOLUYLA ETANOL ÜRETİMİNE FERMENTASYON ORTAMINA EKLENEN MADDELERİN ETKİSİ (Doktora Tezi) Ayşe TOSUN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ocak 2005 ÖZET Melastan etanol üretiminin ekonomik geçerliliğini sağlamak üzere etanol üretim proseslerinde önemli iyileştirmelerin yapılması gerekir. Bunlar arasında, uygun fermentasyon şartlarının belirlenmesi, içinde mikroorganizmanın yaşamsal faaliyetleri için gerekli olup ancak belli konsantrasyonlarında toksik etki yapan metal iyonlarının giderimi konusunda önlemlerin alınması gibi konular sayılabilir. Bu çalışmada yapay melastan Saccharomyces cerevisiae kullanılarak etanol üretiminde fermentasyon ortamına eklenen maddelerin, etanol konsantrasyonu, etanol verimi ve üretim hızı üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, fermentasyon yoluyla etanol üretiminde, uygun ortam şartlan, maya-metal iyonu etkileşimleri belirlenmiştir. Yapılan ön deneyler sonunda, maksimum etanol konsantrasyonlarına, fermentasyon ortamı hacmi ve hızı sırasıyla 100 mL ve 150 rpm, şeker konsantrasyonu ise 100g/L olduğu durumda ulaşılmıştır. İkinci aşamada, fermentasyon ortamına NaY, montmorillonit (MNT), klinoptilolit (KLN) ve Tween-20 eklenerek, bu maddelerin, üretilen etanol konsantrasyonu üzerine etkileri, fermentasyon boyunca, biyokütle gelişimi, şeker konsantrasyonu, pH ve metal iyonu konsantrasyonu değişimleri dikkate alınarak araştırılmıştır. Fermentasyon ortamına NaY eklenmesiyle, kontrol kültürle 32. saatte %50 değerinde elde edilen teorik verim, 10 g/L NaY'nin ortamda bulunmasıyla, 24. saatte % 70 değerine ve kontrol kültüre oranla 2 kat etanol üretim hızına (0,146v/v.h)ulaşılmıştır. Ortamda 5 g/L MNT bulunmasıyla, etanol üretim hızı, kontrol kültüre oranla yaklaşık %65, teorik verimde de %20 oranında artış belirlenmiştir. 5g/L KLN ile etanol konsantrasyonunda bir artış belirlenmemiş ancak etanol üretim hızı %34 oranında artış göstermiş ve biyokütle miktarında azalma olmuş ancak biyokütle gelişimi hızlanmıştır. Ortama Tween-20 eklenmesinin etanol üretimi ve biyokütle gelişimi üzerinde olumlu sonuçlan belirlenmemiştir. NaY'nin, eklenen diğer maddelerle karşılaştırıldığında, etanol üretimini en olumlu etkileyen madde olduğu ortaya çıkmıştır. Fermentasyon ortamına eklenen tüm maddeler, ortamdaki metal iyonu değişimlerine farklı şekillerde etki etmiştir. Elde edilen etanol konsantrasyonları ve metal iyonu değişimleri incelenmiş ve Zn, Na ve K iyon konsantrasyonları değişimlerinin etanol üretiminde doğrudan etkili olabileceğine karar verilmiştir. Bu iyonların etanol üretimi açısından bağımsız olarak etkili olup olmadığı, uygun konsantrasyonları ve aralarındaki etkileşimi araştırmak için, 3 faktörlü Box- Wilson deneysel tasarım yöntemi kullanılmış ve istatistiksel analizleri yapılmıştır. Çalışma sonunda, Zn, K ve Na'un değişen konsantrasyonlarının etanol konsantrasyonunun üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Çalışılan konsantrasyon aralıklarında Na'un en düşük (211 mg/L), K'un en yüksek (9323 mg/L) ve Zn'nin orta seviye (4mg/L) değerlerinde maksimum etanol konsantrasyonuna ulaşılmıştır. Bilim Kodu : 910 Anahtar Kelimeler :Etanol Fermentasyonu, Etanol Üretimi, Zeolit, Saccharomyces cerevisiae, Sentetik Melas Sayfa Adedi :176 Tez Yöneticisi :Prof. Dr. Mübeccel ERGUN
Özet (Çeviri)
