Chlorella minutissima ve Nannochloropsis oculata mikroalglerinin farklı yöntemler kullanılarak flokülasyon performanslarının değerlendirilmesi
Evaluation of flocculation performance of Chlorella minutissima and Nannochloropsis oculata microalgae by using different flocculation methods
Yazar: SEVGİ AKIŞ
Danışman: DOÇ. DR. DİDEM ÖZÇİMEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Mikroalgler son yıllarda, değerli yağlar ve biyomoleküller içerdiğinden, alternatif biyoyakıt kaynağı, balık yemi, insan gıda takviyeleri ve cilt bakım ürünleri gibi ürünlerin üretimi için dikkat çekmektedir. Bununla birlikte, biyoyakıtların ve diğer ürünlerin üretilmesi için mikroalglerin kullanılması henüz ekonomik açıdan mümkün değildir. Mikroalgal biyokütle üretiminin toplam maliyetinin %20-30'u genellikle hasatlama prosesi ile ilişkilidir. Mikroalgleri hasatlamak için santrifüjleme, flokülasyon, filtrasyon(süzme), yerçekimi sedimentasyonu ve flotasyon gibi farklı yöntemler geliştirilmiştir. Flokülasyon tek başına mikroalglerin hasatlanmasında kullanılabileceği gibi, santrifüjleme ve filtrasyon gibi diğer yöntemlerin kullanımından önce tanecik boyutunu arttırmak için hasatlama prosesinde bir ön muamele işlemi olarakta kullanılabilir. Mikroalg süspansiyonun pH artışıyla flokülasyonunun başarıldığı birçok çalışmada rapor edilmiştir. Bu yöntem; düşük maliyetli, mikroalgler için toksik olmayan ve santrifüjleme gibi yüksek enerji gerektirmeyen bir yöntemdir. 
Bu  tez  çalışmasında, Nannochloropsis oculata ve Chlorella minutissima mikroalglerinin pH artışıyla sağlanan flokülasyonunda, flokülasyon parametreleri olan pH ve  çökelme zamanı incelenmiş, flokülasyon optimizasyonu yapılmış ve pH artışıyla sağlanan flokülasyon yöntemi, FeCl3, AlCl3, FeSO4 gibi metal tuzları ve kitosan gibi bir biyopolimer kullanılarak gerçekleştirilen diğer flokülasyon yöntemleriyle karşılaştırılmıştır ve Nannochloropsis oculata ve Chlorella minutissima mikroalg türlerinin farklı flokülasyon yöntemleri kullanılarak flokülasyon performansları değerlendirilmiştir. Ayrıca, flokülasyon sonrası büyüme ortamı yeniden mikroalg yetiştirmek için geri kazanılmış, farklı flokülantlarla çökelmesi sağlanan hücrelerin canlılığı araştırılmış, ayrıca floküle olan hücrelerin karbonhidrat, klorofil-a ve beta-karoten içeriğindeki değişimler incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda; pH artışıyla sağlanan flokülasyon ile iki mikroalg türü için yüksek flokülasyon verimliliği elde edilmiştir. Metal tuzları, Chlorella minutissima mikroalginin, Nannochloropsis oculata mikroalgine göre daha etkili flokülasyonunu sağlamıştır. Kitosan ile sağlanan flokülasyonda ise Nannochloropsis oculata mikroalgi, Chlorella minutissima mikroalgine göre daha yüksek flokülasyon verimliliği göstermiştir.

Abstract:
In recent years, microalgae has considerable interest as an alternative for biofuel, fish feed, animal feed, human food supplements and skin care products because of having valuable oils and biomolecules. However, using microalgae for the production of biofuels and other products is not economically feasible. 20-30% of the total cost of the microalgal biomass production is generally associated with the harvesting process. Different methods have been developed for harvesting microalgae such as centrifugation, flocculation, filtration, gravity sedimentation and flotation. Although flocculation can be used for harvesting microalgae only, it can be also used as a pretreatment in the bulk harvesting process to increase the particle size before harvesting methods such as centrifugation and filtration. Flocculation that is achieved by pH increase of microalgae suspension is reported in many studies. This method is low cost,  non-toxic to microalgae and does not require high energy input like it is needed in centrifugation. 
In this thesis study, pH and settling time as flocculation parameters were investigated, flocculation was optimized, and this method was compared with flocculation performed with metal salts such as FeCl3, AlCl3, FeSO4 and biopolymers such as chitosan, and flocculation performance of Nannochloropsis oculata and Chlorella minutissima was evaluated. In addition this, 
the post-flocculation growth medium was recovered for microalgae growth, the viability of the cells precipitated with different flocculants was investigated, and furthermore, the changes of the total amount of carbohydrate, chlorophyll-a and beta-carotene of the flocculated cells was investigated. As a result, high flocculation efficiency was achieved for these two microalgae species. It was observed that, flocculation of Chlorella minutissima was more efficient with metal salts than Nannochloropsis oculata. In flocculation with chitosan, Nannochloropsis oculata microalgae showed higher flocculation efficiency than Chlorella minutissima microalgae.