Biyolojik yöntemle endüstriyel atıksulardan biyopolimer depolama şartlarının belirlenmesi

Günümüzde her alanda kullanılabilen petrol türevli plastikler, kaynakların sınırlı olması, doğada uzun süre parçalanmadan kalması, çevreye ve canlılara zarar vermesi nedeniyle yerini biyoplastiklere bırakmaya başlamıştır. Biyoplastikler toksik olmayan, canlı bünyesiyle biyouyumlu ve karbon ayak izinin düşük olması gibi avantajlarla öne çıkmaktadır. Her ne kadar petrol türevli plastiklere alternatif olarak kabul edilse de henüz endüstriyel üretim düzeyine ulaşamamıştır. Biyoplastikler organik katı atıklar, bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalar gibi yenilenebilir biyolojik kaynaklardan elde edilen plastiklerdir. Saf ve karışık kültür mikroorganizmalar tarafından karbon kaynağı varlığında ve nütrient ve iz metal eksikliğinde Poli-ß-hidroksibütirat (PHB) biyopolimeri sentezlenerek depolanır. PHB üretiminde alternatif karbon kaynaklarının arasında endüstriyel atıksuların organik içerikleri de bulunmaktadır. Özellikle gıda endüstrisi atıksularının karbon kaynağını olarak kullanılmasıyla üretim maliyeti düşürebilmektedir. Üretim aşamasında C/N oranı, çamur yaşı, sıcaklık ve çözünmüş oksijen konsantrasyonu gibi parametreler oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasının temel amacı meyve suyu endüstrisi atıksuyunu karbon kaynağı olarak kullanarak, karışık kültürle PHB biyopolimerini maksimum seviyede elde etmek için uygulanabilecek optimum proses şartlarını belirlemektir. Sentetik vişne suyu üretim atıksuyunun yanı sıra azot ve fosfor kaynağı olarak evsel atıksu kullanılmıştır. Aerobik biyolojik çalışma, atıksu arıtım tesisinden elde edilen karışık kültürlerle ardışık kesikli reaktörde tokluk ve açlık fazları ile günlük 2 döngü, 20, 28 ve 30°C olmak üzere 3 farklı sıcaklık seviyesi, C/N oranı 30, 40 ve 60 g KOİ/g N, çamur yaşı 1, 2, 5 ve 10 gün seviyelerinde işletilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda maksimum PHB biyopolimeri üretimi için optimum şartlar, 28°C, C/N 40 ve çamur yaşı 5 gün olarak belirlenmiştir. Sıcaklığın 28°C'ye çıkarılmasıyla C/N 30, 40 ve 60'ta PHB üretimi artarak gerçekleşmiştir. Sıcaklık arttıkça PHB üretim oranı da artmıştır. Çamur yaşı 1, 2, 5 ve 10 gün için yapılan çalışmalarda en yüksek PHB üretimi çamur yaşı 5 gün için gerçekleşmiştir. Çamur yaşı 1 gün için bazı numunelerde PHB üretimi yoktur. Çamur yaşı 10 gün için alınan numunelerde, çamur yaşı 5 güne göre PHB üretim oranı daha düşüktür. C/N oranı 30, 40 ve 60 arasında en yüksek üretim oranı C/N 40'ta gerçeklemiştir. Bakteri düşük C/N oranlarında (C/N 30) ortamdaki karbonu büyüme ve çoğalma için kullanırken, ortamdaki yüksek karbon miktarından da olumsuz etkilenmektedir.