HI EFFECT OF ADDITION OF SOME COMPOUNDS ON ETHANOL PRODUCTION FROM SYNTHETIC MOLASSES BY FERMENTATION (Ph. D. Thesis) Ayşe TOSUN GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY January 2005 ABSTRACT Significant improvements in alcohol production technology are necessary in order to reduce production costs and make ethanol a competitive resource material. For example, to investigate of optimum condition of fermentation medium and to take measures for toxic metals. In this research, the influence of NaY, clinoptilolite (CLN), montmorillonite (MNT) and Tween-20 on ethyl alcohol production was studied. In the first part the effect of fermentation medium, initial sugar concentration and shaking rate on the fermentation parameters were investigated with the use of repeated shake flask experiments. The maximum values were attained when the sugar concentration was 100 g/L, fermentation volume was 100 mL and shaking rate was 150 rpm. In the second part, the effect of addition NaY, CLN, MNT and Tween-20 on ethanol production was examined by the measurement of biomass concentration, ethanol concentration and pH and metal ion concentration variations with respect to time during fermentation. With the addition of 10 g/L NaY, 70% yield was obtained in about 24 hr but in control culture 50 % yield was attained in a period about 32 hr. As a result, in the presence of 10 g/L NaY, production rate is increased to 0.146 v/v.h which is the value equal to the twice that of control culture. Addition of 5 g/L MNT resulted in 65% increase in production rate and 20% increase in the theoretical yield compared with the values for control culture. 5 g/L KLN didn't cause an increase in ethanol concentration but increased the production rate by 34 %. Tween showed no net effect onIV cthanol production. NaY produced the maximum effect in comparison to the other additives. Each one of the substances added effected the variation of the ion concentration in fermentation medium in a different manner. From the analysis of the variation of the different ion concentrations in medium, it was decided that the most effective ions on the ethanol production are Zn, K and Na. The dependence of the ethanol production on these three ions was studied by the use of Box-Wilson experimental design method. The parameters of the model for ethanol concentration were evaluated using the experimental data. The quadratic response model showed a high coefficent of determination (R2 = 0.99). Results were evaluated by computer programme and the model equation for ethanol concentration, Na, Zn and K have significant main effects on ethanol production by yeast. From the model equation maximum ethanol concentration was obtained when Na, K and Zn concentrations were low (211 mg/L), high (9323 mg/L), intermediate ( 4mg/L) respectively. Science Code :910 Key Words : Ethanol Fermentation, Ethanolic Production, Zeolite, Saccharomyces cerevisiae, Synthetic Molasses Page Number:176 Adviser :Prof. Dr. Mübeccel ERGUN
Benzer Tezler
- Fermentasyonla etanol üretiminde etanol veriminin arttırılması
The influence of materials added to fermentation medium on ethanol production
DİLEK SOYUDURU
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
BiyoteknolojiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜBECCEL ERGUN
- Kesikli düzende karıştırmalı tepkime kabında Lactobacillus delbrueckll kullanılarak glukoz ve sakkarozun laktik asite dönüştürülmesi
Başlık çevirisi yok
ZÜMRİYE AKSU
Yüksek Lisans
Türkçe
1983
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. GÜNİZ GÜRÜZ
- Farklı gıda atıklarından elde edilen besin ortamlarında fungal Monascus purpureus pigment üretiminin incelenmesi
Investigation of pigment production by fungal Monascus purpureus in nutrient media obtained from different food wastes
İREM KALEBOZAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜMRİYE AKSU
- Prediction of financial performance in İstanbul Stock Exchange: A comparative analysis
İstanbul Menkul Kıymetler Borsası finansal performans tahmini: Karşılaştırmalı analiz
ÖZGÜR TÜRETKEN
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
İşletmeOrta Doğu Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
DR. SEZA DANIŞOĞLU RHOADES