Biyoetanol üretiminde yer fıstığı ve fındık kabuklarının kullanım kapasitelerinin belirlenmesi
Determination of bioethanol production capacities of peanut and hazelnut shells
Yazar: CİHAN BOSTANCI
Danışman: PROF. DR. GÖNÜL DÖNMEZ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Biyoetanol = Bioethanol ; Biyokütle = Biomass ; Tarımsal atıklar = Agricultural wastes ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Tarımsal atıklardan ikinci nesil biyoyakıt üretim çalışmalarında, farklı atıkların biyoetanol üretiminde kullanım kapasiteleri araştırılmaktadır. Tez çalışmasında, yeni hammadde kaynakları olarak kuruyemiş endüstrisi atığı olan yer fıstığı ve fındık kabuklarından biyoetanol üretilerek bu çalışmalara katkı sağlamak amaçlanmıştır. Saccharomyces cerevisiae kullanılarak yer fıstığı ve fındık kabuklarının biyoetanole çevrim koşulları optimize edilmiştir. Bu amaçla, farklı kabuk konsantrasyonları, hidroliz koşulları, Accellerase 1500 enzim kullanımı, inkübasyon koşulları, inokülasyon oranı ve farklı azot kaynakları denenmiştir. 

Yer fıstığı kabuğu ile yapılan denemeler sonucunda, enzimatik hidrolizle %10 kabuk ve 1 g/L soya unu ile hazırlanan besiyerlerinde, 12 saatte, aerobik koşullarda ve maya optik yoğunluğu 0.86 olduğunda etanol üretiminin 2.29 g/L olduğu belirlenmiştir. İnokülasyon oranı ve inkübasyon süresi arttığında maya gelişimi OD600: 6.0'a kadar yükselmiş ancak etanol üretimi düşmüştür. Fındık kabuğu ile hazırlanan besiyerlerinde eklenen azot kaynakları maya gelişimine olumlu katkılarda bulunmasına karşın etanol üretimini olumlu yönde etkilememiştir. 

Enzimatik hidrolizle %10 fındık kabuğu ile hazırlanan besiyerinde, 24 saatlik inkübasyon süresi sonunda, OD600: 2.1 olduğunda en yüksek etanol oranı 1.3 g/L olarak ölçülmüştür. Tez çalışmasında yer fıstığı kabuğunun maya gelişiminde ve etanol üretiminde kullanım kapasitesine sahip olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In bioethanol production from agricultural wastes as second generation biofuels, the usages of different wastes have being investigated. In this study it was aimed to offer new raw materials such as peanut shell and hazelnut shell, which are nut industry wastes, for second generation bioethanol industry. The optimization studies were performed for fermentation conditions of Saccharomyces cerevisiae in the media which was prepared with peanut shell and hazelnut shells. For this purpose, different shell loading concentrations, pretreatment conditions, the usage of Accellerase 1500 enzyme, incubation conditions, inoculation ratios and different nitrogen source were studied. 

In the media prepared with peanut shell sugar which was obtained after enzymatic hydrolysis, the bioethanol concentration and yeast growth was obtained as 2.29 g/L and0.86 (OD600) in the presence of 10% shell loading and 1 g/L soy flour at the end of 12 hours incubation time in aerobic conditions. Higher yeast growth such as 6.0 (OD600), lower bioethanol production were obtained when the inoculation ratio and incubation times were increased. The nitrogen sources, which added to the growth medium containing hazelnut shell sugar, had positive effects on yeast growth in contrast with bioethanol production.


In the media prepared with hazelnut shell, the highest bioethanol concentration and yeast growth was obtained as 1.3 g/L and 2.1 (OD600) in the presence of 10% shell loading at the end of 24 hours incubation time. The peanut and hazelnut shells that were used as carbon sources showed that they are favourable feedstocks for bioethanol production and yeast growth.