Binalara entegre edilebilen panel tip fotobiyoreaktör tasarımı ve bu fotobiyoreaktörün bina ile etkileşiminin laboratuvar ölçekte incelenmesi
Design of panel photobioreactor integrated with buildings and investigation of this interaction in laboratory scale
Yazar: AYŞEGÜL İNAM
Danışman: DOÇ. DR. SUPHİ ŞURİŞVAN ÖNCEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Chlorella vulgaris = Chlorella vulgaris ; Fotobiyoreaktör = Photobioreactor ; Karbon dioksit = Carbon dioxide ; Küresel ısınma = Global warming ; Mikroalgler = Microalgae

Özet:
Önemli bir sera gazı olan CO2 seviyesinin yükselmesiyle artan küresel ısınmayı azaltmak adına dikkate alınan yaklaşımlardan biri de biyo-façade sistemleri kullanarak çevre dostu sürdürülebilir binalar geliştirmektedir. Mikroalgler atmosfer kalitesini arttırabilecekleri için biyo-façade sistemlerde potansiyel kullanım avantajına sahiptir.
   Bu çalışmada mikroalg fotobiyoreaktörleri kullanılarak potansiyel bir biyo-façade ünitesinin etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu fotobiyoreaktör entegreli ünitenin potansiyelinin belirlenmesi yanında, mikroalgler tarafından besi ortamının %10, %20, %40 ve %80 oranlarında seyreltilerek kullanımı, mikroalg hücrelerinden ayrılmış besi ortamının tekrarlı kullanımı ve %5, %10 CO2 oranlarının kullanımı çalışılmıştır. Denemeler fotosentetik aktivite ve çeşitli biyokütle analizleriyle değerlendirilmiştir. Üretimlerde düşük ikilenme süresi ve yüksek biyokütle verimliliğine sahip olmasından dolayı model bir mikroalg olarak Chlorella vulgaris seçilmiştir. Sonuçlara göre besi ortamı seyreltmesi %80'e kadar mikroalg üretimini destekleyebilmiştir, ortamın çoklu kullanımı başarıyla sonuçlanmıştır ve %5 CO2 biyokütle verimini arttırmıştır.
   Denemelerin sonuçları laboratuvar ölçeğinde fotobiyoreaktör entegreli bina ünitesi modelinde yapılan çalışma ile birleştirilmiştir. Sonuçlar mikroalglerin biyolojik bir filtre görevi görme konusunda pozitif etkiler göstermiştir.

Abstract:
One approach for minimizing global warming, which is related with the greenhouse gasses like CO2, is the improvement of sustainable and environmentally friendly buildings by using aesthetic bio-façade systems. Within these regard microalgae as potential tools to enhance the quality of atmosphere due to mitigating of CO2, and producing of O2 through photosynthesis could be beneficial through bio-façade systems.
   The aim of this study is to investigate the usage of microalgae production in photobioreactors as a potential bio-façade unit. Along with this concept, dilutions of microalgae medium (10%, 20%, 40%, 80%), recycling the cell separated medium several times, addition of CO2 enriched air (5% and 10%) in photobioreactor have been tested focusing on their effects on various key factors like biomass and photosynthetic activity. Chlorella vulgaris is selected as a model microalga due to its low doubling time and high biomass productivity. According to the results, up to 80% dilutions can support the production of the microalga, the cell separated medium is effective and 5% CO2 increases the yield of biomass.
   With the results from the first step experiments a photobioreactor integrated laboratory scale house unit has been constructed for the simulation of buildings. Interior air quality, changing of temperature, pH and amounts of CO2 - O2 was investigated. The results showed positive effects of the microalga in the measured variables related with its effect especially as a biofilter.