Anaerobic digestion of lignocellulosic waste usingphysico-chemical pretreatment methods interms of performance, microbial community, and cost analysis
Fizikokimyasal ön arıtım yöntemi ile lignoselülozik atıkların anaerobik çürütülmesi optimizasyonu, mikrobiyal topluluğu ve maliyet analizi
- Tez No: 900373
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN İNCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Enerji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Energy, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Biyoteknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Artan nüfus ve enerji talebi, dünya genelinde enerji kaynaklarının daha verimli ve sürdürülebilir şekilde kullanılması gerekliliğini ön plana çıkarmaktadır. Özellikle fosil yakıtlara bağımlılık ve iklim değişikliği etkileri, temiz enerji arayışını hızlandırmıştır. Ancak mevcut sürdürülebilir enerji kaynakları, artan talepleri tek başına karşılamakta yetersiz kalmaktadır. Bu bağlamda, organik katı atıkların sürdürülebilir bir kaynağa ve enerjiye dönüştürülmesi, hem çevre kirliliği sorununa bir çözüm sunmakta hem de yeni kaynak olanağı sağlamaktadır. Anaerobik arıtma bilinen ve halihazırda kullanılan bir teknoloji olmasına rağmen gelişime açık bir alandır. Bununla birlikte, organik katı atıkların lignoselülozik yapısı, diğer atık türlerine göre anaerobik çürütmenin ilk adımı olan hidrolizi zorlaştırmaktadır. Lignoselülozik atıkların anaerobik sindirim süreçlerinde değerlendirilmesi ise atık yönetimi açısından büyük potansiyel taşır. Ancak bu tür atıkların kompleks yapısı, biyolojik ayrışmayı zorlaştırır, bu yüzden çeşitli ön arıtma yöntemleri geliştirilmiştir. Fizikokimyasal ön arıtma yöntemleri, özellikle mikrodalga ve asit uygulamaları gibi teknikler, lignin ve selüloz yapılarının parçalanmasını hızlandırarak mikroorganizmaların atık üzerinde daha verimli çalışmasını sağlar. Böylece anaerobik süreç daha verimli hale getirilir ve metan ile uçucu yağ asidi gibi değerli ürünlerin üretimi artırılır.. Ayçiçeği atıkları, hem Türkiye'de hem de dünyada anaerobik arıtma süreçlerinde önemli bir hammadde kaynağı olarak öne çıkmaktadır. Türkiye, dünyanın önde gelen ayçiçeği üreticilerinden biri olup, özellikle Trakya bölgesi başta olmak üzere geniş tarımsal alanlarda ayçiçeği yetiştirilmektedir. Ayçiçeği üretiminden sonra ortaya çıkan sap, baş ve diğer biyokütle atıkları, genellikle tarım arazilerinde bırakılmakta ya da düşük verimli yöntemlerle bertaraf edilmektedir. Ancak bu atıklar, yüksek selüloz ve lignin içeriği sayesinde biyogaz üretiminde önemli bir potansiyele sahiptir. Bu atıkların döngüsel ekonomiye entegre edilmesi, hem çevresel sürdürülebilirliğe hem de ekonomik kazançlara önemli katkılar sunar. Tarımsal atıklar, biyokütle enerjisi üretimi için büyük bir potansiyele sahiptir ve biyogaz, biyoetanol, kompost gibi çeşitli ürünlere dönüştürülebilir. Ayrıca, tarımsal atıkların değerlendirilmesi sayesinde çiftçilerin gelir kaynakları çeşitlenir ve kırsal ekonominin güçlenmesine katkı sağlar. Tarımsal atıkların geri dönüştürülmesi ile elde edilen ürünler, döngüsel ekonomi modeli kapsamında hem kaynakların verimli kullanılmasını sağlar hem de Türkiye'nin enerji ihtiyacının sürdürülebilir kaynaklarla karşılanmasına katkı sunar. Bu sebepler neticesinde çalışmada, organik atık olarak ayçiçeği seçildi. Ön arıtma yöntemleri temel olarak fiziksel, kimyasal, biyolojik ve kombine ön arıtım olarak ayrılsa bile yapılan araştırmalar kombine ön arıtımların daha başarılı olabildiğini göstermiştir. Kombine ön arıtımlar, lignoselülozik atıkların daha etkin bir şekilde parçalanmasını