Geri Dön

Design and analysis of tubular photobioreactors for biohydrogen production

Biyolojik hidrojen üretimi için borusal fotobiyoreaktörlerin dizaynı ve analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 416725
  2. Yazar: EMİNE KAYAHAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İNCİ EROĞLU, YRD. DOÇ. DR. HARUN KOKU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Alternatif enerji kaynakları, Biyoenerji, Biyokütle enerjisi, Alternative energy resources, Bioenergy, Biomass energy
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Hidrojen, fotofermentaston ile organik atıkları kullanarak sürdürülebilir bir şekilde üretilebilir. Ekonomik bir üretim elde edebilmek için fotobiyoreaktör dizaynı son derece önemlidir. Optimum fotobiyoreaktör tasarımında, homojen bir akış ve ışık dağılımı, düşük basınç farkı, düşük gaz geçirgenliği ve verimli çalışan bir gaz-sıvı ayırma ünitesi olmalıdır. Bu çalışmanın amacı, bu kriterleri sağlayacak pilot-ölçekli bir fotobiyoreaktör tasarımı yapmak ve reaktörü mor sülfürsüz bakteri kullanarak açık havada test etmektir. Açık havada fotofermentaston ile hidrojen üretimi amacını taşıyan ve bu kriterleri sağlayacak, bir cam, borusal biyoreaktör tasarlanmıştır. Dizayn 4 adet U-tüpü, ve 2 adet dikey manifolddan oluşmaktadır. Bu reaktörün hidrodinamiği 3 boyutlu olarak COMSOL Multiphysics 4.4 kullanılarak çözülmüştür. Boyutları model sonuçlarına dayandırılan 9 ve 11 L hacme sahip iki reaktör kurulmuştur. Reaktör Rhodobacter capsulatus YO3 (hup-) suş kültürü devirdaim ettirilerek çalıştırılmıştır. Her sabah reaktörlerden %10 kültür alınmış ve yerine besiyeri verilmiştir. Deneyler 10-20 gün sürmüştür. Açık havada yapılan deneyde, karbon kaynağı olarak melas kullanıldığı zaman en yüksek hidrojen üretim hızı 0.311 mol H2/(m3.sa) olarak bulunmuştur. Temmuz 2015'te gerçekleştirilen paralel bir deneyde asetik asit ile içeren besiyeriyle elde edilen en yüksek üretim hızı 0.114 mol H2/(m3.sa) dir. Dikey borusal cam reaktör, hafif eğimli yatay plastik borusal reaktörlere göre daha az alan kaplar ve daha uzun ömre sahiptir.

Özet (Çeviri)

Hydrogen can be produced sustainably by utilizing organic wastes through photofermentation. In order to obtain an economically feasible operation, the photobioreactor design is of crucial importance. An optimal photobioreactor design should provide uniform velocity and light distribution, low pressure drop, low gas permeability and efficient gas-liquid separation. The aim of this study was to design a pilot-scale photobioreactor satisfying these criteria and to test the reactor under outdoor conditions with purple non sulphur bacteria. A glass, stacked tubular bioreactor aimed at satisfying these criteria has been designed for outdoor photofermentative hydrogen production. The design consists of 4 stacked U-tubes and 2 vertical manifolds. The hydrodynamics of the 3-dimensional model of this reactor was solved via COMSOL Multiphysics 4.1. Two reactors, whose volumes were 9 and 11 L, were constructed based on the dimensions obtained by the model. A reactor was constructed based on the dimensions obtained by the model. The reactor was operated with recirculation of culture containing Rhodobacter capsulatus YO3 (hup-). Every morning 10% of the culture was replaced by fresh feed. Experiments were lasted 10-20 days. When molasses was used as the carbon source under outdoor conditions, the highest hydrogen productivity was found as 0.311 mol H2/(m3.h). Another parallel reactor working with acetic acid which was also run in July 2015, the highest productivity was found as 0.114 mol H2/(m3.h). Compared to nearly horizontal tubular reactors, the glass stacked tubular reactor design results in less ground area and longer life time.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    712046

    Fotobiyoreaktörlerde kullanılabilecek yeni bir karıştırıcı sistemin tasarımı ve mikroalg hücreleri üzerine etkilerinin incelenmesi

    Desing of an innovative mixer system for photobioreactors and their effects on microalgae cells

    SEYFİ BARIŞ ERDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyomühendislikEge Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SUPHİ ŞURİŞVAN ÖNCEL

  2. Tez No

    540685

    Error and uncertainty analysis for performance assessment of the mathematical models of tubular reactors

    Tübüler reaktörler için kullanılan modellerin hata ve belirsizlik analizi yapılarak performansının değerlendirilmesi

    MERVE KOSİF

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimya MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KURTUL KÜÇÜKADA

  3. Tez No

    503410

    Design and analysis of a miniature linear compressor

    Minyatür bir lineer kompresörün tasarım ve analizi

    UĞUR MÜMTAZ BİRBİLEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU

  4. Tez No

    442180

    Aerodynamic and structural design and analysis of an electric powered mini UAV

    Elektrikli bir mini İHA'nın aerodinamik ve yapısal tasarımı ve analizi

    ALPAY DEMİRCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALTAN KAYRAN

  5. Tez No

    143519

    Design alternatives and failure mechanisms for The World Trade Center in the concept of tubular form tall building structures

    Tübüler yapılı çok katlı binalar içerisinde Dünya Ticaret Merkezi üzerinde dizayn alternatifleri ve çökme mekanizmaları

    CEM DİPÇİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CAN BALKAYA

Geri Dön