Yeşil ekstraksiyon teknolojisi ile çevre dostu proses geliştirilmesi
Development of environmentally friendly process with green extraction technology
Yazar: ALPEREN ALPURAL
Danışman: DOÇ. DR. ESRA İMAMOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu çalışmada, çevre dostu ekstraksiyon teknikleri kullanılarak Chlorococcum novae-angliae mikroalginden lipid eldesi araştırılmıştır. İlk olarak Chlorococcum novae-angliae mikroalgi üretiminde azot varlığının lipid üretimi üzerine etkisi incelenmiştir. Akabinde Ultrasonik Destekli Ekstraksiyon (UAE) ve Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon (MAE) yöntemlerinin verimliliği karşılaştırılmış ve bu yöntemlerin lipid üretimi üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. UAE ve MAE süreçlerinin optimizasyonu, biyokütle-çözücü oranı, sıcaklık, ekstraksiyon süresi, güç ve döngü değişkenleri dikkate alınarak gerçekleştirilmiştir. UAE için en yüksek verim 0,026 ± 0,001 g lipid/g ıslak biyokütle olup, 1:25 biyokütle-çözücü oranı, 180 W güç, 20 kHz frekans, 2 dakikalık süre ve 1 saniyelik döngü ile elde edilmiştir. MAE için ise en uygun koşullar 1:30 biyokütle-çözücü oranı, 300 W güç, 35 °C sıcaklık ve 2 dakikalık ekstraksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Sonuçlar, UAE'nin daha yüksek doymuş yağ asidi (SFA) verimi sağladığını ve biyoyakıt üretimi için uygun bir profil sunduğunu göstermektedir. MAE ise daha yüksek çoklu doymamış yağ asidi (PUFA) içeriği ile öne çıkmıştır, bu da gıda ve sağlık endüstrileri için önemlidir. Bu bulgular, yeşil ekstraksiyon yöntemlerinin sürdürülebilir enerji üretimi ve çevre dostu biyoteknolojik uygulamalarda kullanılabilirliğini vurgulamaktadır.

Abstract:
In this study, the extraction of lipids from the microalga Chlorococcum novae-angliae using environmentally friendly extraction techniques was investigated. First, the effect of nitrogen availability on lipid production in Chlorococcum novae-angliae microalgae was examined. Subsequently, the efficiencies of Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) and Microwave-Assisted Extraction (MAE) methods were compared, and their effects on lipid production were evaluated. The optimizations of UAE and MAE processes were carried out by considering variables such as biomass-to-solvent ratio, temperature, extraction duration, power, and cycle. For UAE, the maximum yield was recorded as 0.026 ± 0.001 g lipid/g wet biomass under the optimal conditions determined as a biomass-to-solvent ratio of 1:25, 180 W power, 20 kHz frequency, a 2 minute extraction duration, and a 1 second cycle. For MAE, the optimal conditions were recorded as a biomass-to-solvent ratio of 1:30, 300 W power, 35 °C temperature, and a 2 minute extraction duration. The results demonstrated that UAE provided a higher yield of saturated fatty acids (SFAs), making it suitable for biofuel production, while MAE resulted in a higher content of polyunsaturated fatty acids (PUFAs), which is valuable for the food and health industries. These findings highlight the applicability of green extraction methods in sustainable energy production and eco-friendly biotechnological applications.