Dolgulu kolon biyoreaktör sisteminde glukonik asit üretimi

Bu çalışmada hammadde kaynağı olarak önemli bir maliyet unsuru olan glukoz yerine pancardan şeker üretimi esnasında oluşan yan ürünlerden melas ve küspe ile Aspergillus niger kullanılarak Raimbault kolonda ticari olarak en fazla üretilen organik asitlerden glukonik asit üretimi araştırılmıştır. Raimbault kolonlarında biyoreaktör işletme koşullarının incelenmesi ve bu değişkenlerin glukonik asit üretimine etkilerinin gözlenmesi bu çalışmanın temel amacıdır. Glukonik asit üretimi amacıyla Raimbault kolonda radyal sıcaklık gradyanlarını azaltmak için 3 cm kolon çapı seçilmiştir ve 20 cm yükseklikte tasarlanmıştır. Çalışmada, Raimbault kolon biyoreaktörde glukonik asit üretimi üzerine fermantasyon sıcaklığı, tanecik boyutu, dolgu miktarı ve havalandırma hızı olmak üzere 4 işletme parametresinin etkisi Merkezi Kompozit Tasarım yardımıyla incelenmiş ve sonuçlar istatistiksel olarak aynı program ile analiz edilmiştir. Belirli zamanlarda alınan örneklerdeki glukonik asit miktarları yüksek performanslı sıvı kromotografisi kullanılarak tayin edilmiştir. Sonuç değişkeni olarak glukonik asit konsantrasyonu ve glukonik asit verimliliği ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Glukonik asit konsantrasyonunun cevap değişkeni olarak belirlendiği deney sonuçlarıyla istatiksel olarak önerilen uygun matematiksel ifadenin kuadratik formda olduğu görülmüştür. Sonuç değişkeni olarak zamanın da etkisinin olduğu verimlilik sonuç değişkenine önerilen uygun model ise lineer matematiksel denklem formunda elde edilmiştir. Deneysel sonuçlarının istatiksel analizleri sonucunda reaktör dolgu miktarındaki artış ve tanecik boyutundaki azalma, glukonik asit üretiminde önemli bir artışa neden olduğu görülmüştür. Kolon içeriğindeki dolgu miktarı önemli bir reaktör işletme parametresidir. Dolgu miktarındaki artış ile glukonik asit konsantrasyonu ve verim miktarı lineer olarak arttığı görülmüştür. Raimbault kolon sıcaklığının glukonik asit üretiminde önemli bir parametre olduğu, en uygun ortam sıcaklığının merkez nokta civarında (29 ⁰C) olduğu görülmüştür. En yüksek glukonik asit konsantrasyonu (40 g/L) hava besleme hızının ve dolgu miktarının üst (0,5 L/sa, 10 g), tanecik boyutun alt (0,6 mm) ve ortam sıcaklığının merkez noktasında elde edilmiştir.