sağlamak için tercih edilmektedir, çünkü tek başına kullanılan yöntemler genellikle atığın kompleks yapısını yeterince parçalayamaz. Kombine ön arıtımlar, genellikle fiziksel, kimyasal veya biyolojik yöntemlerin bir araya getirilmesiyle uygulanır ve bu sayede her bir yöntemin avantajları sinerjik bir etki yaratarak daha verimli sonuçlar elde edilmesini sağlar. Örneğin, mikrodalga ile asit bazlı ön arıtma kombinasyonu, biyokütlenin yapısını hem termal hem de kimyasal olarak bozarak daha yüksek biyogaz ve uçucu yağ asidi üretimi sağlar. Bu yöntemler, enerji verimliliğini artırırken, maliyet etkinliği açısından da sürdürülebilir çözümler sunar. Bu çalışmada ise lignoselülozik yapının en başarılı şekilde parçalanması için fiziko-kimyasal ön arıtım seçildi. Fizikokimyasal bir proses için fiziksel ön arıtma amacıyla mikrodalga, kimyasal ön arıtma için hidroklorik asit kullanıldı. Bu sayede kombine ön arıtım ile daha etkili bir hidroliz süreci sağlandı. Substrat, 0.8%, 1.2% ve 1.6% HCl çözeltileri içerisinde 30 dakika boyunca 120oC ve 140oC'de mikrodalga ön işleme maruz bırakıldı. Ön arıtımdan sonra verimliliğin hangi koşul için daha başarılı geçtiğini anlamak üzere sCOD değerlerine bakıldı. Ön arıtım uygulanmamış kontrol numunesi ile kıyaslandığında, 1.2% HCl çözeltisinde 120oC'de 30 dakika kombine ön arıtıma uğrayan numunede 47% daha yüksek sCOD elde edildiği gözlemlendi. The sCOD value measured without pretreatment is 22395 mg/L sCOD, and with 1.2% HCl 120oC pretreatment, the sCOD value is 32908 mg/L. Bu sayede çalışmada en etkili arıtım yöntemi elde edildi. Aynı zamanda aşı çamuru, kontrol numunesi ve en verimli ön arıtmaya ait TS ve VS değerleri standart yöntemlerle belirlendi. Kontrol numuneleri ve ön işleme tabi tutulmuş numuneler karşılaştırıldığında TS bozulması %45, VS ise %52 oranında arttı. Katı malzemenin TS ve VS değerlerinin yükselmesi etkili bir bozulmanın işaretidir. Böylece lignoselülozik atıkların daha verimli bir şekilde ayrıştığı gösterilebilir, bu da daha verimli bir hidrolizin daha büyük bir VFA çıkışıyla sonuçlanacağı anlamına gelir. Son yıllarda anaerobik arıtma sürecinde arkelerin varlığının baskılanarak, uçucu yağ asitlerinin oluşmasını sağlamak oldukça yaygınlaştı. Bunun temel sebebi metan her ne kadar enerji kaynağı olarak kullanılsa bile önemli bir sera gazı kaynağıdır. Aynı zamanda yan anaerobik çürütmede metan (CH4) haricinde yan ürün olarak CO2 de oluşur. Bu çalışmanın en önemli motivasyonu ise uçucu yağ asitlerinin elde edilmesidir. Ön arıtım teknolojilerinin geliştirilmesinin yanında, döngüsel ekonomide önemli bir yere sahip olan ve bir çok farklı sektörde kullanım amacı olan uçucu yağ asitlerinin üretilmesi oldukça popüler hale gelmiştir. Bu çalışmada lignoselülozik atık olarak kullanılan ayçiçeği kombine ön arıtıma maruz bırakıldıktan sonra pH 5.5'ta tutuldu. Bu pH aralığında arkeler yani metan oluşumunu sağlayan mikroorganizmalar varlığını sürdüremezken, sadece uçucu yağ asitleri oluşumu acidogenesis mikroorganizmalar ile mümkün olur. Bu pH değerinde, mikroorganizmalar uçucu yağ asitleri oluşur fakat bu uçucu yağ asitleri arkeler varlığını sürdüremediği için metana dönüşmez. Arkeler inhibe edildikten ve her gün pH kontrolü yapılırken, belirli günler numuneler alındı. Çeşitli sektörlerde kullanılan ve farklı kullanım amaçlarına sahip olan uçucu yağ asidi çeşitlerinin, belirlenen günlerde oluşum miktarına mg/L sCOD cinsinden bakıldı. Acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid and isovaleric acid için kümülatif VFA oluşumu belirlendi. Ön işleme tabi tutulan numunenin 1. gün sCOD değeri 32908 