Geri Dön

Biolipid production from molasses

Melastan biyolipit üretimi

PDF İndir

  1. Tez No: 737769
  2. Yazar: GİZEM YÖRÜCÜ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Biyoteknolojisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 106

Özet

Dünya'da günden güne artan inkar edilemez bir enerji ihtiyacı vardır. Bunun için geleneksel olarak petrol, kömür, doğalgaz kullanılmaktadır. Fakat bu kaynakların aşırı kullanımı sonucu sera gazı emisyonlarının artışı ve iklim değişikliği gibi çevreye oldukça olumsuz birtakım etkileri vardır. Daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir yol için bilim insanları çalışmaktadır. Bu çözümlerden birisi de“yağlı mikroorganizmalar”dan elde edilen“tek hücre yağı”nı kullanmaktır. Hücre kuru ağırlıklarının en az %20'si kadar yağ üretebilen mikroorganizmalara“yağlı mikroorganizmalar”denir. Bunlar arasında algler, küfler, bakteriler ve mayalar vardır. Her birinin de bazı avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Mikroalgler için ekilebilir araziye ihtiyaç olmaması bir avantajdır. Tuzlu suda rahatça büyüyebilirler ve fotosentez yoluyla karbondioksiti biyoyakıtlara dönüştürebilirler. Ancak bazı fiziko-kimyasal faktörler (ışık yoğunluğu, sıcaklık) yağlı mayaların aksine lipid verimini ciddi şekilde sınırlar. Bu arada, mikroalglerin biyokütle üretimi ve sonraki işlem maliyetlerinin de kara bitkilerinden önemli ölçüde daha yüksek olduğu bilinmektedir. Yağlı bakteriler ise daha hızlı bir büyüme oranına sahiptir. Ancak bu türlerden sadece birkaçı lipid depolama kapasitesine sahiptir. Bunun ötesinde, lipidler bakteri zarına sıkıca yapıştığından, lipidlerin elde edilmesi çok zordur. Yağlı bakterilerin küçük boyutu da bu süreci zorlaştırır. Yağlı mayalar iklim veya mevsimlerden bağımsız olarak büyür ve yağ üretir. Yağlı küfler ise yağlı mayalara göre daha düşük metal iyon toleransına sahiptir. Literatürde birçok yağlı maya çalışılmıştır. Yarrowia lipolytica da en çok çalışılan türlerden birisidir. Biyoyakıtlar; birinci, ikinci, üçüncü ve dördüncü nesil olmak üzere dörde ayrılır. Birinci ve ikinci nesil biyoyakıtlar atık, bitkisel ve hayvansal yağlardan elde edilir. Ancak, tarım arazilerinin tarım için kullanılmaması ve toksik olması muhtemel atık yağın ön arıtımının yüksek maliyeti dezavantajlar arasında sayılır. Bu kaynaklardan elde edilen yağ asitleri, transesterifikasyon sonrası biyodizel olarak kullanılmaktadır. Birinci nesil biyodizeller, yenilebilir hammaddelerden elde edilir. Biyodizel üretiminde geçmişte yenilebilir hammadde kullanımı oldukça yaygın olmasına rağmen, günümüzde nüfusu beslemek için kullanılan ürünlerin tedariğinde sorun yaratmaktadır. Birinci nesil biyodizelin dezavantajları sadece ürünlerin yüksek piyasa fiyatı değil, aynı zamanda çevre koşulları, yüksek üretim maliyetleri ve düşük ekim alanlarıdır. Bu nedenle biyodizel üretimi için başka hammaddeler araştırılmıştır. Kaynakların mevcudiyeti ve nispeten kolay dönüştürme prosedürü, birinci nesil biyodizel üretiminin avantajlarıdır. Birincil biyodizellerin aksine, ikinci nesil biyodizeller yenmeyen hammaddelerden elde edilir. Bu hammaddeler; neem yağı, jatropha yağı, nagchampa yağı, karanja yağı, Calophyllum inophyllum yağı, kauçuk tohumu yağı, Mahua indica yağı. Daha çevre dostudurlar. Daha az üretim maliyetine sahiptirler. Arazi gereksinimleri daha az olduğu için gıda temininde sorun yaratmazlar. Bu yağlar, ikinci nesil biyodizel kullanmanın temel faydalarını, yani gıda mahsullerinin