Scale-up studies for photobiological production of hydrogen
Hidrojenin fotobiyolojik üretimi için ölçeklendirme çalışmaları
- Tez No: 572861
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN KOKU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Kimya Mühendisliği, Biochemistry, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fotofermentasyon, Rhodobacter Capsulatus, Karbon-Azot Oranı, Melas, Ölçek Büyütme, Photofermentation, Rhodobacter Capsulatus, Carbon-to-Nitrogen Ratio, Molasses, Scale-up
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2023
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUPHİ ŞURİŞVAN ÖNCEL
- 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
2024
BiyokimyaGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ BİNAY
- 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
2022
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLÜFER YÜKSEL
- Probiyotik bakteri üretim optimizasyonu ve ölçek büyütme çalışmaları
Optimization of probiotic bacteria production and scale-up studies
BİRAY BALER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAİT SARGIN
- 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
2013
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN TARI