Ardışık mezofilik ve termofilik konsolide fermantasyon ile atık incirden bütanol üretimi
Butanol production from waste figs through sequential mesophilic and thermophilic consolidated fermentation
- Tez No: 989741
- Danışmanlar: PROF. DR. HİDAYET ARGUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Biyoteknoloji, Environmental Engineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Termofilik bakteriler, Thermophilic bacteria
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Artan enerji talebi, fosil yakıtların yoğun şekilde kullanımına neden olarak hem bu kaynakların hızla tükenmesine hem de önemli çevresel sorunların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer alan biyokütle bazlı biyoyakıtlar, fosil yakıtlara güçlü bir alternatif olarak öne çıkmakta olup, bu biyoyakıtlar içinde biyobütanol üstün özellikleri sayesinde gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, aflatoksin içeren atık kuru incirlerden ardışık mezofilik (MF) ve termofilik (TF) konsolide fermantasyon ile bütanol üretimi gerçekleştirilmiştir. MF aşamasında süreç parametrelerinin optimize edilmesi amacıyla Box–Wilson deney tasarımı uygulanmış ve üç farklı deney setinde çeşitli parametreler değerlendirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda optimum koşullar; 1 bar CO₂ basıncı, 22,5 g/L incir konsantrasyonu, %5 MF aşı yüzdesi, 88 saat MF bekleme süresi, 250 C/N oranı ve 950 C/P oranı olarak belirlenmiştir. Bu optimum koşullarda 0,78 g/L bütanol konsantrasyonu elde edilmiştir. TF aşamasında Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum DSM 571 bakterisi ile gerçekleştirilen çalışmalarda Taguchi deney tasarım yöntemi uygulanmış ve üç farklı deney setinde çeşitli parametreler incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre optimum koşullar; 1 gün TF bekleme süresi, %1 TF aşı oranı, 0,8 bar H₂ basıncı, 5 mg/L Mo, 15 mg/L W, 15 mg/L Fe, 500 mg/L L-sistein·HCl, 30 mg/L Zn, pH 7 ve 50 °C sıcaklık olarak belirlenmiştir. Bu optimum koşullar altında gerçekleştirilen fermantasyonda 1,15 g/L bütanol elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, atık incirlerin ardışık mezofilik ve termofilik fermantasyon süreçlerinde bütanol üretimi için kullanılabileceğini ve bu yöntemin atıkların enerji üretiminde değerlendirilmesine katkı sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The increasing demand for energy leads to the intensive use of fossil fuels, resulting in the rapid depletion of these resources and the emergence of significant environmental problems. Among renewable energy sources, biomass-based biofuels are a strong alternative to fossil fuels. Among renewable energy sources, biomass-based biofuels stand out as strong alternatives to fossil fuels, and within this group, biobutanol has been gaining increasing importance due to its superior properties. In this study, butanol production was carried out from aflatoxin‑containing waste dried figs using sequential mesophilic (MF) and thermophilic (TF) consolidated fermentation. In the MF stage, the Box–Wilson experimental design was applied to optimize process parameters, and various parameters were evaluated in three different experimental sets. As a result of the experiments, the optimum conditions were determined as: 1 bar CO₂ pressure, 22.5 g/L fig concentration, 5% MF inoculum percentage, 88 hours MF retention time, a 250 C/N ratio and a 950 C/P ratio. Under these optimum conditions, a butanol concentration of 0.78 g/L was obtained. In the TF stage, studies conducted using Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum DSM 571 employed the Taguchi experimental design, and various parameters were examined across three different experimental sets. According to the results obtained, the optimum conditions were determined as: 1 day TF retention time, 1% TF inoculum ratio, 0.8 bar H₂ pressure, 5 mg/L Mo, 15 mg/L W, 15 mg/L Fe, 500 mg/L L-cysteine·HCl, 30 mg/L Zn, pH 7 and a temperature of 50 °C. In the fermentation carried out under these optimum conditions, 1.15 g/L butanol was obtained. The obtained results indicate that waste figs can be used for butanol production through sequential mesophilic and thermophilic fermentation processes, and that this method contributes to the utilization of waste for energy generation.
Benzer Tezler
- Analysis of environmental impacts in a sequential biofuel production process
Ardışık biyoyakıt üretimi yapan bir prosesin çevresel etkilerinin araştırılması
İDİL TAHMİNA ÖZEN DAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERPİL ÖZMIHÇI
PROF. DR. NURDAN BÜYÜKKAMACI
- Boyar madde içeren tekstil atıksularında renk gideriminin entegre arıtım yaklaşımıyla incelenmesi
Investigation of color removal in textile wastewater containing dyestuff with integrated treatment approach
GAYE AYDOĞDU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- Ön çöktürme ve fazla biyolojik arıtma çamurlarının 38℃ mezofilik sıcaklıkta ayrık anaerobik çürütme potansiyeli ve stabilize çamur kalitesinin araştırılması
Investi̇gati̇on of separate anaerobic stabilization potential and stabilized sludge quali̇ty of primary and waste biological sewage sludge at 38 ℃ mesophilic temperature
MOHAMMAD NAZIR MALEK ZADA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK ERDİRENÇELEBİ
- Sequential application of epsilon-polylysine, lauric arginate and acidic calcium sulfate for inactivation of pathogens on raw chicken and beef
Çiğ piliç ve sığır etinde patojenlerin inaktivasyonu için epsilon-polilisin, laurik arjinat ve asidik kalsiyum sülfatın ardışık uygulamaları
HAKAN BENLİ
Doktora
İngilizce
2008
Gıda MühendisliğiTexas A&m UnıversıtyGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JİMMY KEETON
- Laboratuvar ölçekli hareketli yataklı biyofilm reaktöründe anammox kültürünün zenginleştirilmesi ve dinamik simülasyonla proses kinetiğinin belirlenmes
Enrichment of anammox culture in laboratory scale moving bed biofilm reactor and determination of processes kinetics by dynamic simulation
MUHAMMET BURAK BOZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
DOÇ. DR. DİĞDEM GÜVEN