Photofermentative hydrogen production using dark fermentation effluent of sugar beet thick juice by Rhodobacter capsulatus
Rhodobacter capsulatus ile şeker pancarı karanlık fermentasyon atığı koyu şerbet kullanılarak fotofermentatif hidrojen üretimi
- Tez No: 305747
- Danışmanlar: PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ, DOÇ. DR. BAŞAR UYAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Enerji, Biotechnology, Energy
- Anahtar Kelimeler: Etanol, Rhodobacter capsulatus, Ethanol, Rhodobacter capsulatus
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Karanlık ve foto-fermentasyonu birleştirerek biyokütleden biyolojik hidrojen üretimi enerji sağlama problemleri için umut vadeden alternatif bir yöntemdir. Bu çalışmanın ana amacı şeker pancarı koyu şerbetinin karanlık fermentasyon atığı kullanılarak mor kükürtsüz bir bakteri olan Rb. capsulatus tarafından fotobiyolojik H2 üretiminin araştırılmasıdır. Atıklar içerisinde NH4+ bulunması, nitrojenaz enziminin aktvitesini inhibe etmesinden dolayı önemli bir parametredir. Bundan dolayı, atık içerisindekideğişik konsantrasyonlardaki NH4+'ün doğal zeolite klinoptilolit kullanılarak uzaklaştırılmasıyla Rb. capsulatus DSM1710 ve Rb. capsulatus YO3 (hup-) bakterilerinin fotofermentatif H2 üretimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Ayrıca EtOH'ın karanlık fermentasyonun olası bir yan ürünü olmasından dolayı,tanımlanmış besiyeri içerisindeki EtOH konsantrasyonlarının (6.25 ve 200 mM arası) H2 üretimi üzerine etkisi her iki bakteri suşu için araştırılmıştır. Deneyler, küçük ölçekli şişe fotobiyoreaktör ve açık hava panel tipi fotobiyoreaktör (4 L) içerisinde yürütülmüştür. 15 gün süren operasyon süresi içerisinde panelfotobiyoreaktörden 1.12 mmol/Lc/h H2 üretim hızı elde edilmiştir. Sonuçlar zeolitin karanlık fermentasyon atığından NH4+ uzaklaştırma işleminde, NH4+'ün uygulama sonrasında %95 azalmasıyla etkili olduğunu göstermiştir. Her iki bakteri suşunda, NH4+ konsantrasyonun azalmasıyla maksimum üretim hızında ve molar H2 veriminde artış gözlenmiştir. 6.25 ve 100 mM EtOH konsantrasyonu arasında EtOH'ün H2 üretimine belirgin bir etkisi bulunamamıştır; fakat, 200 mM EtOH konsantrasyonunda inhibisyon gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre iki bakteri suşu karanlık fermentasyon atığını büyüme ve H2 üretimi için etkili bir şekilde tüketebilmiştir ve bu şekilde sürdürülebilir biyohidrojen üretimi için karanlık ve fotofermentasyonun birleştirilmesine olanak sağlayabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Biological hydrogen production through integration of dark and photo-fermentation by using biomass is a promising alternative for energy supply problems. The main purpose of this study was to investigate photobiological H2 production by the purple non-sulfur (PNS) bacteria Rb. capsulatus on dark fermentation effluent of sugar beet thick juice (DFESBTJ). Presence of NH4+ in effluents is an important parameter since NH4+ inhibit the nitrogenase enzyme activity. Therefore, the influence ofdifferent NH4+ concentrations in the DFESBTJ by removing using natural zeolite clinoptilolite on photofermentative H2 production were studied using Rb. capsulatus DSM1710 and Rb. capsulatus YO3 (hup-). Also, the effect of EtOH concentrations (between 6.25 and 200 mM) in the defined medium on H2 production were studied using both bacterial strains since EtOH is a possible by-product of dark fermentation process. The experiments were carried out in small scale bottle photobioreactors(PBRs) and outdoor panel PBR (4 L). H2 productivity of 1.12 mmol/Lc/h was attained over 15 days of operation for panel PBR. The results showed that the zeolite was effective in removing NH4+ from the DFESBTJ as its concentration decreased by 95% after treatment. In both bacterial strains, an increase in the maximum productivities and molar H2 yields was observed with the decrease in NH4+concentrations. There was no significant effect of EtOH on H2 production except the inhibition at 200 mM. The main conclusions were that both bacterial strains could effectively utilize the DFESBTJ for growth and H2 production, therefore facilitating the integration of the dark and photo-fermentation for sustainable biohydrogen production.
Benzer Tezler
- Hydrogen production by microorganisms in solar bioreactor
Güneş biyoreaktöründe mikroorganizmalarla hidrojen üretimi
BAŞAR UYAR
Doktora
İngilizce
2008
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL YÜCEL
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Biological hydrogen production from olive mill wastewater and its applications to bioremediation
Zeytin fabrikası atıksuyundan biyolojik hidrojen üretimi ve atıksu arıtımı için bu yöntemin uygulanabilirliği
ELA EROĞLU
Doktora
İngilizce
2006
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
- Development of helical tubular reactor for hydrogen producing photosythetic bacteria
Hidrojen üreten fotosentetik bakteriler için helezonik boru-tipi reaktör geliştirilmesi
SÜLEYMAN SARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
- Biological hydrogen production on acetate in continuous panel photobioreactors using Rhodobacter capsulatus
Süreklı panel fotobiyoreaktörlerde fotosentetik Rhodobacter capsulatus bakterisi kullanarak asetattan hidrojen üretimi
DOMİNİC DEO ANDROGA
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- İki aşamalı reaktör sistemlerinde peynir altı suyundan biyohidrojen üretimi
Biohydrogen production from cheese whey in two stage reactor systems
FATOŞ TUBA ÇETİNKAYA DOKGÖZ
- Kinetic analyses of the effects of temperature and light intensity on growth, hydrogen production and organic acid utilization by rhodobacter capsulatus
Rhodobacter capsulatus ta sıcaklık ve ışık yoğunluğunun hücre üremesi, hidrojen üretimi ve organik asit kullanımına etkilerinin kinetik yöntemle incenmesi
PELİN SEVİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Bölümü
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
