Chlorella variabilis türü mikroalgin büyümesine ve yağ içeriğine etki eden parametrelerin belirlenmesi
Determination of parameters that affect growth and oil content of microalgae Chlorella variabilis
Yazar: NECLA ALTIN
Danışman: DOÇ. DR. BAŞAR UYAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada Chlorella variabilis türü mikro algin büyümesine ve yağ içeriğine etkisini incelemek amacıyla, farklı azot konsantrasyonları, farklı demir konsantrasyonları, farklı azot kaynakları, farklı potasyum dihidrojen fosfat konsantrasyonları ve fotobiyoreaktörün yükseklik/çap oranının etkisi laboratuvar koşullarında çalışılmıştır. Farklı N konsantrasyonları ile yapılan çalışmalarda en iyi sonuçlara %25 N sınırlaması olan örnekte ulaşılmıştır. Bu koşullar altında maksimum hücre konsantrasyonu Xmax=0,66 g/L ve yağ oranı %25,6 olarak hesaplanmıştır. Farklı demir konsantrasyonları ile yapılan çalışmada BG-11 besin ortamındaki demir kaynağının konsantrasyonu kadar demir içeren örnekte en iyi büyümenin gerçekleştiği belirlenmiştir. Maksimum spesifik büyüme hızı μmax=0,042 saat-1 ve maksimum hücre konsantrasyonu Xmax=0,23 g/L olarak bulunmuştur. Farklı potasyum dihidrojen fosfat konsantrasyonları ile yapılan çalışmada 0,005 g/L KH2PO4 içeren örnekte %12,3 ile en yüksek yağ oranına ulaşılmıştır. 0,1431 g/L-1 ile en yüksek biyokütle miktarı da 0,005 g/L KH2PO4 içeren örnekte bulunmuştur. Farklı N kaynakları ve konsantrasyonları ile yapılan çalışmalar değerlendirildiğinde, Chlorella variabilis türü mikroalg için inorganik azot kaynaklarından NO3-N ve NH4-N ile büyüme ve biyokimyasal yapısı açısından benzer sonuçlar elde edilmiştir. CH4N2O'nin ise bu tür için uygun bir N kaynağı olmadığı düşünülmektedir. Fotobiyoreaktörün yükseklik/çap oranının etkisinin incelendiği çalışmalarda en yüksek biyokütle miktarına 1,021 g/L-1 ve %21,10 ile en yüksek yağ oranına L/D=3 olan biyoreaktörde ulaşılmıştır. Fotobiyoreaktörün yükseklik/çap oranının artmasıyla biyokütle miktarının da yaklaşık olarak 2 kat arttığı belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, different nitrogen concentrations, different nitrogen types, different concentrations of potassium dihydrogen phosphate and height / diameter ratio of photobioreactor were studied in laboratory conditions in order to investigate their effect on the growth and fat content of Chlorella variabilis. In studies with different concentrations of N, the best results were achieved under 25% N limitation. Under these condition, the maximum cell concentration was calculated as Xmax = 0,66 g / L and the fat ratio was 25.,6%. In studies conducted with different iron concentrations, it was determined that the best growth was achieved in the sample that contained as much iron as the original BG-11 nutrient medium suggested. The maximum specific growth rate was found to be μmax = 0,042 hr -1 and the maximum cell concentration was Xmax = 0,23 g / L. In the study with different concentrations of potassium dihydrogen phosphate, the highest fat percentage of 12,3% was reached in the sample containing 0,005 g / L KH2PO4. The highest biomass was found to be 0,1431 g / L-1 in the sample containing 0,005 g / L KH2PO4. When studies with different N sources and concentrations were evaluated, similar results were obtained with NO3-N and NH4-N, however CH4N2O is not considered to be a suitable N source for this microalgae species. In studies investigating the effect of height / diameter ratio of the photobioreactor, the highest biomass (1,021 g / L) and the highest oil ratio (21,10%) was reached when H / D = 3. It has been determined that the biomass quantity increased approximately twice as the height / diameter ratio of the photobioreactor increased.