Biodiesel production from Chlorella vulgaris ESP-6
Chlorella vulgaris ESP-6 mikroalg türünden biyodizel üretimi
- Tez No: 636099
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVİL YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Enerji, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Mikroalgal biyokütle üretimi dünya çapında büyük bir öneme sahiptir. Bunun en büyük sebebi, mikroalglerin gıda takviyesi, biyokütle, yem, pigment, gübre ve yakıt olarak kullanılabilirken öte yandan üretimde CO2 emisyonlarını azaltmasıdır. Atmosferdeki CO2 seviyesi 413 ppm'i geçmiştir ve bu durum küresel ısınma açısından en büyük tehtidi oluşturmaktadır. Bu nedenle mikroalgal biyokütleden emisyon nötürleyici biyodizel üretimi tüm dünya ülkeleri tarafından desteklenmektedir. Mikroalgler hava kirleticilerini (CO2, NO2, SO2) absorplama özelliğine sahip canlılardandır. İçerdikleri yağ asitleri sayesinde biyodizel üretimi için de önemli bir potansiyeldir. Bu çalışmada öncelikle Chlorella vulgaris ESP-6 mikroalg türünün farklı ortamlarda büyüme şartları incelenerek mikroalglerden ilk kez in-situ esterleşme yöntemi ile biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın 2 amacı bulunmaktadır; ilki Chlorella vulgaris ESP-6'nın CO2 beslemeli, hava beslemeli ve ortam şartlarında (CO2 ve hava beslemesiz) büyüme kinetiğini incelemek, diğeri ise çeşitli proses parametrelerini (katalizör miktrı ve cinsi, alkol miktarı) optimize ederek tek aşamada yağ ekstraksiyonu ve esterleşmenin bir arada yer aldığı in-situ esterleşme yöntemiyle biyodizel üretmektir. CO2 ortamında büyütülen mikroalgler en yüksek biyokütle verimine (0.26 g/L) sahip olurken, mmax değerinin 1.06 d-1 olduğu bulunmuştur. Ortam şartlarında büyütülen kültürden elde edilen mikroalgal lipit içeriği ve lipit verimliliği sırasıyla %24 ve 3 mg/Lgün olarak belirlenmiştir, hacimsel biyokütle üretkenlik değeri ise 13 mg/Lgün'dür. Chlorella vulgaris ESP-6 in-situ esterleşme reaksiyonunda asit katalizörü olarak ağırlıkça %100-150 (yağ bazlı) sülfürik asit ve baz katalizörü olarak ağırlıkça %6,25-25 NaOH kullanılmıştır. Her iki katalizörde de reaksiyonlar 60C'de ve 150 dakika süre ile gerçekleştirilmiştir. Metil ester içerikleri gaz kromotogrofisi (GC) ve kalitatif sonuçlar ince tabaka kromatografisi (TLC) ile belirlenmiştir. Reaksiyona giren alkol hacminin 6:1'den 10:1'e (v/w biyokütle) artırılması ve katalizörün oranlarının arttırılması, baz katalizörde yağ ekstraksiyonunu artırarak %29.1'luk yağ asidi metil esteri (FAME) verimi ve %7.16'lık metil ester içeriği sağlamıştır. Asidik bir katalizör olan H2SO4 kullanılığında FAME veriminin (%98), baz katalizörün FAME verimine (%29.1) kıyasla çok daha yüksek olduğu görülmüştür. Asidik katalizör miktarı esterleşme reksiyonunda %100'den %150'ye artırıldığında arttırıldığında, FAME veriminin (%98) ve ester içeriğinin (%29.5) sırasıyla %93.2'den ve %21.4'ten daha yüksek olduğu görülmüştür. Sonuç olarak Chlorella vulgaris ESP-6 mikroalg türünün CO2 emisyonlarının azaltılmasında ve biyodizel üretiminde verimli bir potansiyel kaynak olarak kullanılabileceği uygun görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Microalgal biomass production is of great importance to different industries around the world. It can be used as a food supplement, biomass, feed, pigment, fertilizer and fuel while reducing CO2 emissions during its production. The CO2 level in the atmosphere has exceeded 413 ppm and this poses a serious threat to world as it exacerbates the effects of global warming. Therefore, emission-neutralizing biodiesel production from microalgal biomass has been accepted as a promising solution to combat this threat by all the countries in the world. Microalgae are living things that have the ability to absorb air pollutants (CO2, NO2, SO2). Since microalgae contains fatty acids, it carries an important potential for biodiesel production. In this study, the growth conditions of Chlorella vulgaris ESP-6 in different