geçmesine gerek olmaması ve sadece tarım arazisine ihtiyaç duymamasını içerir. İkinci nesil biyodizellerin birinci nesil biyodizellerden daha iyi olduğu düşünülse de, düşük sıcaklık verimliliği ve transesterifikasyon aşamasının karmaşıklığı karşılaşılan sorunlardan bazılarıdır. Bu sorunun önüne geçebilmek için ikinci nesil biyoyakıtların üretiminde gıda maddeleri yerine yenmeyen hammaddeler kullanılmaya başlanmıştır. Bunlara lignoselülozik maddeler, bitki biyokütlesi, orman kalıntıları, atık yağlar, ham gliserol, belediye atığı ve gazlı substratlar dahildir. Üçüncü nesil biyodizeller mikroalg, balık yağı, hayvansal yağ ve atık yağlardan elde edilmektedir. Her şeyden önce, daha az sera etkisine sahiptirler. Aynı zamanda büyüme hızları ve verimlilikleri oldukça yüksektir. Bu nedenle üretilen yağ yüzdesi yüksektir. Tarım arazilerine ihtiyaç duymazlar, bu nedenle gıda üretimini kısıtlamazlar. Tüm bu avantajlara rağmen, büyük miktarda yatırım gerektirir. Güneş ışığına bağımlı bir üretim olduğu için daha büyük ölçekte bir üretim sorunu yaşanmaktadır. Yağ çıkarma aşamasında zorluklarla karşılaşılmaktadır. Araştırmacılar, biyodizel üretimini, biyodizel üretim oranını ve alg biyokütlesinden ekstraksiyon sürecini iyileştirmek için araştırma yapıyor. Bazı alg türleri zorlu koşullarda hayatta kalma yeteneğine sahiptir ve yüksek lipid içeriğine sahiptir. Özellikle bu mikroalglere odaklanmak, üçüncü nesil biyodizel üretimini geliştirmeye yönelik önemli bir adımdır. Melas, şeker endüstrisinin bir yan ürünüdür. Viskoz bir yapıya sahip olan melas, şekerler ile birlikte birçok mikro ve makro elementi bünyesinde barındırmaktadır. Melas hayvan yemi olarak sıklıkla kullanılsa da biyogaz, biyohidrojen ve organik asit gibi katma değerli ürünlerin üretiminde de kullanılmaktadır. Melas, karbonca zengin ve azot bakımından görece daha fakir içeriği nedeniyle de yağlı mayaların yetişmesi için oldukça verimli bir ortamdır. Ancak bu yapılan çalışmada melasın viskoz yapısı nedeniyle %10, %20 ve %30 seyreltilmiş melasta çalışılmıştır. Aralarında %20 melasın verimli bulunmasının ardından fosfor, magnezyum ve maya özütü eklenerek Y. lipolytica'nın büyüme ve lipit üretme yeteneğindeki sonuçlar gözlemlenmiştir. Maya; kesikli sistemde, 0,5 L/dk havalandırma hızında, 100 rpm karıştırmada, 0,5 L çalışma hacmine sahip 1 L'lik şişelerde büyütüldü. İnokulum kültürleri herhangi bir pH ayarlaması yapılmadan büyütüldü. Çünkü melas, mayanın yetişmesi için ideal pH'a sahipti. Tüm kültür yetiştirme işlemleri, 28°C sıcaklığa sahip bir kültür kabininde gerçekleştirildi. İnokulum kültürleri orta-durağan faza kadar büyütüldü. Sonuç olarak, fosfor takviyesi sayesinde en yüksek biyokütle verimliliği ve lipid verimliliği elde edildi. K 2 HP0 4 ilaveli melasta, tek başına melasa kıyasla 1.33 - 1.53 kat arasında değişen yüksek biyokütle elde edilmiştir. Bununla birlikte, fosfor ve magnezyum takviyelerinin bu yüksek lipid üretkenliğini koruduğu gösterilmiştir. Fosfor, magnezyum ve maya ekstraktının bir arada kullanıldığı çalışmada, sadece fosfor eklenen melastan 1.38 kat, sadece magnezyum eklenen melastan ise 2.02 kat daha fazla biyokütle elde edilmiştir. Melasa 1 g/L dışındaki maya ekstraktı ilaveleri, sadece fosfor veya sadece magnezyum ile takviye edilmiş melasa kıyasla beklenen olumlu sonuçları göstermemiştir. İlerleyen diğer çalışmalarda farklı besin takviyelerine eklenen melasta Y. lipolytica'nın hücre büyümesinin ve lipid veriminin izlenmesi önerilebilir.

