Process optimization for bioethanol production from agroindustrial wastes
Tarımsal sanayi atıklarından biyoetanol üretimi için proses optimizasyonu
- Tez No: 432987
- Danışmanlar: PROF. DR. EBRU TOKSOY ÖNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Endüstriyel-tarımsal ve tarımsal atıklar gibi lignoselülozik biyokütleden üretilen biyoetanol, ekonomik ve ekolojik sürdürülebilirlik için büyük önem sahip olduğuna inanılmaktadır. Bu tez biyokütle kaynaklarının biyoetanole biyodönüşümünde uygun proseslerin geliştirilmesi amacı ile sürdürülen araştırmanın bir bölümünü olusturmaktadır. Bunun için Türkiye ve İtalya'daki sanayi kuruluşlarından elde edilen patates kabukları, şeker pancarı küspesi, kavılca buğday kabukları, domates kabukları, limon kabukları, rezene atıkları biyokütle kaynakları olarak kullanıldı. Öncelikle, bu biyokütlelere ait her bileşen örneğin polimerik karbohidratlar (selüloz ve hemiselüloz), çözünür şekerler (sellobiyoz, glikoz, ksiloz, galaktoz, arabinoz), aromatik polimer lignin, kül, protein, toplam katı madde ve nem içeriği miktarları ile ilgili bilgi sağlamak için analiz edilmiştir. Sonra kimyasal önişlem çeşitli konsantrasyonlarda kimyasal etmen olarak borik asit, sülfürik asit ve potasyum hidroksit ile uygulanmıştır. Selüloz ve hemiselülozun yüksek geri kazanım oranları, lignin ve furfuralın düşük geri kazanım oranları yerli borik asit hidrolizinin bu biyokütlelerin ön işleminde üstünlüğünü göstermiştir. Ön işlem ile elde edilen hidrolizatların fermantasyon performansları endüstriyel Saccharomyces cerevisiae suşu kullanılarak incelenmiştir. Patates kabukları, şeker pancarı küspesi ve kavılca buğday kabukları için en yüksek etanol verimi H3BO3'i takiben KOH ile H2SO4 hidrolizatlarıyla büyütülen kültürlerde ulaşılmıştır. Diğer biyokütleler için en yüksekten en düşüğe etanol verimi KOH, H3BO3 ve H2SO4 hidrolizatları ile sıralanmıştır. Mikrobiyal biyodönüşüm lignoselülozik substratın biyoetanole doğrudan dönüşümü yani konsolide biyoproses (CBP) olarak maya benzeri mantar Aureobasidium pullulans IBSB, termofil Brevibacillus thermoruber 423'ün yanısıra yeni izole edilen termofiller Thermobacillus sp VO15 ve Geobacillus pallidus 13 kullanılarak incelenmiştir. Konsolide biyoprosesler sırasında tüm mikroorganizmaların bu biyokütlelerde büyüdüğü görüldü ve selülolitik bakteri Thermobacillus sp. VO15, ksilanolitik ve pektinolitik G. pallidus 13 ve B. thermoruber 423'ün konsolide edilmiş biyoproseslerde yüksek endüstriyel öneme sahip olduğu kabul edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Bioethanol produced from lignocellulosic biomass, such as agro-industrial or agricultural wastes, is believed to have great importance for economic and ecological sustainability. This thesis is part of an ongoing research on the development of feasible processes for the bioconversion of biomass resources into bioethanol. For this, potato peels, sugar beet pulp, emmer wheat peels, tomato peels, lemon peels and fennel wastes obtained from industrial plants located in Turkey and Italy were used as biomass substrates. Firstly, these biomasses were analyzed to provide information on the respective amounts of each constituent such as polymeric carbohydrates (cellulose and hemicellulose), soluble sugars (cellobiose, glucose, xylose, galactose, arabinose), aromatic polymer lignin, ash, protein, total solids and moisture contents. Then chemical pretreatment was performed with various concentrations of boric acid, sulphuric acid and potassium hydroxide as chemical agents. Higher recovery rates of cellulose and hemicellulose and lower recovery rates of lignin and furfural pointed to the superiority of local boric acid hydrolysis for the treatment of these biomasses. Fermentation performances of pretreated hydrolysates were investigated using industrial strain of Saccharomyces cerevisiae. For potato peels, sugar beet pulp and emmer wheat peels, the highest ethanol yields were reached by cultures grown on H3BO3 hydrolysates, followed by KOH and H2SO4. For the other biomasses, the ethanol yields were aligned from highest to lowest as KOH, H3BO3 and H2SO4 hydrolysates. Microbial bioconversion was examined by direct conversion of lignocellulosic substrate to bioethanol, as in consolidated bioprocessing (CBP) using the yeast-like fungus Aureobasidium pullulans IBSB, the thermophile Brevibacillus thermoruber 423 as well as the newly isolated thermophiles Thermobacillus sp. VO15 and Geobacillus pallidus strain 13. During CBP-Processes, all microorganisms were found to grow on these biomasses and cellulolytic bacterium Thermobacillus sp. VO15, xylanolytic and pectinolytic G. pallidus 13 and B. thermoruber 423 are considered to have high industrial importance for CBP processes.
Benzer Tezler
- Bioethanol production from fungal sources using low-cost agro-industrial waste products
Düşük maliyetli tarımsal sanayi atıkları kullanarak küflerden biyoetanol üretimi
EZGİ EVCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Bilim ve Teknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BANU ÖZEN
DOÇ. DR. CANAN TARI
- Hurda incirden biyoetanol üretimi
Production of bioethanol from waste figs
DOĞA ÇAKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YEKTA GÖKSUNGUR
- Kirlilik oluşturan atık deniz fanerogamlarının süperkritik CO2 ekstraksiyonunun matematiksel modellemesi ve rafinat fazdaki biyokütleden biyoetanol eldesi
Mathematical modeling for supercritical fluid extraction of waste marine pollutant phanerogams and investigation of bioethanol production from biomass in raffinate phase
MÜGE PİLAVTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Karbon içerikli atıkların yeni nesil yakıt üretiminde kullanım potansiyelinin kemometrik metotlarla araştırılması
Investigation of the utilization potential of carbon containing wastes in new generation fuel production by the chemometric methods
SEZER GÖYCINCIK
- Biyoetanol üretim prosesinin enerji optimizasyonu yaklaşımı
Energy optimization approach of bioethanol production process
MEHMET AKİF İLKHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AZMİ AKTACİR