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: Kimya Mühendisliği, Biyokimya, Chemical Engineering, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Fotofermentasyon, Rhodobacter Capsulatus, Karbon-Azot Oranı, Melas, Ölçek Büyütme, Biyoreaktörler, Fotobiyoreaktör, Toprak bakterileri, Photofermentation, Rhodobacter Capsulatus, Carbon-to-Nitrogen Ratio, Molasses, Scale-up, Bioreactors, Photobioreactor, Soil bacteria
- 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: Belirtilmemiş.
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
- Plastik ürünlerde mikroplastiksalım potansiyelinin incelenmesi
Investigation of microplastic release potential in plastic products
SERENAY KOCAYILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL YURTSEVER
- Biyolojik ajan kullanan psoriasis hastalarında tedavi etkinliğinin psoriasis alan şiddet indeksi ve yaşam kalite indeksleri ile değerlendirilmesi
Evaluation of treatment effectiveness by the psoriasis area severity index (PASI) and the life quality indexes in psoriasis patients treated with biologicalagent
MUSTAFA GÜNDOĞDU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2016
DermatolojiAnkara ÜniversitesiDeri ve Zührevi Hastalıklar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL KUNDAKCI
- Geniş sıcaklık aralığında (-40 °c ve 80 °c) yüksek performans gösteren süperkapasitör için uygun aktif karbon ve elektrolitin belirlenmesi ve ölçek büyütme çalışmaları
Determination of appropriate activated carbon and electrolyte for supercapacitors with high performance in wide temperature range (-40 °c and 80 °c) and scale up studies
EZGİ YURTTAŞ
- Pandemi döneminde hipertansiyon hastalarının takip ve tedavi uyumları
Follow-up and treatment compliance of hypertensi̇on pati̇ents duri̇ng the pandemi̇c peri̇od
FİRDEVS BEDEL ASLAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
Aile HekimliğiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiAile Hekimliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR DÖNER GÜNER
- 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