Özet (Çeviri)

There is an undeniable energy need in the world that is increasing day by day. Petroleum, coal and natural gas are traditionally used for this. However, excessive use of these resources has some very negative effects on the environment, such as increased greenhouse gas emissions and climate change. Scientists are working for a more sustainable and environmentally friendly way. One of these solutions is to use“single cell oil”obtained from“oleaginous microorganisms”. Microorganisms that can produce lipid at least 20% of their cell dry weight are called“oleaginous microorganisms”. These include algae, molds, bacteria and yeasts. Each of them has some advantages and disadvantages. Many oleaginous yeasts have been studied in the literature. Yarrowia lipolytica is also one of the most studied species. Molasses is a by-product of the sugar industry. Molasses, which has a viscous structure, contains many micro and macro elements along with sugars. Although molasses is frequently used as animal feed, it is also used in the production of value-added products such as biogas, biohydrogen and organic acid. Molasses is a good for the growth of oleaginous yeasts due to its carbon-rich and relatively poor nitrogen content. However, in this study, 10%, 20% and 30% diluted molasses was studied due to the viscous structure of molasses. After 20% molasses was found to be effective among them, phosphorus, magnesium and yeast extract were added, and the results in the growth and lipid production ability of Y. lipolytica were observed. As a result, the highest biomass efficiency and lipid efficiency were obtained in phosphorus added molasses. However, this high lipid productivity was still maintained when phosphorus and magnesium supplements were used together. In the study where phosphorus, magnesium and yeast extract were used together, more biomass was obtained from molasses with phosphorus alone and magnesium alone. The study adding yeast extract to molasses did not show the desired positive results over molasses fortified with phosphorus alone or magnesium alone. In further studies, it may be recommended to monitor cell growth and lipid yield of Y. lipolytica molasses added to different nutritional supplements.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    346727

    Steril olmayan koşullar altında psikrotolerant mayalarla peynir altı suyundan biyolipitlerin üretimi

    Production of bio-lipids from whey by psychrotolerant yeasts under non-sterile conditions

    AMİR SAGHAFİAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    BiyoteknolojiAtatürk Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MESUT TAŞKIN

  2. Tez No

    193075

    Deneysel akut pankreatitte oksidadtif stres ve lipid peroksidasyon ürünlerinin incelenmesi

    The evaluation of oxidative stress and lipid peroxidation process in experimental acute pancreatitis

    HAKAN BALBALOĞLU

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    GastroenterolojiZonguldak Karaelmas Üniversitesi

    Genel Cerrahi Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. ÖGE TAŞÇILAR

  3. Tez No

    833018

    The chacterization of carbapenem-sensitive and - resistant klebsiella pneumoniae isolates by fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy

    Başlık çevirisi yok

    ISSRA HELAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Tıbbi BiyolojiAltınbaş Üniversitesi

    Biyomedikal Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEBNEM GARİP USTAOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞÇE NAİME GEDİK KAPANCIK

Geri Dön