İmmobilize ve manyetik özellikli neurospora sitophila ile reaktif boyarmadde biyosorpsiyonu
Immobilize ve manyetik özellikli neurospora sitophila ile reaktif boyarmadde biyosorpsiyonu
Yazar: MELİKE DİVRİKLİOĞLU
Danışman: PROF. DR. TAMER AKAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada Neurospora sitophila biyokütlesinin doğal ve modifiye formları hazırlanmış ve karakterize edilmiştir.  Bunların renk giderim potansiyelleri kesikli ve sürekli sistemde araştırılmıştır.  Serbest biyokütlenin biyosorpsiyon özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla, N. sitophila hücreleri atık çay yapraklarına pasif olarak immobilize edilmiştir.  Serbest ve immobilize hücrelerden manyetik formlarda sorbanlar hazırlanmıştır.  Biyosorpsiyon proseslerinde hedef kirletici olarak Reaktif Viyole 1 boyarmaddesi seçilmiştir.  Geliştirilen sorbanlar ile biyosorpsiyon prosesine yönelik pH, biyokütle miktarı, süre, sıcaklık, başlangıç boyarmadde derişimi ve akış hızı parametreleri incelenmiştir.  Deneysel veriler yalancı ikinci derece kinetik modeli ve Langmuir izoterm modeline uygunluk göstermiştir.  Kesikli sistemde en uygun koşullarda belirlenen maksimum biyosorpsiyon kapasiteleri serbest, immobilize, manyetik ve manyetik immobilize biyosorbanlar için sırasıyla 367,84, 162,14, 239,97 ve 152,88 mg g‒1 olarak belirlenmiştir.  Önerilen biyosorbanlar gerçek ve sentetik atıksu örneklerinde de oldukça etkili biyosorpsiyon performansları sergilemiştir.  Geliştirilen biyosorbanlar sürekli sistemde elli ardışık biyosorpsiyon−desorpsiyon sürecinde başarıyla kullanılmıştır.  Ayrıca sürekli sistemde iyi bir akış performansı sağlayan manyetik immobilize formdaki sorban için daha büyük ölçekte biyosorpsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiş ve önerilen biyosorbanın endüstriyel alanda uygulanabilirliği araştırılmıştır.  Olası biyosorban−boyarmadde etkileşimleri IR, SEM ve zeta potansiyeli analizleriyle incelenmiştir.  Böylece biyosorpsiyon mekanizmaları aydınlatılmaya çalışılmıştır.  Çalışmadaki bulgular, geliştirilen biyosorbanların sulu çözeltilerden RV1 boyarmaddesinin gideriminde etkili ve ekonomik alternatifler olabileceklerini işaret etmektedir.  Bununla birlikte, rejenerasyon deneylerinden oldukça çarpıcı sonuçlar alınmıştır.

Abstract:
In the present study, natural and modified forms of Neurospora sitophila biomass have been prepared and characterized.  Their decolorization potentials have been investigated in batch and continuous flow modes.  In order to improve the biosorption properties of natural biomass, N. sitophila cells have been passively immobilized on waste tea leaves.  Magnetic sorbents have been prepared from free and immobilized cells.  Reactive Violet 1 dye has been chosen as target pollutant.  pH, biomass amount, contact time, temperature, initial dye concentration and flow rate parameters have been investigated for the biosorption process with the prepared sorbents.  Experimental data fitted well to the pseudo−second−order kinetic and Langmuir isotherm models.  The maximum batch biosorption capacities at optimum conditions for free, immobilized, magnetic and magnetic immobilized forms of biosorbents have been recorded as 367.84, 162.14, 239.97 and 152.88 mg g‒1, respectively.  The suggested biosorbents also exhibited highly efficient biosorption performances in real and synthetic wastewater samples.  They have been successfully used in continuous mode biosorption‒desorption process for 50 cycles.  Furthermore in order to investigate the applicability of biosorbents in industrial field, large scale biosorption studies have been carried out with magnetic immobilized form of biosorbent.  It provides good flow performance in continuos mode.  The possible interactions between dye and biosorbents have been investigated by IR, SEM and zeta potential analysis.  So the efforts have been made to clarify the biosorption mechanism.  The findings indicated that the developed biosorbents can be effective and economical alternatives for the removal of RV1 dye from aqueous solutions.  Besides, the remarkable results have been recorded in regenaration experiments.