Process development for continuous photofermentative hydrogen production
Fotofermentasyon ile sürekli hidrojen üretimi için proses geliştirme
- Tez No: 286235
- Danışmanlar: DR. EBRU ÖZGÜR, PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Biotechnology, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyoreaktörler, Rhodobacter capsulatus, Bioreactors, Rhodobacter capsulatus
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Biyolojik hidrojen üretimi prosesleri, karanlık ve foto fermantasyonun entegrasyonu ile biyokütleden yüksek verimde hidrojen üretilebilmektedir. İlk aşamada, biyokütleden karanlık fermantasyon ile hidrojen üretimi yapılmakta, ikinci aşamada karanlık fermantasyonun artığı, foto sentetik sülfürsüz mor bakteriler kullanılarak, foto fermantasyon ile daha da öte hidrojen üretimi yapılmaktadır. Bu çalışmanın amacı karanlık fermantasyon artığından foto fermantasyon ile sürekli hidrojen üreten pilot boyutta borusal bir güneş reaktörünü geliştirmektir.Bu çalışma sonucunda, pilot boyuttaki güneş reaktörü yeni gelişmekte olan bu teknoloji için ilk defa uygulanmış ve farklı mevsimlerde çalıştırılabilen sürekli işletimler başarılmıştır. Gerçekleştirilen işletimler için iki farklı R.capsulatus şusu kullanılmıştır. Pilot güneş reaktörü sürekli dolaşım halindeyken, kış koşullarında dahi, ortalama 0.3 mol H2/m3.s lik bir üretim hızı ile saf hidrojen üretilebileceği gösterilmiştir. Mutant suştan, periyodik dolaşım ile elde edilen üretim hızı 0.2 mol H2/m3.s olmuştur. Gerçek hammadde kullanılarak, karanlık ve foto fermantasyon entegrasyonun pilot boyutlarda mümkün olduğu, gerçek hammadde olan melas ve koyu şerbet fermantasyon artığı kullanılarak kanıtlanmıştır. Pilot borusal güneş biyoreaktörü koyu şerbet fermantasyon artığı ile çalıştırıldığında, en yüksek üretim hızı 0.27 mol H2/m3.s olmuş, melas fermantasyon artığı ise en yüksek 0.12 mol H2/m3.s lik üretim göstermiştir. Üretimi etkileyen en önemli faktörün alınan ışık enerjisi olduğu bulunmuş ve bir ürün faktörü tanımlanarak (mmol H2 / mg kuru bakteri ağırlığı), reaktör tarafından alınan toplam güneş enerjisi ile ilişkilendirilmiştir. Asetik asit tüketim kinetiği gün boyunca birinci derece hız denklemine, gece boyunca ise sıfırıncı derece hız denklemine uyduğu görülmüştür. Buna ek olarak, farklı metabolik yollar için asetik asit kullanımı hesaplanmış ve bir yan ürün olan poly- ß- hydroxybutyrate için üretim hızları belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
By the integration of dark and photo fermentative hydrogen production processes, higher yields of hydrogen can be obtained from biomass. In the first step, biomass is utilized for hydrogen production by dark fermentation and in the second step, the effluent of dark fermentation is further utilized for hydrogen production by photofermentation using photosynthetic purple non-sulfur bacteria. The purpose of this study was to develop a solar pilot scale tubular photobioreactor (PBR) for continuous photo fermentative hydrogen production from the effluent of dark fermentation.This study demonstrated the implementation of the solar pilot tubular PBR for this new technology for the first time and successful continuous operations were performed in different seasons. Two different strains of Rhodobacter capsulatus were used for the operations. It was showed that even in winter, pure hydrogen could be produced in the pilot PBR with an average productivity of 0.3 mol H2/m3.h, when circulation of the PBR was continuous. Productivity obtained by the mutant strain was 0.2 mol H2/m3.h with periodical circulation. The integration between dark and photo fermentation was proven at pilot scales by using real dark fermenter effluents of molasses and thick juice. DFE of thick juice yielded a maximum productivity of 0.27 mol H2/m3.h whereas the maximum productivity obtained from DFE of molasses was 0.12 mol H2/m3.h. The most important factor affecting productivity is found to be the total received light energy and a yield factor (mmol H2/g dry cell weight) was correlated with total received light energy. Acetic acid consumption rates were found to be first order for daytime and zero order for nights. Furthermore acetic acid utilization for different metabolic pathways were estimated and by-product, poly- ß- hydroxybutyrate, specific rates of product formation were determined.
Benzer Tezler
- Process development for microfabrication of phase reversal CMUT devices for structural health monitoring and development of dynamic characterization processes for mems applications
Yapısal sağlık izleme için fazı tersine çeviren CMUT cihazlarının mikroüretimi için süreç geliştirilmesi ve MEMS uygulamaları için dinamik karakterizasyon süreçlerinin geliştirilmesi
MERVE MİNTAŞ KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. ABDULLAH ATALAR
DR. MEHMET YILMAZ
- Process optimization and digestate management of continuous dry anaerobic digestion for treatment of organic fraction of municipal solid waste
Evsel katı atıkların organık fraksiyonunun arıtılması için sürekli kuru havasız çürütme prosesi ve fermente ürün yönetiminin optimizasyonu
AHMET MUSLUOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
DOÇ. DR. RECEP KAAN DERELİ
- Teacher study groups as a model of continuous professional development for tertiary level EFL teachers: A case study
Yükseköğretim kurumlarındaki İngilizce öğretmenlerinin sürekli mesleki gelişimi için bir model olarak öğretmen çalışma grupları: Bir durum çalışması
SERHAT BAŞAR
Doktora
İngilizce
2023
Eğitim ve ÖğretimDokuz Eylül ÜniversitesiYabancı Diller Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE İREM ÇOMOĞLU
- Seven stage model of the soft system methodology for software development process
Yazılım geliştirme süreci için soft sistem metodolojisinin yedi aşama modeli
GÖKÇE GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Yönetim Bilişim SistemleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVGİ ÖZKAN YILDIRIM
- Özel öğrenme güçlüğü olan çocuklar için eğitsel dijital oyun geliştirilmesi süreci
Educational digital game development process for children with special learning disabilities
ENES ARLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Eğitim ve ÖğretimOndokuz Mayıs ÜniversitesiBilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE GÖKÇE BİLGİÇ DOĞAN