Development of helical tubular reactor for hydrogen producing photosythetic bacteria
Hidrojen üreten fotosentetik bakteriler için helezonik boru-tipi reaktör geliştirilmesi
- Tez No: 199213
- Danışmanlar: PROF. DR. İNCİ EROĞLU, PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: fotobiyoreaktör, fotosentetik bakteriler, fotofermentatif hidrojenüretimi, Photobioreactor, photosynthetic bacteria, photofermentative hydrogenproduction
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Fotobiyolojik hidrojen üretimi, anaerobik koşullar altında aydınlatmaya tabitutularak organik maddelerin parçalanması yoluyla gerçekleştirilebilir. Ancak, ışığınhidrojene daha etkin olarak dönüşebilmesi ve biyolojik hidrojen üretimininartırılabilmesi için yeni tasarımlara ihtiyaç vardır. Bu çalışmada hidrojen üretenmikroorganizma olarak sülfürsüz bir pembe bakteri olan Rhodobacter sphaeroidesO.U. 001 suşu kullanılmıştır. Birisi salınımlı helezonik fotobiyoreaktör ve diğerigeri-dönüşlü helezonik fotobiyoreaktör olmak üzere iki çeşit reaktor geliştirilmiş, vesırasıyla bakteri büyütülmesi ve hidrojen üretiminde başarıyla çalıştırılmıştır.Hava yardımı ile çalışan salınımlı helezonik fotobiyoreaktörün toplam sıvı kapasitesi11.5 L idi ve bunun 4.5 L'si bakteri kültürü tarafından işgal edilmekteydi. Bakterilerazot atmosferi altında hem malat-içerikli, hem de asetat içerikli besiyerinde oldukçaiyi büyüdüler, ve sistem kapatılana dek canlılıklarını 24 gün süreyle muhfaza ettiler.Hidrojen üretimi için tasarlanan geri-dönüşlü helezonik boru tipi reaktör tümükullanılan 6.5L'lik bir sıvı hacmine sahipti. Bakteriler malat içerikli besiyerinde dörtgün boyunca yaklaşık 1.9L hidrojen ürettiler. Hidrojen üretim hızı 0.009LH2/Lkültür.saolarak gerçekleşti.Moleküler azot gazının ve sodyum glutamat derişiminin Rhodobacter sphaeroidesO.U. 001 suşundan hidrojen üreten fotosentetik bakterilerin büyümeleri üzerindekietkileri 500ml-hacimli şişeler kullanılarak araştırıldı. 15mM asetat ve 10mM sodyumglutamat içeren kontrol besiyerlerinden elde edilen büyüme eğrileri arasında birfarklılık gözlenmedi. Ancak daha az miktarda azot kaynağı içeren diğer şişelerdebakterilerin azot atmosferi altında daha erken büyümeye başladıkları görüldü. Ayrıca15/2'lik bir asetat/sodyum glutamat oranının ekim yapılacak bakterileri yetiştirmedeyeterli olduğu ve fazladan sodyum glutamat harcamayta gerek olmadığı bulundu.Bu çalışmada geliştirilen yeni tasarımlar fotobiyolojik hidrojen üretiminigeliştirmeyi, ve fotobiyolojik sistemlerin büyük ölçekli uygulamalar için dış dünyakoşullarına uyumunu kolaylaştıracak yeni yolların sağlanmasını amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Photobiological hydrogen production from organic materials occurs with the help ofillumination and under aerobic conditions within photobioreactors. Novel designs areneeded in order to increase the light conversion efficiency and to improve thebiological hydrogen production. In this thesis, purple non sulfur bacteriaRhodobacter sphaeroides O.U. 001 was employed as the hydrogen producingmicroorganism. Two different types of photobioreactors, namely oscillatory helicalphotobioreactor and recycling helical bioreactor, were devised and successfullyoperated for bacterial growth and hydrogen production.Total liquid capacity of the pneumatically driven oscillatory flow helical tubularphotobioreactor was 11.5 L, and 4.5 L of which was occupied by the bacterialculture. The bacteria grew very well both in malate-based and acetate-based mediaunder nitrogen atmosphere. The bacteria sustained their vitality 24 days before thesystem was shut down.The recycling helical tubular photobioreactor, which was developed for hydrogenproduction, had a fully occupied total volume of 6.5L. The bacteria producedapproximately 1.9L of hydrogen in four days on malate-based media. The hydrogenproduction rate was 0.009LH2/Lculture.h.The effects of molecular nitrogen gas and the sodium glutamate concentration on thegrowth of hydrogen producing photosynthetic bacteria Rhodobacter sphaeroidesO.U.001 in the reactor were also examined in 500ml-bottles. The bacterial growthcurves did not show any difference at the control medium containing 15mM ofacetate and 10 mM of sodium glutamate. However, other bottles containing a lesseramount of N-source was found to grow earlier under the nitrogen atmosphere.Besides, even a 15/2 acetate/sodium glutamate ratio was observed to be sufficient togrow the bacteria for inoculation, and to spend extra sodium glutamate was notnecessary.The novel designs developed in this study aim to improve the biological hydrogenproduction by photosynthetic bacteria, and to provide new ways in adaptation ofphotobiological systems to outdoor conditions for large-scale applications.
Benzer Tezler
- Analysis of sinusoidal and helical buckling of drill string in horizontal wells using finite element method
Yatay kuyularda sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak sondaj dizisinin sinüzoidal ve sarmal burkulma analizi
ERDOĞAN ARPACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. EVREN ÖZBAYOĞLU
- Arşimet vidalı türbinlerde verim ve hidrolik güç performansının Taguchi yöntemi ile optimizasyonu
Optimization of efficiency and hydraulic power performance in Archimedean (Archimedes) screw turbines by Taguchi method
BÜŞRA ÖZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiAmasya ÜniversitesiYenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT UĞUR
- Mini kanallar içerisinde tek fazlı akış ve ısı taşınımının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental analysis of fluid flow and convective heat transfer in mini-channels
NİHAL UĞURLUBİLEK
Doktora
Türkçe
2007
EnerjiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL YALÇIN URALCAN
- Machinibility of zirconium based bulk metallic glass on drilling and milling
Zirkonyum esaslı kalın camsı metallerin freze ve delik delmedeki işlenebilirliği
VELİ NAKŞİLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Improving mechanical properties of additive manufacturing products using novel infill and slicing methods
Katmanlı imalat ürünlerinin mekanik özelliklerinin yenilikçi dolgu ve dilimleme yöntemleri ile gelistirilmesi
ARASH ARMANFAR
Doktora
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN GÜNPINAR