Fotobiyoreaktörde yüksek CO2 mikroalg türlerinin yetiştirilmesiyle karbondioksit yakalama

Son yüzyılda, enerji üretmek için fosil yakıtları yakmak gibi insan faaliyetleri atmosferdeki doğal sera gazı dengesini değiştirmiştir. Sera gazları arasında, karbondioksitin atmosferdeki yüksek seviyesi iklim değişikliği üzerinde en önemli etkiye sahiptir. Son yıllarda, maliyet etkin ve çevre dostu olabilecek karbondioksitin biyolojik olarak azaltılması birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Bu çalışmanın amacı, farklı fotobiyoreaktör (PBR) tipinde (cam şişe ve dikey kolon) %0,04 ve %10 karbondioksit konsantrasyonu ile beslenen Tetradesmus obliquus, Monoraphidium contortum, Psammothidium sp ve Chlorella vulgaris türlerinin karbondioksit biyolojik giderim oranı, büyüme kinetiği ve protein içeriğinin değerlendirilmesidir. Bu deney, tüm mikroalg türlerinin büyüme parametrelerinin her iki PBR türünde %10 karbon dioksit ile beslendiklerinde %0,04 karbon dioksit ile beslenenlere kıyasla önemli ölçüde arttığını göstermiştir. Maksimum büyüme kinetiği Chlorella vulgaris türünde gözlenmiştir. Maksimum kinetik parametreler 2,12 g L−1 (Maksimum biyokütle kuru ağırlığı, Xmax), 0,61 g L−1 d−1 (Maksimum biyokütle üretkenliği, Pmax), 11,07 g d−1 (Maksimum CO2 tutma oranı, RC), 51,59 % (Biyokütledeki maksimum karbon içeriği, wt. %), ve 42,75 % (Toplamada Biyokütle 'de ki CO2 geri kazanım oranı, CR %) dikey kolon PBR'de %10 CO2 ile büyütüldüğünde gözlendi. Ek olarak, maksimum protein içeriği Chlorella vulgaris 'in (%72,12) %10 CO2 ile cam şişe PBR'de yetiştirildiğinde gözlendi. Mikroalg türleri arasında birinci bölümde karbondioksit tutulmasında önemli verimlilik gösteren Chlorella vulgaris sp çalışmanın ikinci bölümü için seçilmiştir. Araştırmanın ikinci bölümü dört bölümde gerçekleştirilmiştir: Birincisi, Nano-gübrenin havalandırmasız koşularda farklı Batch kültür ortamlarında (A (Bold basal medium, BBM), B (BBM+ Nano-gübre), C (Nano-gübre+ mikro elementler) ve D (Nano-gübre) kullanımı. Her grup, farklı Nano-gübre konsantrasyonuna sahip 5 alt gruba ayrılmıştır (örneğin, B1 (BBM+ 0,05 g L−1 Nano-gübre), B2 (BBM+ 0,06 g L−1 Nano-gübre), B3 (BBM+ 0,076 g L−1 Nano-gübre), B4 (BBM+ 0,1 g L−1 Nano-gübre), B5 (BBM+ 0,2 g L−1 Nano-gübre) Sonuç olarak, D5 alt grubu (0,2 g L−1 Nano-gübre) kültür ortamı maksimum büyüme parametrelerine daha kısa sürede (2.gün) ulaşılmıştır. İkinci olarak, dikey kolon fotobiyoreaktörlerinde %10 CO2 ile beslenerek Nano-gübre içeren kültür ortamında Chlorella vulgaris CO2 uzaklaştırma etkinliğinin değerlendirilmesi. Üçüncüsü, Chlorella vulgaris' in BBM+Nano-gübre içeren kültür ortamında %10 CO2 havalandırması altında farklı bağlantı tiplerine sahip fotobiyoreaktörde yetiştirilmesi. Dördüncüsü, simüle edilmiş baca gazı ile besleyerek BBM+Nano-gübre içeren kültür ortamında Chlorella vulgaris CO2 biyoremediasyonunun değerlendirilmesi. Sonuçlara göre kültür ortamı olarak g L−1 Nano-gübre+BBM'nin birlikte kullanımı BBM'e (11. gün) göre kısa sürede (4. gün) maksimum büyüme parametrelerine ulaşmasına neden olmuştur. Ayrıca, seri bağlantılı tip fotobiyoreaktörde, CO2 fiksasyon hızında (0,4 g L−1 d−1) yüksek verimlilik göstermiştir. Son olarak, Chlorella vulgaris'e 3 g L−1 Nano-fetilizer+BBM içerikli kültür ortamında simüle edilmiş baca gazı besleyerek, maksimum CO2 biyofiksasyon oranı ve toplam geri kazanım yüzdesi sırasıyla 0,173 g L−1 d−1 ve %11,80 olarak bulunmuştur.