mg/L idi; 30. günün sonunda 19324 mg/L olduğu görüldü. Uçucu yağ asidi oluşumunda başarı oranının yaklaşık %40 olduğu gösterilmiştir. Özetle asit çeşitleri en çok üretilenden en az üretilene doğru şu şekildedir: Propiyonik Asit: 3089 mg/L, İzovalerik Asit: 2993 mg/L, İzobütirik Asit: 2700 mg/L, Bütirik Asit: 2137 mg/L, İzokaproik Asit: 2421 mg/L, Kaproik Asit: 760 mg/L, Asetik Asit : 539 mg/L, Valerik Asit: 245 mg/L. Çalışmanın bir diğer önemli yönü, taksonomi kategorizasyonu için mikrobiyal toplulukların genomik dizilerinin oluşturulmasıdır. Amaç, Oxford Nanopore MinION teknolojisini hızlı ve uzun okunan yaklaşımlarla birlikte kullanarak mikrobiyal türleri tamamen karakterize etmektir. DNA izolasyonu yapıldıktan sonra, PCR ve sekanslama uygun koşullarda uygulandı. 16S, 18S ve arkeal mikroorganizma topluluğu phylum, class ve species olacak şekilde sınıflandırıldı ve kıyaslandı. Mikrobiyal toplulukların genetik dizilimi, birçok bakteri ve arke türü de dahil olmak üzere, anaerobik sindirim sürecinde yer alan çeşitli mikroorganizma spektrumunu ortaya çıkardı. Mikrobiyal topluluklarda en baskın türler şu şekilde gözlenmiştir: Armatimonadota, Caloramator sp. E03, Dysgonomonadaceae:, Stephanoeca, Prototheca ciferrii, Prototheca wickerhamii, Tetramitus dokdoensis, Methanosarcina vacuolata, Methanothrix soehngenii, Methanosarcina barkeri. Bu bulgular anaerobik sindirim sürecinin mikrobiyal topluluğunun anlaşılmasında ve sistem verimliliğinin geliştirilmesinde, yapılacak olacak çalışmalara kaynak sağlayacaktır. Son olarak toplanan tüm veriler kullanılarak bir maliyet analizi yapıldı. 1,5 gram substrattan elde edilen uçucu yağ asitlerinin türlerine göre ekonomik değerleri şu şekildedir: Asetik Asit: 17 $, Propiyonik Asit: 250 $, İzobütirik Asit: 476 $, Bütirik Asit: 247 $, İzovalerik Asit: 673 $, Valerik Asit: 24 $, İzokaproik Asit: 385 $, Kaproik Asit: 122 $. Sistemin başarı verimliliğini kontrol etmek için mikrobiyal analiz çok önemlidir. Archaea'nın bu şekilde varlığını sürdürdüğü gösterildi. Anaerobik sindirim son derece hassas bir süreçtir. Başarılı bir ön arıtma kullanılmış olmasına ve arkelerin bulunmadığının tahmin edilmesine rağmen, bunların devam eden varlığı, daha hassas bir işlem uygulamasının daha verimli VFA sentezi sağlayabileceğini gösterdi. Tüm bu çalışmanın sonunda kısacası şu çıkarımlar yapılabilir; Artan nüfus ve enerji talebi, geleneksel enerji kaynaklarının sürdürülebilir alternatiflerle yer değiştirilmesi ihtiyacını artırmaktadır. Organik katı atıkların, özellikle lignoselülozik yapıya sahip olanların, biyogaz ve uçucu yağ asitleri üretiminde kullanılması bu bağlamda önemlidir. Ancak, lignoselülozik yapının kompleksliği biyolojik ayrışmayı zorlaştırır. Bu nedenle, mikrodalga ve HCl gibi fizikokimyasal ön arıtma yöntemleri, atıkların daha kolay hidrolize uğramasını sağlar ve biyogaz verimini artırır. Yapılan çalışmalar, kombine ön arıtma yöntemlerinin atıkların yapısal bütünlüğünü bozarak daha yüksek metan ve uçucu yağ asidi üretimine yol açtığını göstermektedir. Türkiye gibi ayçiçeği üretiminin yoğun olduğu ülkelerde, bu atıklar büyük bir enerji potansiyeli sunmaktadır. Anaerobik arıtmada uçucu yağ asidi üretimi daha çevre dostu ve ekonomik bir seçenek olarak öne çıkarken, mikrobiyal toplulukların etkili taksonomik analizi süreç verimliliğini daha da artırma potansiyeline sahiptir. Çalışmanın bir diğer önemli yönü, taksonomi kategorizasyonu için mikrobiyal toplulukların genomik dizilerinin oluşturulmasıdır. Amaç, Oxford Nanopore MinION teknolojisini hızlı ve uzun okunan yaklaşımlarla birlikte kullanarak mikrobiyal türleri tamamen karakterize etmektir. DNA izolasyonu yapıldıktan sonra, PCR ve sekanslama uygun koşullarda uygulandı. 