Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2018 / Cilt: 33 - Sayı: 4

Karanlık fermentasyon ile biyohidrojen üretimine işletim parametrelerinin etkisi

Pages
1475–1492
Publication Date
2018-12-19
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Modifiye Gompertz modeli ile R2 değerleri tüm çalışmalar için 0,99’dan büyük olarak elde edilmiş, en yüksek H2 üretim potansiyelleri 28 ºC ve 37 ºC sıcaklıklar için 32,4 g KOİ/L başlangıç substrat derişiminde sırasıyla 2,126 L H2/L ve 2,777 L H2/L olarak bulunmuş, en yüksek H2 üretim hızına 0,01525 L H2/L.min ile 37 ºC sıcaklık ve 27 g KOİ/L başlangıç substrat derişiminde ulaşılmıştır.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bu çalışmada oksijensiz koşullarda patates besi ortamında Clostridium butyricum mikroorganizması kullanılarak biyohidrojen üretilen kesikli biyoreaktörlerde çalkalama hızı, mikroorganizma aktarım oranı, başlangıç substrat derişimi ve inkübasyon sıcaklığı parametrelerinin biyohidrojen üretimine etkisi incelenmiştir.
📊
Key Findings & Data:En uygun parametreler sırasıyla, çalkalama hızı 200 devir/min, mikroorganizma aktarım oranı 1:10, başlangıç substrat derişimi 32,4 g KOİ/L ve sıcaklık 37oC mikroorganizma aktarım oranı olarak belirlenerek, bu koşullarda 1257 ml H2 üretilmiştir.
💡
Conclusion & Impact:Modifiye Gompertz modeli ile R2 değerleri tüm çalışmalar için 0,99’dan büyük olarak elde edilmiş, en yüksek H2 üretim potansiyelleri 28 ºC ve 37 ºC sıcaklıklar için 32,4 g KOİ/L başlangıç substrat derişiminde sırasıyla 2,126 L H2/L ve 2,777 L H2/L olarak bulunmuş, en yüksek H2 üretim hızına 0,01525 L H2/L.min ile 37 ºC sıcaklık ve 27 g KOİ/L başlangıç substrat derişiminde ulaşılmıştır.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Biyohidrojen · Anaerobik karanlık fermentasyon · Clostridium butyricum

Özet

Bu çalışmada oksijensiz koşullarda patates besi ortamında Clostridium butyricum mikroorganizması kullanılarak biyohidrojen üretilen kesikli biyoreaktörlerde çalkalama hızı, mikroorganizma aktarım oranı, başlangıç substrat derişimi ve inkübasyon sıcaklığı parametrelerinin biyohidrojen üretimine etkisi incelenmiştir. En uygun parametreler sırasıyla, çalkalama hızı 200 devir/min, mikroorganizma aktarım oranı 1:10, başlangıç substrat derişimi 32,4 g KOİ/L ve sıcaklık 37oC mikroorganizma aktarım oranı olarak belirlenerek, bu koşullarda 1257 ml H2 üretilmiştir. İnkübasyon sıcaklığının 37oC olduğu durumda gecikme fazının başlangıç substrat derişiminden bağımsız olarak yaklaşık 6,5 h sürdüğü gözlenmiştir. Substrat derişimi ile ürün üretimi arasındaki ilişki değerlendirilirken elemanter tepkime hız modeli için tepkime mertebesi 1, tepkime hız sabitleri ise 28 ºC ve 37 ºC sıcaklıklar için sırasıyla 6,5x10-5 min-1 ve 7,92x10-5 min-1 olarak hesaplanmıştır. Arrhenius modelinin sabitleri, Arrhenius katsayısı 9,74x1034 min-1 ve aktivasyon enerjisi 229,20 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Michaelis-Menten modeli ile maksimum H2 üretim hızları 28 ºC ve 37 ºC sıcaklıklar için sırasıyla 0,01147 L H2/L.min ve 0,07466 L H2/L. min, bu sıcaklıklar için Michaelis sabitleri (KM) sırasıyla 181,9 g KOİ/L ve 447,7 g KOİ/L, R2 değerleri ise 0,9458 ve 0,9505 olarak hesaplanmıştır. Modifiye Gompertz modeli ile R2 değerleri tüm çalışmalar için 0,99’dan büyük olarak elde edilmiş, en yüksek H2 üretim potansiyelleri 28 ºC ve 37 ºC sıcaklıklar için 32,4 g KOİ/L başlangıç substrat derişiminde sırasıyla 2,126 L H2/L ve 2,777 L H2/L olarak bulunmuş, en yüksek H2 üretim hızına 0,01525 L H2/L.min ile 37 ºC sıcaklık ve 27 g KOİ/L başlangıç substrat derişiminde ulaşılmıştır.

