Geri Dön

Biological hydrogen production using co-cultures of PNS bacteria in an immobilized setting

İmmobilize bir yerleşimde mor kükürtsüz bakterilerin ortak kültürleri kullanılarak biyolojik hidrojen üretimi

  1. Tez No: 830193
  2. Yazar: GÖRKEM BAYSAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE MERAL YÜCEL, DOÇ. DR. HARUN KOKU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Enerji, Biology, Biotechnology, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 182

Özet

Mor, kükürtsüz bakterilerle biyolojik H2 üretimi, güneş enerjisinden biyoyakıt üretimi sağlayabilecek, umut veren bir alandır. Bu çalışma, agarla immobilize bir sistemde farklı PNSB suşlarının ortak kültürleri kullanılarak H2 üretimine odaklanmış ve PNSB ortak kültürlerinin kullanılmasının sinerjik etkilerini ve immobilize bir sistem kullanmanın olası faydalarını bulmaya çalışmıştır. 1.4 L, 300 mL ve 150 mL'lik hacimlere sahip farklı biyoreaktörler denenmiştir. Fotobiyoreaktörler, 2500 ve 4000 lux gibi farklı ışık şiddetleriyle kaplı mekan (sürekli aydınlatma) ve açık hava koşullarında 15-25 gün boyunca 40 mM Asetat + 2 mM Glutamat ve 60 mM Asetat + 2 mM Glutamat gibi farklı substrat derişimlerine sahip tanımlı H2 üretim besi yeri kullanılarak anaerobik olarak çalıştırılmıştır. En iyi sonuçlar, farklı PNSB suşları olan R. capsulatus hup- (YO3), R. palustris (DSMZ 127) ve R. sphaeroides O.U.001 (DSMZ 5864)'nin, 150 mL'lik bir cam silindir biyoreaktörün iç yüzeyine, biyofilm oluşumu şeklinde tekli kültürler, ikili ve üçlü ortak kültürler olarak agarla immobilize edilmesiyle elde edilmiştir. Büyümeleri, H2 üretim kapasiteleri, substrat kullanımları ve pH değişiklikleri kaydedilmiştir. H2 verimlerinin, 0.021-3.655 mol H2/mol Asetat aralığında ve H2 üretkenliklerinin, 0.005-0.737 mol H2/L.h aralığında olduğu bulunmuştur. Her ne kadar PNSB ortak kültürleri, tekli kültürlere göre daha yüksek H2 verim ve üretkenlikleriyle sonuçlanmış olmasa da, R. capsulatus hup- (YO3) and R. palustris (DSMZ 127) ikili kültürü, birlikte hem düşük, hem de yüksek substrat derişimleri ve ışık şiddetlerinde optimal H2 üretimi gerçekleştirdikleri için, umut veren bir ortak kültür ikilisi olarak görünmektedir ve ayrıca, biyofilm formatlı bir silindir reaktörde immobilize edilmiş PNSB vasıtasıyla H2 üretiminin, güneşin gün ve yıl boyunca değişen geliş açılarına rağmen optimum aydınlanma sağlanabildiği için, açık hava fotobiyoreaktörlerinde büyük ölçekli H2 üretimi için umut verdiği görülmektedir.

Özet (Çeviri)

Biological hydrogen production using purple nonsulfur bacteria is a promising field that would provide biofuel production from solar energy. This study focused on hydrogen production using co-cultures of different PNSB strains in an agar-immobilized setting and searched for both the synergistic effect of using co-cultures of PNSB and the potential advantages of utilizing an immobilized system. Different bioreactors having volumes of 1.4 L, 300 mL and 150 mL have been tested. The photobioreactors were operated anaerobically indoor (continuous illumination) with different light intensities, such as 2500 lux and 4000 lux, and outdoors for 15-25 days using a defined H2 production medium with different substrate concentrations, such as 40 mM Acetate + 2 mM Glutamate and 60 mM Acetate + 2 mM Glutamate. Best results were obtained by agar-immobilization of different PNSB strains, R. capsulatus hup- (YO3), R. palustris (DSMZ 127), and R. sphaeroides O.U.001 (DSMZ 5864) as single, double, and triple co-cultures on the inner surface of a glass 150 mL cylindrical bioreactor as biofilm formation. The growth, hydrogen production capacities, substrate utilization, and pH changes were recorded. The hydrogen yields were within 0.021-3.655 mol H2/mol Acetate and H2 productivities were within 0.005-0.737 mol H2/L.h. It was concluded that co-cultivation of PNSB did not result in higher H2 yield and productivity compared to single cultures. However, the di-culture of R. capsulatus hup- (YO3) and R. palustris (DSMZ 127) seems as a promising co-culture couple, since together they perform optimal hydrogen production both in low and high substrate concentrations and light intensities, and also, H2 production by immobilized PNSB in a biofilm format cylindrical reactor seems promising for large-scale H2 output in outdoor photobioreactors since optimum illumination can be maintained despite the sun's varying incidence angles throughout the day and the year.

Benzer Tezler

  1. Biological hydrogen production by using co-cultures of PNS bacteria

    PNS bakterilerinin eş-kültürleri kullanılarak biyolojik hidrojen üretimi

    GÖRKEM BAYSAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. EBRU ÖZGÜR

    PROF. DR. MERAL YÜCEL

  2. Çevresel tesislerden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının hesaplanması

    Greenhouse gases calculations from enviromental facilities

    MEHMET ERDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA SAİT YAZĞAN

  3. Modeling and simulation of photobioreactors for biological hydrogen production

    Biyolojik hidrojen üretimi için fotobiyoreaktör modeleme ve sımulasyon

    DOMINIC DEO ANDROGA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İNCİ EROĞLU

    YRD. DOÇ. DR. BAŞAR UYAR

  4. Hydrogen gas production by Escherichia coli in a bioreactor

    Escherichia coli ile biyoreaktörde hidrojen gazı üretimi

    KEREM BORA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. İNCİ EROĞLU

  5. Au-TiO2 katalizörlüğünde etanolden fotokatalizle hidrojen üretimi

    Photocatalytic production of hydrogen from ethanol over Au-TiO2

    DAMLA ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    EnerjiAnkara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZARİFE MISIRLIOĞLU