Magnetik nanotanecik içeren alginata tutuklanmış mikroorganizma ile laktik asit üretimi
Lactic acid production with immobilized microorganism on alginate with magnetic nanoparticle
- Tez No: 663638
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİNE BAYRAKTAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Çalışmanın amacı, Lactobacillus casei (DSM20011) mikroorganizmasının tutuklanarak, glukozdan laktik asit üretimi, fermentasyon ortam koşullarının Cevap Yüzey Yöntemi (RSM) ile optimizasyonunun gerçekleştirilmesi ve kinetik hız sabitlerinin bulunmasıdır. Tutuklama da Fe3O4 nanoparçacıkları kullanılmıştır. Fe3O4 nanoparçacıkları birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenmiş, sentezlenen Fe3O4 nanoparçacıkları APTES ve Dopamin ile ayrı ayrı fonksiyonelleştirilleştirilmiştir. Fonksiyonelleştirilmiş Fe3O4 nanoparçacıkları ve aljinat- Fe3O4 nanoparçacıkları ile ayrı ayrı hücre tutuklama deneyleri gerçekleştirilmiş, tutuklanan Lactobacillus casei hücrelerinden laktik asit üretimi çalışılmıştır. Nanotaneciklere istenilen oranda tutuklama gerçekleşemediği için çalışmanın devamında mikroorganizma, nanoyapıda Fe3O4 içeren kalsiyum aljinata tutuklanarak laktik asit üretimi üzerine üretim parametreleri incelenmiştir. pH ve sıcaklık etkilerinin incelendiği ön çalışmalarda, 6.5 pH ve 25 °C sıcaklık değerlerinde 14.3 g/L laktik asit elde edilmiştir. RSM deneylerinde mikroorganizma derişimi, substrat derişimi ve deney süresi parametrelerinin laktik asit derişimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Laktik asit derişiminde en yüksek sonuçlara, mikroorganizma derişiminin 4.5 g/L ve substrat derişiminin 30 g/L alınarak başlatıldığı ve deney süresinin 96 saat sürdüğü çalışmalarda varılmıştır. Bu değerler sonucunda laktik asit derişimi 28.1 g/L değerine ulaşmıştır. Elde edilen bu koşullarda tutuklanmış mikroorganizmaların tekrar kullanımını incelenmiş ve dördüncü kullanım sonunda laktik asit derişiminin %72.8 i korunmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde tutuklanmış mikroorganizmalarla laktik asit üretim kinetiği incelenmiş, kinetiğin substrat aktivasyon modeline uyduğu belirlenmiştir. Kinetik sabitleri sırasıyla; rsmax= 11.385 mmol/L.h, K1= 31.9012 mmol/L ve K2=0.7285 mmol/L olarak bulunmuştur. Çalışmada etkinlik katsayısı yaklaşık 1.00 bulunmuş ve gözenek içi ve dışı difüzyonve kütle aktarım kısıtlamaları olmadığı belirlenmiştir. Böylece, bulunan hız denklemindeki sabitler, kısıtlamasız durumdaki gerçek hız sabitleri olarak ele alınmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of the study is to immobilized Lactobacillus casei (DSM20011) microorganism, to produce lactic acid from glucose, optimize fermentation conditions with Response Surface Method (RSM) and to find kinetic rate constants. Fe3O4 nanoparticles were used in the immobilized. Fe3O4 nanoparticles were synthesized by co-precipitation method, and the synthesized Fe3O4 nanoparticles were functionalized separately with APTES and Dopamine. Cell immobilized experiments were performed separately with functionalized Fe3O4 nanoparticles and alginate- Fe3O4 nanoparticles, and lactic acid production from immobilized Lactobacillus casei cells was studied. Since the desired amount of immobilized of the nanoparticles could not occur, the microorganism was immobilized in the calcium alginate containing nanostructure of Fe3O4 and the production parameters on lactic acid production were examined. In the preliminary studies investigated the effects of pH and temperature, 14.3 g/L lactic acid was obtained at 6.5 pH and 25 ° C temperatures. The effects of microorganism concentration, substrate concentration and test duration parameters on lactic acid concentration were investigated in RSM experiments. The highest results in lactic acid concentration have been reached in the studies in which the microorganism concentration was 4.5 g/L, the substrate concentration was 30 g/L and the test period lasted 96 hours. As a result of these values, the lactic acid concentration reached 28.1 g/L. In these conditions, reuse of immobilized microorganisms were examined and 72.8% of the lactic acid concentration was preserved at the end of the fourth use. In the second part of the study, lactic acid production kinetics with immobilized microorganisms were examined, and it was determined that the kinetics fit the substrate activation model. Kinetic constants, respectively; rsmax = 11.385 mmol/L.h, K1 = 31.9012 mmol/L and K2 = 0.7285 mmol/L. In the study, the efficiency coefficient was found to be approximately 1.00 and it was determined that there were no observation the intra and interparticle resistances. Thus, the constants in the found rate equation are considered as real rate constants in the unresistance state.
Benzer Tezler
- Çinko nanotanecik içeren polimer nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of polymer nanocomposite materials incorporated zno nanoparticles
ALEV AKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK OSKAY
- Preparation and characterization of magnetite nanoparticles by varıous methods
Çeşitli yöntemlerle magnetit nanotaneciklerin hazırlanması ve karakterizasyonu
HATİCE ARDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
KimyaDokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KADİR YURDAKOÇ
- Dioksim türevi metal komplekslerin depozisyon işlemlerinde öncül olarak kullanılabilirliklerinin incelenmesi
Investigation of using novel vic-dioxime metal complexes as precursors in deposition
BURCU DARENDELİ
- Synthesis of dye-conjugated PD-L1 targeted peptides for use in pet/ct in diagnosis of lung cancer
Akciğer kanseri teşhisi için PET/CT sistemlerinde kullanılacak PD-L1 proteini hedefli boya takılı peptitlerin sentezi
SAADET YEŞİLMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR ALPTÜRK
DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Visible light-induced copper(I)-catalyzed azide alkyne cycloaddition with zinc oxide semiconductor nanoparticles
ZnO yarı-iletken nanopartikülleri kullanılarak heterojen fotokataliz sistemi ile azid-alkin çıt-çıt reaksiyonu
KADRİYE ÖZDE YETİŞKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI