Ko-immobilize amiloglikozidaz-Zymomonas mobilis hücreleri ile sürekli karıştırmalı biyoreaktörde nişastadan etil alkol üretimi
Ethanol production froö stach by Co-immobilized amyloglucosidase-Zymomonas mobilis cells in a continuous stirred bioreactor
Yazar: EVRİM GÜNEŞ
Danışman: PROF.DR. FİLİZ ÖZÇELİK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi KO-ÎMMOBİLÎZE AMİLOGLÎKOZİDAZ - Zymomonas mobilis HÜCRELERİ İLE SÜREKLİ KARIŞTIRMALI BİYOREAKTÖRDE NİŞASTADAN ETİL ALKOL ÜRETİMİ GÜNEŞ Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Filiz ÖZÇELİK Sürekli karıştırman bir biyoreaktör içerisinde amiloglikozidaz ve Zymomonas mobilis hücreleri ile oluşturulan ko-immobilize sistemde, nişastadan etil alkol üretimi üzerinde çalışılmıştır. Nişastanın şekerlendirilmesinin ve etil alkole fermentasyonunun tek reaktör içinde gerçekleştirildiği bu sistemde, amiloglikozidaz kitin üzerine bağlanarak Zymomonas mobilis hücreleri ile birlikte Ca-aljinat jeli içinde immobilize edilmiştir. Denemeler, sıcaklık ve santrifüj hücre ağırlıklarının 35 °C ve 20.3 gram; 30 °C ve 19.0 gram; 35 °C ve 29.2 gram olarak belirlendiği 3 ayrı koşulda gerçekleştirilmiştir. Tüm denemeler için substratın başlangıç pH'sı 5.5'e ayarlanmıştır. En yüksek hacimsel verimlilik değeri (7.6 g/L.h) 35 "C'de 29.2 gram santrifüj hücre ile yapılan denemede, 0.20 l/h dilüsyon hızında, 0.45 g/g verim katsayısıyla elde edilmiştir. En yüksek etanol konsantrasyonu (43.5 g/L), 0.15 l/h dilüsyon hızında, %98 substrat dönüşümü ile elde edilmiştir. Reaktörde çalışılan farklı koşullar kıyaslandığında, reaktör içerisinde immobilize edilen başlangıç hücre konsantrasyonunun etil alkol fermentasyonunun kinetik parametrelerini önemli ölçüde olumlu etkilediği görülmektedir. Sürekli simültane sakkarifikasyon ve fermentasyonun (SSF) gerçekleştirildiği üretim denemeleri, kontaminasyon ve ko-immobilize sistemin bozulması sorunlarıyla karşılaşılmaksızın, 3 hafta süresince, başarıyla sürdürülmüştür. 2005, 58 sayfa Anahtar Kelimeler : Zymomonas mobilis, amiloglikozidaz, ko-immobilizasyon, etil alkol üretimi, simültane sakkarifikasyon ve fermentasyon, sürekli karıştırmalı biyoraktör

Abstract:
ABSTRACT M.Sc. Thesis ETHANOL PRODUCTION FROM STARCH BY CO-IMMOBILIZED AMYLOGLUCOSIDASE - Zymomonas mobilis CELLS IN A CONTINUOUS STIRRED BIOREACTOR Evrim GÜNEŞ Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Food Engineering Supervisor: Prof.Dr. Filiz ÖZÇELİK Continuous ethanol production from starch was studied in a continuously-stirred bioreactor using co-immobilized amyloglucosidase and Zymomonas mobilis cells. In this process, saccharification of starch and fermentation to ethanol were carried out in a single reactor after amyloglucosidase was bound on chitin, and then co-immobilized wife Zymomonas mobilis cells in small beads of Ca-alginate. The experiments were carried out at three conditions for which temperature and centrifijged cell weight were 35 °C and 20.3 g ; 30 °C and 19.0 g; 35 °C and 29.2 g.respectively. The initial pH of the substrates was 5.5 for all the conditions. The maximum volumetric ethanol productivity (7.6 g/L.h) was achieved with 0.45 g/g yield at the 0.20 1/h dilution rate at 35 °C, with the initial centrifuged cell concentration of 29.2 gram. The maximum ethanol concentration (43.5 g/L) was obtained at the 0.15 1/h dilution rate with a 98% conversion of substrate. When experimental conditions in the reactor was compared to each other, the initial concentration of immobilized cells has been found to have a significant positive influence on the kinetic parameters of ethanol fermentation. The continuously-stirred bioreactor for simultaneous saccharification and fermentation (SSF) was succesfully operated over three weeks, without any problems related to contamination and or the destruction of biocatalyst beads. 2005, 58 pages Key Words : Zymomonas mobilis, amyloglucosidase, co-immobilization, ethanol production, simultaneous saccharification and fermentation, continuously-stirred bioreactor.