Atık su arıtma çamurlarından biyopolimer geri kazanımı ve nanofiber üretimi
Biopolymer recovery from activated sludge and nanofiber synthesis
- Tez No: 797524
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERDAR KARA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu çalışmada, mikroorganizmaların yaşam döngülerinde depoladıkları hücre içi granüler polihidroksialkanaotların (PHA) yenilikçi ekstraksiyon yöntemleri ile hücre dışına çıkarılması ve PHA-biyopolimerinin nanofiber üretiminde kullanılması süreci değerlendirilmiştir. Maya endüstrisi atık su arıtma tesisi aktif çamur prosesinden alınan aktif çamurun laboratuvar ortamında, aynı endüstrinin atık suyu ile beslenmesi sonucu mikroorganizmaların depoladıkları PHA'nın hücre dışına çıkarılması için 3 farklı ekstraksiyon yöntemi kullanılmıştır: Solvent ekstraksiyonu, karışık mikrobiyal kültürden PHB ekstraksiyonu için ilk defa kullanılan süperkritik CO2 prosesi ve PHA ekstraksiyonu için ilk defa kullanılan hidrodinamik kavitasyon prosesi. Ekstraksiyon çalışmaları verim, saflık ve molekül ağırlığı parametreleri bakımından karşılaştırıldığında kullanılan ekstraksiyon yönteminin, proses verimini ve biyopolimerlerin fiziksel ve termokimyasal özelliklerini etkilediği görülmektedir. En yüksek ekstraksiyon verimi ve elde edilen polimer malzemenin özellikleri bakımından diğer proseslere göre daha üstün polimerin elde edildiği sCO2 prosesinde ekstrakte edilen biyopolimer kullanılarak nanofiber üretim çalışmaları yapılmıştır. sCO2 ile ekstraksiyon prosesinde elde edilen ortalama 78% PHB saflığındaki biyopolimer elektroeğirme prosesinde nanofiber üretiminde kullanılmıştır. Üretilen nanofiberlerin morfolojik, kimyasal, termal ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. SEM analizlerinde nanofiberlerin mikrometre mertebesinde ince uzun ipliksi şeklinde yapıları gözlemlenmiştir. Atıklar kullanılarak biyopolimer bazlı yeni ürün elde edilmesi sürecinde karışık mikrobiyal kültürde PHA üretimi, üretilen PHA'nın hücreden ekstraksiyonu ve elde edilen PHA-biyopolimerinden nanofiber malzeme üretimi aşamalarındaki proses parametreleri incelenmiş olup, bir atık değerlendirme prosesi yürütülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, the extraction of intracellular granular polyhydroxyalkanoates (PHA) stored by microorganisms in their life cycle by innovative extraction methods and the use of PHA-biopolymer in nanofiber production were evaluated. The biomass for the extraction experiments was obtained from a PHA production reactor where activated sludge was fed with anaerobically pretreated yeast industry wastewater. Three different extraction methods were used for extraction of PHA stored by microorganisms: solvent extraction, supercritical CO2 process and hydrodynamic cavitation process. When the extraction studies are compared in terms of yield, purity and molecular weight parameters, it has been evaluated that the used extraction method effects the process yield and the physical and thermochemical properties of the biopolymers. Nanofiber production studies were carried out using the PHA-biopolymer which was extracted in the sCO2 process, where the highest extraction yield and best polymer properties were obtained. The biopolymer with an average purity of 78% obtained in the extraction process with sCO2 was used in nanofiber production in the electrospinning process. Morphological, chemical, thermal and mechanical properties of the nanofibers were investigated. In SEM analysis, nanofibers were observed to have micrometer sized fine long fibers and it was concluded that it was a successful production. In the process of obtaining new biopolymer-based products using wastes, the process parameters in the PHA production, extraction and nanofiber material production stages were examined and a waste valorization process was carried out.
Benzer Tezler
- Effect of microwave pretreatment on fate of antimicrobials and conventional pollutants during anaerobic sludge digestion and biosolids quality for land application
Anaerobik çamur çürütme prosesinde uygulanan mikrodalga dezentegrasyon işleminin antimikrobiyallerin ve konvansiyonel kirleticilerin akıbetine ve arazi uygulaması için biyokatı kalitesine etkisi
GÖKÇE KOR BIÇAKCI
Doktora
İngilizce
2018
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR
- Adsorption of endocrine disrupting compounds by magnetic nanoparticles
Endokrin bozucu maddelerin manyetik nanoparçacıklar ile adsorpsiyonu
GÜL GÜLENAY HACIOSMANOĞLU
Doktora
İngilizce
2019
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA SEMRA CAN
- Improvement of anaerobic degradation of sludge using enzymatic treatment
Enzimatik arıtma kullanılarak arıtma çamurlarının anaerobik bozunmasının geliştirilmesi
DİCLEHAN SIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
BiyomühendislikDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AYŞE FİLİBELİ
- Evsel atık su arıtma çamurlarından kimyasal metotlarla ağır metal giderimi
Removal of heavy metal with chemical methods from municipal waste water treatment sludges
ŞULE YÜKSEL TATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL ÖBEK
- Arıtma çamurlarından enerji eldesinin araştırılması
Investigation of energy recovery from sewage sludge
TUNÇ KÖKSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Enerjiİzmir Demokrasi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZUHAL OKTAY COŞKUN