16S, 18S ve arkeal mikroorganizma topluluğu phylum, class ve species olacak şekilde sınıflandırıldı ve kıyaslandı. Mikrobiyal toplulukların genetik dizilimi, birçok bakteri ve arke türü de dahil olmak üzere, anaerobik sindirim sürecinde yer alan çeşitli mikroorganizma spektrumunu ortaya çıkardı. Mikrobiyal topluluklarda en baskın türler şu şekilde gözlenmiştir: Armatimonadota, Caloramator sp. E03, Dysgonomonadaceae:, Stephanoeca, Prototheca ciferrii, Prototheca wickerhamii, Tetramitus dokdoensis, Methanosarcina vacuolata, Methanothrix soehngenii, Methanosarcina barkeri. Bu bulgular anaerobik sindirim sürecinin mikrobiyal topluluğunun anlaşılmasında ve sistem verimliliğinin geliştirilmesinde, yapılacak olacak çalışmalara kaynak sağlayacaktır. Son olarak toplanan tüm veriler kullanılarak bir maliyet analizi yapıldı. 1,5 gram substrattan elde edilen uçucu yağ asitlerinin türlerine göre ekonomik değerleri şu şekildedir: Asetik Asit: 17 $, Propiyonik Asit: 250 $, İzobütirik Asit: 476 $, Bütirik Asit: 247 $, İzovalerik Asit: 673 $, Valerik Asit: 24 $, İzokaproik Asit: 385 $, Kaproik Asit: 122 $. Sistemin başarı verimliliğini kontrol etmek için mikrobiyal analiz çok önemlidir. Archaea'nın bu şekilde varlığını sürdürdüğü gösterildi. Anaerobik sindirim son derece hassas bir süreçtir. Başarılı bir ön arıtma kullanılmış olmasına ve arkelerin bulunmadığının tahmin edilmesine rağmen, bunların devam eden varlığı, daha hassas bir işlem uygulamasının daha verimli VFA sentezi sağlayabileceğini gösterdi. Tüm bu çalışmanın sonunda kısacası şu çıkarımlar yapılabilir; Artan nüfus ve enerji talebi, geleneksel enerji kaynaklarının sürdürülebilir alternatiflerle yer değiştirilmesi ihtiyacını artırmaktadır. Organik katı atıkların, özellikle lignoselülozik yapıya sahip olanların, biyogaz ve uçucu yağ asitleri üretiminde kullanılması bu bağlamda önemlidir. Ancak, lignoselülozik yapının kompleksliği biyolojik ayrışmayı zorlaştırır. Bu nedenle, mikrodalga ve HCl gibi fizikokimyasal ön arıtma yöntemleri, atıkların daha kolay hidrolize uğramasını sağlar ve biyogaz verimini artırır. Yapılan çalışmalar, kombine ön arıtma yöntemlerinin atıkların yapısal bütünlüğünü bozarak daha yüksek metan ve uçucu yağ asidi üretimine yol açtığını göstermektedir. Türkiye gibi ayçiçeği üretiminin yoğun olduğu ülkelerde, bu atıklar büyük bir enerji potansiyeli sunmaktadır. Anaerobik arıtmada uçucu yağ asidi üretimi daha çevre dostu ve ekonomik bir seçenek olarak öne çıkarken, mikrobiyal toplulukların etkili taksonomik analizi süreç verimliliğini daha da artırma potansiyeline sahiptir.
Özet (Çeviri)
Increasing population and energy demand emphasize the global need to use energy resources more effectively and responsibly. Specifically, reliance on fossil fuels and the repercussions of climate change have hastened the hunt for renewable energy. However, current sustainable energy supplies are insufficient to fulfill rising demand alone. In this context, transforming organic solid waste into a sustainable resource and energy solves the environmental pollution problem while also creating new resource prospects. Although anaerobic treatment is a well-known and widely utilized method, it remains a field for further improvement. However, the lignocellulosic structure of organic solid wastes makes hydrolysis, the first stage in anaerobic digestion, more difficult than with other forms of waste. The use of lignocellulosic wastes in anaerobic digestion systems offers significant waste management