🔖

Cite This Article

HİTİT, Z. Y., ÖZYURT, B., SOYSAL, F., CAMCIOĞLU, Ş., AKAY, B., ERTUNÇ, S. (2018). Karanlık fermentasyon ile biyohidrojen üretimine işletim parametrelerinin etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 33 - Sayı: 4, 1475–1492. https://ajindex.com/articles/20048

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. Kim, D., Han, S., Effect of gas sparging on continuous fermentative hydrogen production, Int. J. Hydrogen Energy, 31, 2158-2169, 2006.
  2. Liu, G., Shen, J., Effect of culture and medium conditions on hydrogen production from starch using anaerobic bacteria, J. Biosci. Bioeng., 98 (4), 251-256, 2004.
  3. Özkan, G., Özkan, G., Şahbudak, B., Etanolden Pd-NiO, Ni-Cu-Pd/aktif karbon katalizörleri ile H2 üretiminde su/ethanol mol oranının hidrojen verimi ve seçimliliğine etkisi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (2), 417-424, 2016.
  4. Melikoglu, M., Albostan, A., Bioethanol production and potential of Turkey, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 26 (1), 151-160, 2011.
  5. Gulum, M., Bilgin, A., Cakmak, A., Comparison of optimum reaction parameters of corn oil biodiesels produced by using sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH), Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (3), 503-511, 2015.
  6. Erdem, F., Tosun, A., Ergun, M., Biosorption of Remazol Yellow (RR) by Saccharomyces cerevisiae in a batch system, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (4), 971-978, 2016.
  7. Uyar, B., Eroglu, I., Yücel, M., Gündüz, U., Photofermentative hydrogen production from volatile fatty acids present in dark fermentation effluents, Int. J. Hydrogen Energy, 34 (10), 4517-4523, 2009.
  8. Mizuno, O., Dinsdale, R., Hawkes, F., Hawkes, D., Noike, T., Enhancement of hydrogen production from glucose by nitrogen gas sparging, Bioresour. Technol., 73, 59-65, 2000.
  9. Das, D., Veziroglu, T.N., Advances in biological hydrogen production processes, Int. J. Hydrogen Energy, 33 (21), 6046-6057, 2008.
  10. Hitit, Z.Y., Boyacioglu, H., Ozyurt, B., Ertunc, S., Hapoglu, H., Akay, B., Self-tuning GMV control of glucose concentration in fed-batch baker’s yeast production, Appl. Biochem. Biotechnol., 172 (8), 3761-3775, 2014.
  11. Hallenbeck, P.C., Abo-Hashesh, M., Ghosh, D., Strategies for improving biological hydrogen production, Bioresour. Technol., 110, 1-9, 2012.
  12. Ozyurt, B., Hitit, Z.Y., Ertunc, S., Hapoglu, H., Akay, B., Demirtas, G. F., Biological hydrogen production: effects of inoculation and production media, International Journal of Global Warming, 6 (2-3), 350-365, 2014.
  13. Genç, N., Fermentatif biyohidrojen üretim proseslerinde hidrojen veriminin geliştirilmesindeki yaklaşımlar, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yayınları, 26 (3), 225-239, 2010. Hitit