Geri Dön

Scale-up studies for photobiological production of hydrogen

Hidrojenin fotobiyolojik üretimi için ölçeklendirme çalışmaları

  1. Tez No: 572861
  2. Yazar: DİLAN SAVAŞTÜRK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN KOKU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyokimya, Kimya Mühendisliği, Biochemistry, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Fotofermentasyon, Rhodobacter Capsulatus, Karbon-Azot Oranı, Melas, Ölçek Büyütme, Photofermentation, Rhodobacter Capsulatus, Carbon-to-Nitrogen Ratio, Molasses, Scale-up
  7. Yıl: 2019
  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: 160

Özet

Rhodobacter capsulatus hup- bakterisinin kullandığı şeker kaynaklarıyla (glikoz, fruktoz veya sukroz) fotofermentatif hidrojen üretimi, hem küçük ölçekli (iç mekan) hem de büyük ölçekli (dış mekan) reaktörlerle yapıldı. Küçük ölçekli deneylerde, karbon-azot oranının (20, 50 ve 80) fotofermentatif hidrojen üretimi üzerindeki etkisi 10, 20 ve 30mM glikoz ve fruktoz beslemeleri ile incelendi. En yüksek üretim oranları 10 mM glikoz ve 10 mM fruktoz ile sırasıyla 0.45 mol.m-3.h-1 ve 0.40 mol.m-3.h-1 olarak elde edildi. Pilot ölçekli dış mekan deneyinde, manifoldlu istiflenmiş tübüler fotobiyoreaktör (20 L) kullanıldı. Sıcaklık, sıcaklık kontrol cihazı ile 30 ° C civarında tutuldu. Şeker fabrikasının yan ürünü olan melas, seyreltme ile 5 mM sukroza ayarlanarak sürdürülebilir ve yenilenebilir bir hammadde olarak kullanıldı. Maksimum üretkenlik ve verim sırasıyla 0.52 mol H2.m-3.h-1 ve % 54 olarak bulundu. Laboratuvarımızın önceki bir çalışmasına kıyasla, ekonomik olarak uygulanabilir hidrojen üretimi için fotobiyoreaktör tasarımı iyileştirildi ve 20 litreye ölçek büyütüldü. Azaltılmış karbon/azot oranı (C/N = 13), küçük ölçekli deneylerde gözlemlendiği gibi, hidrojen üretimi ve adaptasyon süresi için gecikme periyodunu azalttı. Ancak, düşük C/N oranı hücre çoğalmasını destekledi ve bu yüzden ışık geçirgenliği kısıtlandı. Yine de, maksimum üretkenlik daha küçük bir reaktör hacmine sahip benzer çalışmadan önemli ölçüde olarak daha yüksek bulundu (0.47 mol H2.m-3.h-1) bu, ölçek büyütmenin başarılı olduğunu gösterir.Bildiğimiz kadarıyla bu çalışma pilot ölçekli fotofermentatif hidrojen üretiminde uygulanan en düşük C/N oranıdır.

Özet (Çeviri)

Photofermentative hydrogen production was performed with sugar sources (glucose, fructose or sucrose) utilized by Rhodobacter capsulatus hup- bacteria in both small-scale (indoor) and large-scale (outdoor) reactors. In small-scale experiments, the effect of carbon-to-nitrogen ratio (20, 50 and 80) on photofermentative hydrogen production was investigated with 10, 20 and 30mM glucose and fructose feedings. The highest production rates were obtained from 10 mM glucose and 10 mM fructose as 0.45 mol.m-3.h-1 and 0.40 mol.m-3.h-1, respectively. In the pilot-scale outdoor experiment, stacked tubular photobioreactor (20 L) with manifolds was used. The temperature was maintained around 30°C by a temperature controller. Molasses, side-product of sugar factory, was utilized as a sustainable and renewable feedstock by adjusting to 5 mM sucrose by dilution. The maximum productivity and conversion efficiency were found as 0.52 mol H2.m-3.h-1 and 54%, respectively. Compared to a previous study of our laboratory, photobioreactor design was improved and scaled-up to 20 L for an economically feasible hydrogen production. The decreased carbon to nitrogen ratio (C/N=13) reduced lag-period for hydrogen production and adaptation period, as observed in small-scale experiments. However,low C/N ratio promoted cell-growth and thus light transmission was limited. Still, maximum productivity was found significantly higher (0.47 mol H2.m-3.h-1) than a similar study with a smaller reactor volume and this indicates that scale-up was successful. To the best of our knowledge, this study is the lowest C/N ratio applied in pilot-scale photofermentative hydrogen production.

Benzer Tezler

  1. Hücre kültürü temelli biyoteknolojik üretimlerde kullanılmak üzere farklı hücre hatlarının biyoproses verimliliklerinin kıyaslanması

    Comparison of bioprocess efficiencies of different cell lines to be potentially used in cell culture-based biotechnological productions

    SÜLEYMAN FURKAN DEMİRDEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyomühendislikEge Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SUPHİ ŞURİŞVAN ÖNCEL

  2. Development of a novel L-asparaginase enzyme for acute lymphoblastic leukemia therapy

    Akut lenfoblastik lösemi hastalığına yönelik yeni bir L-asparajinaz enziminin geliştirilmesi

    BERİN YILMAZER AKTAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyokimyaGebze Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BARIŞ BİNAY

  3. Alerjik rinit tedavisine yönelik kortikosteroid içeren nazal sprey dozaj formlarının kalite tasarımı yaklaşımı ile formülasyonlarının geliştirilmesi ve kalite özelliklerinin değerlendirilmesi

    Developing formulations and evaluation of quality characteristics of nasal spray dosage forms containing corticosteroids for allergic rhinitis treatment with quality design approach

    ÜNNÜGÜLSÜM ERDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Eczacılık ve FarmakolojiAnkara Üniversitesi

    Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLÜFER YÜKSEL

  4. Probiyotik bakteri üretim optimizasyonu ve ölçek büyütme çalışmaları

    Optimization of probiotic bacteria production and scale-up studies

    BİRAY BALER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyomühendislikEge Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAİT SARGIN

  5. Scale up studies and determination of growth and polygalacturonase formation kinetics of aspergillus sojae mutant strain

    Aspergillus sojae mutant suşunun büyüme ve poligalakturonaz üretim kinetiklerinin belirlenmesi ve ölçek büyütme çalışmaları

    NİHAN GÖĞÜŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANAN TARI