Geri Dön

Carbon dioxide capture by the cultivation of microalgae species in different culture mediums under high CO2 and simulated flue gas aeration in the photobioreactor

Fotobiyoreaktörde yüksek CO2 mikroalg türlerinin yetiştirilmesiyle karbondioksit yakalama

PDF İndir

  1. Tez No: 798797
  2. Yazar: ELMİRA AGHAALİPOUR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜLEN GÜLLÜ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 184

Özet

Son yüzyılda, enerji üretmek için fosil yakıtları yakmak gibi insan faaliyetleri atmosferdeki doğal sera gazı dengesini değiştirmiştir. Sera gazları arasında, karbondioksitin atmosferdeki yüksek seviyesi iklim değişikliği üzerinde en önemli etkiye sahiptir. Son yıllarda, maliyet etkin ve çevre dostu olabilecek karbondioksitin biyolojik olarak azaltılması birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Bu çalışmanın amacı, farklı fotobiyoreaktör (PBR) tipinde (cam şişe ve dikey kolon) %0,04 ve %10 karbondioksit konsantrasyonu ile beslenen Tetradesmus obliquus, Monoraphidium contortum, Psammothidium sp ve Chlorella vulgaris türlerinin karbondioksit biyolojik giderim oranı, büyüme kinetiği ve protein içeriğinin değerlendirilmesidir. Bu deney, tüm mikroalg türlerinin büyüme parametrelerinin her iki PBR türünde %10 karbon dioksit ile beslendiklerinde %0,04 karbon dioksit ile beslenenlere kıyasla önemli ölçüde arttığını göstermiştir. Maksimum büyüme kinetiği Chlorella vulgaris türünde gözlenmiştir. Maksimum kinetik parametreler 2,12 g L−1 (Maksimum biyokütle kuru ağırlığı, Xmax), 0,61 g L−1 d−1 (Maksimum biyokütle üretkenliği, Pmax), 11,07 g d−1 (Maksimum CO2 tutma oranı, RC), 51,59 % (Biyokütledeki maksimum karbon içeriği, wt. %), ve 42,75 % (Toplamada Biyokütle 'de ki CO2 geri kazanım oranı, CR %) dikey kolon PBR'de %10 CO2 ile büyütüldüğünde gözlendi. Ek olarak, maksimum protein içeriği Chlorella vulgaris 'in (%72,12) %10 CO2 ile cam şişe PBR'de yetiştirildiğinde gözlendi. Mikroalg türleri arasında birinci bölümde karbondioksit tutulmasında önemli verimlilik gösteren Chlorella vulgaris sp çalışmanın ikinci bölümü için seçilmiştir. Araştırmanın ikinci bölümü dört bölümde gerçekleştirilmiştir: Birincisi, Nano-gübrenin havalandırmasız koşularda farklı Batch kültür ortamlarında (A (Bold basal medium, BBM), B (BBM+ Nano-gübre), C (Nano-gübre+ mikro elementler) ve D (Nano-gübre) kullanımı. Her grup, farklı Nano-gübre konsantrasyonuna sahip 5 alt gruba ayrılmıştır (örneğin, B1 (BBM+ 0,05 g L−1 Nano-gübre), B2 (BBM+ 0,06 g L−1 Nano-gübre), B3 (BBM+ 0,076 g L−1 Nano-gübre), B4 (BBM+ 0,1 g L−1 Nano-gübre), B5 (BBM+ 0,2 g L−1 Nano-gübre) Sonuç olarak, D5 alt grubu (0,2 g L−1 Nano-gübre) kültür ortamı maksimum büyüme parametrelerine daha kısa sürede (2.gün) ulaşılmıştır. İkinci olarak, dikey kolon fotobiyoreaktörlerinde %10 CO2 ile beslenerek Nano-gübre içeren kültür ortamında Chlorella vulgaris CO2 uzaklaştırma etkinliğinin değerlendirilmesi. Üçüncüsü, Chlorella vulgaris' in BBM+Nano-gübre içeren kültür ortamında %10 CO2 havalandırması altında farklı bağlantı tiplerine sahip fotobiyoreaktörde yetiştirilmesi. Dördüncüsü, simüle edilmiş baca gazı ile besleyerek BBM+Nano-gübre içeren kültür ortamında Chlorella vulgaris CO2 biyoremediasyonunun değerlendirilmesi. Sonuçlara göre kültür ortamı olarak g L−1 Nano-gübre+BBM'nin birlikte kullanımı BBM'e (11. gün) göre kısa sürede (4. gün) maksimum büyüme parametrelerine ulaşmasına neden olmuştur. Ayrıca, seri bağlantılı tip fotobiyoreaktörde, CO2 fiksasyon hızında (0,4 g L−1 d−1) yüksek verimlilik göstermiştir. Son olarak, Chlorella vulgaris'e 3 g L−1 Nano-fetilizer+BBM içerikli kültür ortamında simüle edilmiş baca gazı besleyerek, maksimum CO2 biyofiksasyon oranı ve toplam geri kazanım yüzdesi sırasıyla 0,173 g L−1 d−1 ve %11,80 olarak bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