potential. However, biodegradation of such wastes is challenging due to their complicated structure, hence several pre-treatment procedures have been devised. Physicochemical pretreatment procedures, particularly microwave and acid treatments, speed up the breakdown of lignin and cellulose structures, allowing microorganisms to operate more efficiently with the waste. As a result, the anaerobic process becomes more efficient, and important chemicals like methane and volatile fatty acids are produced in greater quantities. Sunflower waste is a major raw material source for anaerobic treatment procedures in Turkey and across the world. Turkey is one of the world's largest sunflower producers, with sunflowers growing across vast agricultural regions, particularly in the Thrace region. Stem, head, and other biomass wastes from sunflower cultivation are typically left on agricultural areas or disposed of using inefficient ways. However, these wastes have a significant potential in biogas production thanks to their high cellulose and lignin content. Integrating these wastes into the circular economy makes significant contributions to both environmental sustainability and economic gains. Agricultural wastes have great potential for biomass energy production and can be converted into various products such as biogas, bioethanol, compost. In addition, by utilizing agricultural waste, farmers' income sources diversify and contribute to the strengthening of the rural economy. Products obtained by recycling agricultural wastes both ensure efficient use of resources within the scope of the circular economy model and contribute to meeting Turkey's energy needs with sustainable resources. As a result of these reasons, sunflower was chosen as organic waste in the study. Even though pretreatment methods are basically divided into physical, chemical, biological and combined pretreatment, research has shown that combined pretreatment can be more successful. Combined pretreatments are preferred to ensure more effective breakdown of lignocellulosic wastes, because methods used alone often cannot adequately break down the complex structure of the waste. Combined pretreatments are generally applied by combining physical, chemical or biological methods, whereby the advantages of each method create a synergistic effect, providing more efficient results. For example, the combination of microwave and acid-based pretreatment disrupts the structure of biomass both thermally and chemically, resulting in higher biogas and volatile fatty acid production. While these methods increase energy efficiency, they also provide sustainable solutions in terms of cost effectiveness. In this study, physico-chemical pretreatment was chosen to break down the lignocellulosic structure most successfully. For a physicochemical process, microwave was used for physical pretreatment and hydrochloric acid was used for chemical pretreatment. In this way, a more effective hydrolysis process was achieved with combined pretreatment. The substrate was microwave pretreated in 0.8%, 1.2% and 1.6% HCl solutions for 30 minutes at 120oC and 140oC. After pre-treatment, sCOD values were examined to understand under which condition the efficiency was more successful. Compared to the control sample without pretreatment, it was observed that 47% higher sCOD was obtained in the sample that underwent combined pretreatment in 1.2% HCl solution at 120oC for 30 minutes. The sCOD value measured without pretreatment is 22395 mg/L sCOD, and with 1.2% HCl 120oC pretreatment, the sCOD value is 32908 mg/L. In this way, the