Biyopolimer üretiminde maya endüstrisi atıksuyunun kullanılması
Using of yeast wastewater for biopolymer production
Yazar: HAVVA NUR ÇİFTCİ
Danışman: DOÇ. DR. SERDAR KARA
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Son yıllarda plastik kirliliği ciddi boyutlara ulaşmıştır. Doğada kendiliğinden
yok olmayan ve çevreye bırakılan petrol türevli plastik maddeler bütün canlı formlarını
tehdit etmektedir. Konvansiyonel plastiklerin en ilgi çekici alternatifi olarak
biyopolimerler görülmektedir. Biyopolimerler hem doğada çözünebilme hem de kolay
işlenebilme özelliklerinden dolayı birçok araştırmaya konu olmuştur.
Polihidroksialkanoatlar (PHA), petrol tabanlı plastiklere alternatif olarak dikkat
çeken ve birçok çeşidi bulunan biyopolimer türüdür. Bunların içinde en bilinen ve
yaygın olarak kullanılanı polihidroksibütirattır (PHB),
PHB'lerin mikroorganizmalar tarafından depolandıkları uzun yıllardır
bilinmektedir. Atıklardan biyopolimer elde edilmesi ise son yıllarda uygulama alanı
bulmaya başlamıştır. Bu uygulamalarda, mikroorganizmaların devamlılığının
sağlandığı bir zenginleştirme reaktörü ve mikroorganizmaların PHB depoladıkları bir
biriktirme reaktörü kullanılmaktadır.
Yapılan çalışmalar zenginleştirme reaktöründe PHB depolamaya başlayan
mikroorganizmaların, biriktirme reaktöründe daha fazla PHB depoladıklarını
göstermiştir. Bu sebeple, zenginleştirme reaktöründe çalışma şartlarının PHB
birikimine etkisini incelemek amacıyla laboratuvar ölçekli yürütülen bu çalışmada,
ardışık kesikli reaktörler maya endüstrisi atıksuyu ile beslenmiştir. Sistemde çamur
bekletme süresi (2, 4, 6 gün) ve organik yükleme hızı (0,5, 1 ve 2 g/L.gün )
parametrelerinin; çözünmüş oksijen profili, kimyasal oksijen ihtiyacı ve PHB birikimi
üzerine etkilerinin tespiti üzerine çalışmalar yürütülmüştür. Çalışmalar 24 saatlik
döngü ile yapılmıştır. PHB miktarının tespiti için Gaz Kromatografi cihazı
kullanılırken geri kazanım için solvent ekstraksiyon yöntemi kullanılmıştır.
Deneyler sonucunda; 4 günlük çamur yaşında 2 g/L.gün organik yükleme ile
0,42 mgPHB/mgUAKM olarak maksimum verim elde edilmiştir. 24 saat işletilen
reaktörün 3. saatinde elde edilen bu verim biriktirme çalışmalarına zemin hazırlamak
için optimum koşullar hakkında bilgi vermektedir.

Abstract:
Plastic pollution has became serious problem in recent years. Petroleum-derived
plastic materials released to the environment, which do not disappear by themselves
in nature, threat all living forms. Bioplastics are seen as the most interesting alternative
to conventional plastics. Biopolymers have been the subject of many studies due to
their biodegradability and easy processing features.
Polyhydroxyalkanoates (PHA) are biopolymers that attract attention as an
alternative to petroleum-based plastics and have many varieties. The most known and
widely used of these is polyhydroxybutyrate (PHB),
It has been known for many years that PHBs are stored by microorganisms.
Obtaining biopolymer from wastes has started to find an application area in recent
years. In these applications, an enrichment reactor where the microorganisms are
maintained and a accumulation reactor where the microorganisms store PHB are used.
Studies have shown that microorganisms that start to store PHB in the
enrichment reactor store more PHB in the accumulation reactor. For this reason,
sequence batch reactors were fed with yeast industry wastewater in this laboratoryscale study to examine the effect of operating conditions on PHB accumulation in the
enrichment reactor. In the system; parameters of sludge retention time (2, 4, 6 days)
and organic loading rate (0.5, 1 and 2 g/L.day); experiments were carried out to
determine the effects on the dissolved oxygen profile, chemical oxygen demand and
PHB accumulation. Studies were actualized with a 24-hour cycle. While Gas
Chromatography device was used to determine the amount of PHB, solvent extraction
method with Dimethyl Carbonate was used for recovery.
As a result of the experiments, maximum yield was obtained with 2 g/L.day
organic loading at 4 days sludge retention time. The yield acquired was determined as
0.42 mgPHB/mgVSS. In the 3rd hour of the reactor operated for 24 hours, this yield
gives information about the optimum conditions to paved the way for the accumulation
studies.