environments were examined and biodiesel was produced from microalgae for the first time by in-situ esterification method. This study has two objectives; first one being the examination of the growth kinetics of Chlorella vulgaris ESP-6 with CO2 supply, air supply and ambient conditions (without CO2 and air supply), the other one is a combination of oil extraction and esterification in one step by optimizing various process parameters (catalyst quantity and type, alcohol amount) to produce biodiesel by in-situ esterification method. While the microalgae grown in CO2 environment had the highest biomass yield (0.26 g / L), it has been found that mmax value was 1.06 d-1. Microalgal lipid content and lipid efficiency obtained from the culture grown under ambient conditions were determined as 24% and 3 mg / Lday, respectively, and the volume biomass productivity value was 13 mg / Lday. In in-situ esterification reaction used 100-150% by weight (oil-based) sulfuric acid as acid catalyst and 6.25-25% by weight NaOH as base catalyst. The reactions in both catalysts were carried out at 60˚C for 150 minutes. Methyl ester contents were determined by gas chromatography (GC) and qualitative results were determined by thin layer chromatography (TLC). Increasing the volume of reacted alcohol from 6:1 to 10:1 (v / w biomass) and increasing the catalyst rates, raised the oil extraction in the base catalyst, and enhanced the fatty acid methyl ester (FAME) of 29.1% and the methyl ester content of 7.16%. When using H2SO4, an acidic catalyst, the FAME efficiency (98%) was found to be much higher than the base catalyst's FAME efficiency (29.1%). When the amount of acidic catalyst was increased from 100% to 150% in the esterification reaction, it was observed that the FAME efficiency (98%) and the ester content (29.5%) were higher than 93.2% and 21.4%, respectively. Overall, it was deduced that the Chlorella vulgaris ESP-6 microalgae species can be used as an efficient potential source for reduction of CO2 emissions and biodiesel production.
Benzer Tezler
- Evaluation of the biodiesel and feedstock production efficiency of five chlorella species isolated from different volcanic lakes in Turkey
Türkiye'deki farklı volkanik göllerden izole edilmiş beş chlorella türünün biyodizel ve hammadde ürün verimliliğinin değerlendirilmesi
EMMANUEL YOUNG
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiKırıkkale ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. İLHAMİ TÜZÜN
- Chlorella Vulgaris'den biyodizel üretim verimliliğinin arttırılması için transesterifikasyon koşullarının optimizasyonu
Optimization of transesterification conditions for the improvement of biodiesel productivity from Chlorella Vulgaris
BETÜL EGE YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA YAVUZ ERSAN
- Chlorella vulgaris mikroalginden biyodizel üretimine zirai atık kullanımının etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of agricultural waste usage on biodiesel production from Chlorella vulgaris microalgae
BADEL ERGÖRÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiAnkara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVGİ ERTUĞRUL KARATAY
- Chlorella Vulgaris'de biyodizel hammaddesi üretimi üzerine borlu bileşiklerin etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of the impact of boron compounds on biodiesel feedstock production from Chlorella Vulgaris
FEYZULLAH YİLMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Biyolojiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGAY ÇAKMAK
- Theoretical and experimental investigation of supercritical extraction of triglycerides from microalgae chlorella vulgaris for biodiesel production
Mikroalg chlorella vulgaris'ten biyodizel üretimi için süperkritik karbondioksit ile yağ ekstraksiyonunun teorik ve deneysel olarak incelenmesi
SALİM ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyoteknolojiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ERKEY