most effective pretreatment method was obtained in the study. At the same time, TS and VS values for seed sludge, control sample and the most efficient pretreatment were determined by standard methods. When comparing control samples and pretreated samples, TS degradation increased by 45% and VS by 52%. An increase in the TS and VS values of the solid material is a sign of effective deterioration. Thus, lignocellulosic wastes can be shown to decompose more efficiently, meaning that a more efficient hydrolysis will result in a larger VFA output. In recent years, it has become quite common to suppress the presence of archaea in the anaerobic digestion process and to ensure the formation of volatile fatty acids. The main reason for this is that although methane is used as an energy source, it is an important source of greenhouse gases. At the same time, CO2 is also formed as a byproduct in addition to methane (CH4) in semi-anaerobic digestion. The most important motivation of this study is to obtain volatile fatty acids. In addition to the development of pre-treatment technologies, the production of volatile fatty acids, which have an important place in the circular economy and are used in many different sectors, has become very popular. In this study, sunflower used as lignocellulosic waste was kept at pH 5.5 after being exposed to combined pretreatment. While archaea, that is, microorganisms that provide methane formation, cannot survive in this pH range, only the formation of volatile fatty acids is possible with acidogenesis microorganisms. At this pH value, microorganisms produce volatile fatty acids, but these volatile fatty acids do not turn into methane because the archaea cannot survive. Once the archaea were inhibited and the pH was checked every day, samples were taken on certain days. The formation amount of volatile fatty acid types, which are used in various sectors and have different usage purposes, on determined days was measured in mg/L sCOD. Cumulative VFA formation was determined for acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid and isovaleric acid. The 1st day sCOD value for the pretreated sample was 32908 mg/L; At the end of the 30th day, it was observed to be 19324 mg/L. It is showed that a success rate of volatile fatty acid formation of approximately 40%. In summary, the acid types, from most produced to least produced, are as follows: Propionic Acid: 3089 mg/L, Isovaleric Acid: 2993 mg/L, Isobutyric Acid: 2700 mg/L, Butyric Acid: 2137 mg/L, Isocaproic Acid: 2421 mg/L, Caproic Acid: 760 mg/L, Acetic Acid: 539 mg/L, Valeric Acid: 245 mg/L. Another important aspect of the study is the generation of genomic sequences of microbial communities for taxonomy categorization. The aim is to fully characterize microbial species using Oxford Nanopore MinION technology in combination with fast and long-read approaches. After DNA isolation, PCR and sequencing were performed under appropriate conditions. 16S, 18S and archaeal microorganism communities were classified and compared as phylum, class and species. Genetic sequencing of microbial communities has revealed a diverse spectrum of microorganisms involved in the anaerobic digestion process, including many species of bacteria and archaea. The most dominant species in microbial communities were observed as follows: Armatimonadota, Caloramator sp. E03, Dysgonomonadaceae:, Stephanoeca, Prototheca ciferrii, Prototheca wickerhamii, Tetramitus dokdoensis, Methanosarcina vacuolata, Methanothrix soehngenii, Methanosarcina barkeri. These findings will provide resources for future