Geri Dön

Investigation of photofermentative poly-hydroxybutyrate (PHB) and hydrogen production via rhodobacter capsulatus

Rhodobacter capsulatus aracılığı ile fotofermentatif polihidroksibütirat (PHB) ve hidrojen üretiminin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 786165
  2. Yazar: ERTAN HOŞAFCI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU, DOÇ. DR. HARUN KOKU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Rhodobacter capsulatus, PHB Üretimi, Hidrojen Üretimi, Sodyum Birikimi, pH Etkisi, Biyokütle, Hidrojen, Polihidroksibütirat, pH denetimi, Rhodobacter capsulatus, PHB Production, Hydrogen Production, Sodium Accumulation, Effect of pH, Biomass, Hydrogen, Polyhydroxybutyrate, pH control
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalışmasının amacı, Rhodobacter capsulatus türlerinin iki suşu kullanılarak fotofermentasyon yoluyla hidrojen (H2) ve polihidroksibütirat (PHB) üretimini etkileyen faktörlerin araştırılmasıdır. Bu amaçla Set 1, Set 2 ve Set 3 olmak üzere üç deneysel set kurulmuştur. Set 1'de, bakteriyel biyokütlenin ön işleminde çeşitli yaklaşımlar araştırılmıştır. R. capsulatus Yabanıl Tip suşu için, farklı ön muamele yöntemlerinin kullanılması önemli bir fark yaratmamış ve hücre kuru ağırlığının (cdw) ortalama %29,6'sı PHB olarak gözlenmiştir. Mutant R. capsulatus YO3 suşu için, kurutulmuş numuneler için cdw'nin %28,2'ine kıyasla kurutulmamış biyokütle numunelerinde cdw'nin %40,1'i olarak gözlenen PHB'de kurutma etkisinin önemli olduğu sonucuna varılmıştır. Bundan sonra yapılacak setlerde kullanılacak suş olarak YO3'ün benimsenmesi ve kurutma işlemine tabi tutulmaması gerektiği sonucuna varılmıştır. Set 2'de, asetat ve sükroz olmak üzere iki farklı substrat türü kullanılarak potansiyel bir stres durumu olarak artan sodyum (Na+) konsantrasyonunun etkisi araştırılmıştır. 4000 mgNa+/L'ye kadar Na+ artışının dolaylı bir sonucu olarak, pH'ın artmasının önemli bir stres durumu olduğu gözlenmiştir. Maksimum PHB birikimi, asetat ve sükroz için sırasıyla cdw'nin %57,7 ± 5,2 ve %3,3 ± 0,4'ü olarak gözlenmiştir. Asetat ve sükroz içeren reaktörler için maksimum hidrojen üretkenlikleri sırasıyla 0,58 ± 0,03 ve 0,73 ± 0,06 mmol/L·sa olarak gözlenmiştir. Set 3'te, yüksek ve düşük Na+ koşullarında bir stres koşulu olarak pH'ın etkisi araştırılmıştır. Düşük ve yüksek Na+ koşulları için sırasıyla 8.50 pH'ta maksimum PHB birikiminin cdw'nin %57.5 ± 0.2 ve 7.70 pH'ta %33.6 ± 2.0 olduğu gözlenmiştir. Maksimum hidrojen üretkenliği, pH 7.00'de 0.42 ± 0.01 mmol/L·sa olarak gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The aim of this thesis study is to investigate factors affecting hydrogen (H2) and poly-hydroxybutyrate (PHB) production via photofermentation using two strains of Rhodobacter capsulatus species. To this purpose, three experimental designs were set up, namely Set 1, Set 2 and Set 3. In Set 1, various approaches in pretreatment of bacterial biomass were investigated. For R. capsulatus Wild Type (WT) strain, employment of different pretreatment methods did not make a significant difference, where an average of 29.6% of cell dry weight (cdw) PHB was observed. For mutant R. capsulatus YO3 strain, effect of drying was observed to be significant, with non-dried biomass samples yielding 40.1% of cdw average PHB compared to 28.2% of cdw for dried samples. It was concluded that YO3 should be adopted as the strain to be used in the following sets to be conducted and should not be subjected to drying. In Set 2, effect of increasing sodium (Na+) concentration was investigated as a potential stress condition, using two different substrate types, namely acetate and sucrose. As an indirect result of Na+ increase up to 4000 mgNa+/L, increasing pH was observed to be a significant stress condition. Maximum PHB accumulation was observed as 57.7 ± 5.2% and 3.3 ± 0.4% of cdw for acetate and sucrose, respectively. Maximum hydrogen productivities were observed as 0.58 ± 0.03 mmol/L·h and 0.73 ± 0.06 mmol/L·h, respectively for acetate and sucrose-containing reactors. In Set 3, effect of pH as a stress condition was investigated in high and low Na+ conditions. Maximum PHB accumulation was observed to be 57.5 ± 0.2% of cdw at 8.50 pH and 33.6 ± 2.0% of cdw at 7.70 pH for low and high Na+ conditions, respectively. Maximum hydrogen productivity was observed as 0.42 ± 0.01 mmol/L·h at pH 7.00.

Geri Dön