Over the last century, human activities like burning fossil fuels for generating energy have changed the natural greenhouse gas balance in the atmosphere. Among greenhouse gases, the high level of carbon dioxide in the atmosphere has the most significant effect on climate change. In recent years, the biological mitigation of carbon dioxide has drawn the interest of many researchers, which would be cost-effective and environmentally friendly.The aim of this study is the assessment of carbon dioxide bioremediation rate, growth kinetics, and protein content of selected microalgae species such as Tetradesmus obliquus , Monoraphidium contortum , Psammothidium sp, and Chlorella vulgaris which are supplied with 0.04% and 10% carbon dioxide concentration in the different types of photobioreactors (PBR) (Glass bottle and tubular vertical column). This experiment showed the growth parameters for all the microalgae species significantly increased when fed 10% carbon dioxide compared to those fed 0.04% carbon dioxide in either type of PBR. Maximum growth kinetics were observed in Chlorella vulgaris when it was grown in 10% CO2 in the tubular vertical column PBR with 2.12 g L−1 (Maximum biomass dry weight, Xmax), 0.61 g L−1 d−1 (Maximum biomass productivity, Pmax), 11.07 g d−1 (Maximum CO2 fixation rate, RC), 51.59 % (Maximum carbon content in biomass, wt. %), and 42.75 % (Overall rate of CO2 recovery in biomass, CR%). In addition, we observed a maximum protein content at Chlorella vulgaris (72.12 %) by cultivation in glass bottle PBR with 10% CO2. Among microalgae species Chlorella vulgaris sp. has been selected for the second part of the study, which has shown significant efficiency in carbon dioxide remediation in the first part. The second part of the research has been carried out in four parts: First, the use of Nano-fertilizer in the different batch culture mediums (A (Bold basal medium, BBM), B (BBM+ Nano-fertilizer), C (Nano-fertilizer+ microelements) and D (Nano-fertilizer) without aeration. Each group was divided into 5 sub-groups with the different concentration of Nano-fertilizer (for example, B1 (BBM+ 0.05 g L−1 Nano-fertilizer), B2 (BBM+ 0.06 g L−1 Nano-fertilizer), B3 (BBM+ 0.076 g L−1 Nano-fertilizer), B4 (BBM+ 0.1 g L−1 Nano-fertilizer), B5 (BBM+ 0.2 g L−1 Nano-fertilizer) which as a result, the subgroup D5 (0.2 g L−1 Nano-fertilizer) culture medium was reached to the maximum growth parameters in a shorter time (2nd day). Second, the evaluation of Chlorella vulgaris CO2 removal efficiency in the culture medium contained Nano-fertilizer by feeding with 10% CO2 in vertical column PBRs. Third, cultivation of Chlorella vulgaris in BBM+Nano-fertilizer contained culture medium under 10% CO2 aeration in the photobioreactor with different connection types. Fourth, the assessment of Chlorella vulgaris CO2 bioremediation in BBM+Nano-fertilizer contained culture medium by feeding with simulated flue gas. According to the results, the combination use of 3 g L−1 Nano-fertilizer+BBM as a culture medium has caused to reach maximum growth parameters in a short time (4th day) in comparison to the BBM (11th day). Also, the serial-connected type photobioreactors have demonstrated high efficiency in CO2 fixation rate (0.4 g L−1 d−1). Finally, by supplying the Chlorella vulgaris with simulated flue gas in 3g/l Nano-fetilizer+BBM based culture medium, the maximum CO2 bio fixation rate and overall recovery percent have been found 0.173 g L−1 d−1 and 11.80%, respectively.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    546049

    Alglerle karbondioksitin biyolojik olarak tutulması

    Algal biofixation of carbondioxide

    BERÇEM ELDELEKLİOĞLU DÜZOL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE BAYRAKTAR

  2. Tez No

    704808

    Karbon soğurucular yardımıyla mikroalg havuzlarının karbondioksit yakalama veriminin arttırılması

    Increasing carbon utilization efficiency in microalgae cultivation by use of carbon capturing chemicals

    ÜNAL ŞEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyoteknolojiGebze Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİRAT GÜROL

  3. Tez No

    600637

    Tarım ve hayvancılık kaynaklı metan emisyonlarının TROPOMI metan ölçümleri ile incelenmesi

    Assessment of methane emissions from agriculture and livestock with TROPOMI methane observations

    EDA CEYLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL

  4. Tez No

    670418

    Spektral vejetasyon indeksleri ile bitkilerin biyofiziksel özelliklerinin tespiti ve değerlendirilmesi

    Determination and assessment of the plants' biophysical characteristics through spectral vegetation indices

    SEZEL KARAYUSUFOĞLU UYSAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT ŞAYLAN

  5. Tez No

    501862

    Carbon dioxide capture by adsorption on a biomass based activated carbon

    Biyokütle tabanlı aktif karbon üzerinde adsorpsiyon ile karbon dioksityakalama

    SAHAND SAEIDI HARZAND

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Çevre MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALP YÜRÜM

Geri Dön