studies on understanding the microbial community of the anaerobic digestion process and improving system efficiency. Finally, a cost analysis was performed using all collected data. The economic values according to the types of volatile fatty acids obtained from 1.5 grams of substrate are as follows: Acetic Acid: $17, Propionic Acid: $250, Isobutyric Acid: $476, Butyric Acid: $247, Isovaleric Acid: $673, Valeric Acid: $24, Isocaproic Acid: $385, Caproic Acid: $122. Microbial analysis is very important to check system success efficiency. Archaea were shown to persist in this manner. Anaerobic digestion is an extremely sensitive process. Although successful pretreatment was used and archaea were predicted to be absent, their continued presence indicated that a more precise process application could yield more efficient VFA synthesis. At the end of this entire study, the following conclusions can be made: Increasing population and energy demand increases the need to replace traditional energy sources with sustainable alternatives. In this context, the use of organic solid wastes, especially those with a lignocellulosic structure, in the production of biogas and volatile fatty acids is important. However, the complexity of the lignocellulosic structure makes biodegradation difficult. Therefore, physicochemical pretreatment methods such as microwave and HCl enable waste to be hydrolyzed more easily and increase biogas yield. Studies show that combined pretreatment methods disrupt the structural integrity of wastes, leading to higher methane and volatile fatty acid production. In countries where sunflower production is intense, such as Türkiye, these wastes offer a great energy potential. While volatile fatty acid production in anaerobic treatment stands out as a more environmentally friendly and economical option, effective taxonomic analysis of microbial communities has the potential to further increase process efficiency.
Benzer Tezler
- Anaerobic digestion of lignocellulosic waste using alkali pretreatment method interms of performance, microbial community, and cost analysis
Lignoselülozik atıkların alkali ön arıtım yöntemi ile anaerobik arıtımı, performans, mikrobiyal topluluk ve maliyet analizi
CANBERK KAZANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Lignoselülozik içerikli biyokütle ile beslenen anaerobik çürütücülerde Clostridium thermocellum'un biyogaz üretimine etkisi
Bioaugmentation with Clostridium thermocellum in the anaerobic digestion of lignocellulosic biomass
BÜŞRA ECEM ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Anaerobik parçalanma prosesinin farklı sektörel atıklar için uygulanması
Application of anaerobic digestion process for different sectoral wastes
FATİH YILMAZ
Doktora
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİYE ALTINAY PERENDECİ
PROF. DR. ERKAN ŞAHİNKAYA
- Energetic utilization of lignocellulose-rich agricultural wastes by enriched microorganisms from high performance natural and engineered systems
Yüksek performanslı doğal ve mühendislik sistemlerinden zenginleştirilen mikroorganizmaların lignoselülozca zengin tarım atıklarından enerji üretiminde kullanımı
EMİNE GÖZDE ÖZBAYRAM
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Anaerobic CO-digestion of cow manure, food waste and waste activated sludge with trametes versicolor pre-treatment under mesophilic condition
Trametes versicolor ile önarıtım yapılmış olan büyükbaş hayvan atıklarının, yemek atıklarının ve aktif çamurun mezofilik ortamda birlikte anaerobik parçalanması
ÖMER UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHAR İNCE