Fukoksantin üretimi için kinetik modelleme ve CFD simulasyonu
Kinetical modelling and CFD simulation for fucoxanthin production
- Tez No: 455680
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. ESRA İMAMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 205
Özet
Fukoksantin, Chromophyta, kahverengi algler, ve diatomlarda bulunan kahverengi renkte bir pigmenttir. Bu molekül antioksidan, anti-enflamatuar, anti-kanser, anti-obezite ve anti-diyabetik faaliyetleri gibi potansiyel biyoaktivite düzeylerine sahip olması bakımından büyük ilgi çekmektedir. Phaeodactylum tricornutum suşu yüksek miktarda fukoksantin taşıyan bir diatomdur ancak bu mikroalgden fukoksantin üretimi için yapılan çalışmalar az sayıdadır. Mevcut çalışmada P. tricornutum'dan fukoksantin üretimi için optimum koşulların tespiti, büyüme ve ürün üretiminin kinetik modellemesi ve fotobiyoreaktörlerde akış profilinin simulasyonu amaçlanmıştır. İlk olarak 1 L'lik şişelerde kimyasal ve fiziksel üretim parametreleri incelenmiş ve sonuç olarak 45 µE.m-2.s-1 ışık şiddetinde, 18 oC sıcaklıkta, F/2 besin ortamında ve 3 L/dk havalandırma hızında üretim optimize edilmiştir. Takiben karıştırmalı tank, panel ve hava kaldırmalı fotobiyoreaktör olmak üzere 2 L'lik 3 farklı fotobiyoreaktörde; sabit“hacimsel güç tüketim hızı”,“oksijen kütle transfer katsayısı”ve“karışma zamanı”olmak üzere 3 farklı ölçek büyütme stratejisi araştırılmıştır. En iyi fukoksantin verimi 2,22 mg/g hücre olarak“sabit hacimsel güç tüketim hızı”stratejisinin uygulandığı panel fotobiyoreaktörde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda ölçek büyütme stratejisi ile 7 L'lik panel fotobiyoreaktörde üretim gerçekleştirilmiş ve ulaşılan maksimum fukoksantin miktarı 4,11 mg/g hücre olarak belirlenmiştir. Online kontrolün sağlandığı 2 L'lik fotobiyoreaktörde üretimin biyokütle ve ürün açısından kinetik modellemesi yapılmıştır. Ayrıca 2 L'lik fotobiyoreaktörler için akış profili ANSYS V7.1 ile simule edilmiş ve fotobiyoreaktör tasarım parametreleri değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Fucoxanthin is a brown pigment that found in Chromophyta, brown macroalgae and diatoms. This molecule has a great interest because it has potential bioactivity levels such as antioxidant, anti-inflammattory, anti-cancer, anti-obesity and anti-diabetic activities. Phaeodactylum tricornutum is a diatom that carries high amonut of fucoxanthin as its major carotenoid but the studies about fucoxanthin production from this microalga are limited. In this thesis, kinetical modelling of fucoxanthin production and simulation of fluid dynamics in photobioreactors were aimed. Firstly, chemical and physical production parameters were studied in 1 L bottles and as a result, production was optimized unnder the light intensity of 45 µE.m-2.s-1 at 18 oC, in F/2 nutrient medium and wtih the aeration rate of 3 L/. Subsequently, in three different photobioreactors as stirred tank, panel, airlift photobioreactors with the volume of 2 L, three different scale up strategies as constant“volumetric power consumption rate”,“oxygen mass transfer coefficient”,“mixing time”were studied. The best fucoxanthin yield was obtained as 2,22 mg/g cell at panel photobioreactor with“constant volumetric power consumption rate”strategy. In the aspect of the results obtained, production was carried out with a 7 L panel photobioreactor using constant P/V scale up starategy and maximum fucoxanthin amount was found 4,11 mg/g cell. A 2 L photobioreactor provided by online control was used for kinetic modeling of biomass and product. In addition, the flow profile for the 2 L photobioreactor was simulated with ANSYS V17.1 and photobioreactor design parameters were evaluated.
Benzer Tezler
- Mikroalg ve siyanobakterilerden bazı kimyasal bileşiklerinin üretimi ekstraksiyonu saflaştırılması ve aktivite tayini
Production extraction purification and activity assay of novel chemical compounds from cyanobacteria and microalgae
MAHAMMED ILYAS BASHA KHAZI
Doktora
Türkçe
2018
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM CONK DALAY
- Mikroalglerden elde edilen doğal renk maddesi fukoksantinin farklı yöntemler ile ekstraksiyonu, enkapsülasyonu, model gıda sistemleri içinde kullanımı ve stabilitesinin belirlenmesi
Extraction, encapsulation of natural colorant fucoxanthin obtained from microalgae with different methods and its storage stability and use in model foods
SANİYE AKYIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
- Amphora capitellata ve Tetraselmis chuii türlerinin farklı koşullarda karotenoid üretim potansiyellerinin belirlenmesi
Determination of carotenoid production potentials of Amphora capitellata and Tetraselmis chuii species under different conditions
AYÇA BÜŞRA KARATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM DALAY
- Investigation of carotenoid contents of various microalgae by chromatographic/spectroscopic methods
Çeşitli mıkroalglerin karotenoid içeriklerinin kromatografik/spektroskopik yöntemlerle araştırılması
AYŞEGÜL ERDOĞAN
Doktora
İngilizce
2013
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Bölümü
PROF. DR. AHMET EMİN EROĞLU
PROF. DR. MELTEM DALAY
- Nanofrustulum shiloi ve Scenedesmus obliquus türlerinin farklı koşullarda karotenoid üretim potansiyellerinin belirlenmesi
Determination of carotenoid production potentials of Nanofrustulum shiloi and Scenedesmus obliquus species under different conditions
DİLAN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM DALAY