Şeker pancarı melasından ticari kuru maya fermentasyonu ile biyoetanol üretiminde şeker, amonyum dihidrojen fosfat ve zeolit-x derişimlerinin etkilerinin istatistiksel teknikle incelenmesi
Investigation of the effects of sugar, ammonium dihydrogen phosphate and zeolite-x concentrations on bioethanol production by using commercial dry yeast fermentation from sugar beet molasses by a statistical technique
Yazar: TUĞBA DERİCİ
Danışman: DOÇ. DR. SAFFETTİN FERDA MUTLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Petrol ve kömür gibi doğal enerji kaynaklarının son 20 yılda yüksek oranda tüketilmesi ile açığa çıkan CO2, CO, SO2 ve NOx gibi sera gazları yayılımları iklim değişikliğine neden olmaktadır . Bu nedenle, hem fosil yakıtların önümüzdeki yıllarda tükeneceği gerçeği hem de kullanımlarının azaltılması gereksinimi biyoyakıtlara olan ilgiyi artırmıştır. Biyoyakıtlara gündemde çok fazla yer verilmesinin birçok nedeni vardır; çevreyle dost olmaları, egzoz yayılımlarının sağlık açısından riskinin az olması, enerji güvenliğinin sağlanması ve dışa bağımlılığın azaltılması gibi nedenleri örnek verebiliriz. En önemli biyoyakıtlardan biri olan biyoetanol genellikle şeker ve nişasta içeren materyallerden fermentasyon yöntemi ve mikroorganizmalar yardımıyla üretilir. Çalışmamızda şeker pancarından şeker üretiminde bir yan ürün olarak elde edilen melas, herhangi bir değişiklik yapılmadan doğrudan mayalanma için kullanılabilen yüksek mayalanabilir şeker içeriği nedeniyle hammadde kaynağı olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, ticari kuru Saccharomyces cerevisiae mayası ile şeker pancarı melasından etanol üretim hızını belirlemede istatistiksel bir model kullanılmıştır. Toplam şeker derişimi, amonyum dihidrojen fosfat (NH4H2P04) derişimi ve zeolit-X derişimi 23-faktöriyel deneysel tasarıma göre seçilmiş ve bu faktörlerin etanol üretimi üzerine etkileri, Box-Wilson deneysel tasarım yöntemine göre yinelenen çalkalamalı erlen kültürlerinde incelenmiştir. Bu model kullanılarak, sırasıyla şeker derişiminin 120 g/L, amonyum dihidrojen fosfat derişiminin 2,0 g/L ve zeolit-X derişiminin 50 mg/L olduğu değerlerde en yüksek % 9,48 etanol derişimine ulaşılmıştır.

Abstract:
Emissions of greenhouse gases such as CO2, CO, SO2 and NOx caused by natural energy sources such as petroleum and coal that consumed at high rates in the last two decades, implicated in climate change. Therefore, the fact that both fossil fuels will run out in the coming years and the need to reduce their use have increased the interest in biofuels. There are many reasons why biofuels are on the agenda; we can give examples of reasons such as be environmentally friendly,  to be low health risks of exhaust emissions, ensuring energy security and reduction of foreign dependency. Bioethanol, which is one of the most important biofuels, is generally produced from sugar and starch-containing materials by the help of fermentation method and microorganisms. In our study, molasses obtained as a by-product in sugar production from sugar beet were selected as raw material source due to high fermentable sugar content which can be used for direct fermentation without any changes. In this work, a statistical model has been used to determine the ethanol production rate from sugar beet molasses by commercial dry Saccharomyces cerevisiae yeast. Total sugar, ammonium dihydrogen phosphate and zeolite-X concentrations were selected according to 23-factorial experimental design and the effects of these factors on ethanol production were examined in repeating shaker cultures according to Box-Wilson experimental design method. With the used model a maximum ethanol production of 9,48% was obtained when sugar, ammonium dihydrogen phosphate, zeolite-X concentrations were 120 g/L, 2,0 g/L and 50 mg/L respectively.