Botryococcus braunii ve Spirulina platensis mikroalglerinden temiz ve yenilenebilir bir enerji çeşidi olan biyodizelin elde edilmesi
Optaining biodiesel, a clean and renewable type of energy, from Botryococcus braunii and Spirulina platensis microalgae
Yazar: ŞAFAK SEYHANEYILDIZ CAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. EDİS KORU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu tezde yeşil alglerden (Chlorophyceae) Botryococcus braunii, Kützing ve mavi yeşil alglerden Spirulina platensis beş farklı miktarda sodyum nitrat içeren besin ortamlarında ve üç farklı sıcaklıkta kültüre alınmışlardır. Yapılan denemelerde nitrat miktarının ve sıcaklık değişiminin biyomas artışına ve alglerin ürettikleri lipit miktarına etkisi incelenmiştir.Çalışmada B. braunii için 10 °C, 20 °C, 30 °C sıcaklıklar ve 1 g.L-1, 0.5 g.L-1, 0.25 g.L-1, 0.125 g.L-1, 0 sodyum nitratlı Bristol solüsyonu, S. platensis için ise 15 °C, 25 °C, 35 °C sıcaklıklar ve 2.5 g.L-1, 1.875 g.L-1, 1.25 g.L-1, 0.625 g.L-1,0 sodyum nitratlı modifiye edilmiş Zarrouk ortamı kullanılmıştır.B. braunii için en iyi biyomas artışı 0.564 ± 0.200 g.L-1 olmak üzere 20 °C'de yapılan ve 0.5 g.L-1 sodyum nitrat içeren grupta gerçekleşmiştir. En yüksek lipit üretimi ise 56.31 ± 0.026 (%kuru ağırlık) olmak üzere, 20 °C sıcaklıkta ve nitratsız besin ortamında kültüre alınan grupta görülmüştür. Fakat hem biyomas artışı hem de lipit üretimi dikkate alındığında en verimli grubun 20 °C'de kültüre alınan ve 0.125 g.L-1 sodyum nitrat içeren grup olduğu tespit edilmiştir.S. platensis için en iyi biyomas artışı 1.039 ± 0.668 g.L-1 olmak üzere 35 °C'de yapılan ve 2.5 g.L-1 sodyum nitrat içeren grupta gerçekleşmiştir. En yüksek lipit üretimi ise 4.70 ± 0.067 (%kuru ağırlık) olmak üzere, 15 °C sıcaklıkta ve nitratsız besin ortamında kültüre alınan grupta görülmüştür. B. braunii'de olduğu gibi hem biyomas artışı hem de lipit üretimi dikkate alındığında en verimli grubun 35 °C'de kültüre alınan ve 1.25 g.L-1 sodyum nitrat içeren grup olduğu tespit edilmiştir.Yapılan çalışma sonunda, besin ortamlarına eklenen nitrat miktarı arttıkça algal biyomasın arttığı buna karşılık alglerin ürettikleri lipidin azaldığı görülmüştür. Yoğun üretim en verimli grupların kültür şartlarına uygun olarak yapılmış ve bu şartlarda üretilen alglerden biyodizel elde edilmiştir. B. braunii'den elde edilen biyodizelin yoğunluğu 0.8263 kg.L-1, 40 °C'deki kinematik viskozitesi 4.97 mm2.s-1 ve parlama noktası 109 °C bulunmuştur. S. platensis'ten elde edilen biyodizelin ise yoğunluğu 0.7757, viskozitesi 4.67 ve parlama noktası 107 °C olarak ölçülmüştür. Sunulan çalışmada alglerden elde edilen biyodizelin yoğunlukları ASTM biyodizel standartlarına göre düşük; viskozite ve parlama noktası belirlenen sınırlar içerisinde bulunmuştur.Alglerden elde edilen biyodizel günümüz koşullarına göre şimdilik ekonomik olmasa da ileriye dönük projelerde en ideal enerji kaynaklarından biri olarak görülmektedir.Anahtar sözcükler: Botryococcus braunii, Spirulina platensis, sodyum nitrat, biyodizel.

Abstract:
In this study, Botryococcus braunii from green algae (Chlorophyceae) and Spirulina platensis from blue green algae were cultured in feed medium containing five different amounts of sodium nitrate and at three different temperatures. The influence of nitrate amount and temperature change on biomass increase and the amount of lipid produced by algae were investigated in the trials..In the study, temperatures of 10 °C, 20 °C, 30 °C and 1 g.L-1, 0.5 g.L-1, 0.25 g.L-1, 0.125 g.L-1 and Bristol solution with 0 sodium nitrate for B. braunii and 15 °C, 25 °C, 35 °C , 2.5 g.L-1, 1.875 g.L-1, 1.25 g.L-1, 0.625 g.L-1 and modified Zarrouk medium with 0 sodium nitrate were used for S. platensis.The best biomass growth (0.564 ± 0.200 g.L-1 ) in B. braunii happened in the group which contained 0.5 g.L-1 sodium nitrate at 20 °C. The most lipid production (56.31 ± 0.026 (% dry weight) happened in the group in the nitrate free environment at 20 °C. But, the most productive group was the one which contained 0.125 g.L-1 sodium nitrate at 20 °C?de in terms of biomass growth and lipid production.The best biomass growth (1.039 ± 0.668 g.L-1) in S. platensis happened in the group which contained 2.5 g.L-1 sodium nitrate at 35 °C. The most lipid production (4.70 ± 0.067 (% dry weight) happened in the group in the nitrate free medium at 15 °C. As it was the case in B. Braunii, the most productive group was the one which contained 1.25 g.L-1 sodium nitrate at 35 °C in terms of biomass growth and lipid production.It was observed that algal biomass increased while the lipid produced by algae decreased as the amount of nitrate which was added to the feed medium increased.The intensive production was done in accordance with the conditions of the most productive group and biodiesel was obtained from the algae produced on these conditions. The density of the biodiesel obtained from B. Braunii was found to be 0.8263 kg.L-1, its kinematic viscosity at 40 °C was 4.97 mm2.s-1 and its flash point was found to be 109 °C. The density of the biodiesel obtained from S. platensis was calculated as 0.7757, its viscosity as 4.67 and its flash point as 107 °C. Although the densities of biodiesels obtained from algae are low compared to ASTM biodiesel standarts, their viscosities and flash points were found to be within the specified limits.Although biodiesel obtained from algae is not economical for now, it is considered to be one of the most ideal energy resources to be used in future projects.Anahtar sözcükler: Botryococcus braunii, Spirulina platensis, sodium nitrate, biodiesel.