Mikroalgal yağ üretiminin optimizasyonu, laboratuvardan dış alana panel fotobiyoreaktörlerde üretim ve ölçek büyütme süreçlerinin incelenmesi

Mikroalgler yenilenebilir ve sürdürülebilir alternatif enerji kaynaklarından biri olan biyodizelin üretiminde kullanılma potansiyeline sahip fotosentetik mikroorganizmalardır. Bu tez kapsamında, Chlorella vulgaris ve Botryococcus braunii model mikroalgler olarak seçilmiştir. Hem laboratuvar ölçeğinde hem de dış alanda maksimum lipit üretimine imkan verecek koşulları belirlemek amacıyla besin ortamı ve inokulum miktarı optimizasyonu ile panel fotobiyoreaktörlerde inokulasyonun özelliği, sıcaklık, ışık şiddeti, aydınlık – karanlık döngüsü ve CO2 gibi parametrelerin etkileri üzerine denemeler gerçekleştirilmiştir. Dış alanda sıcaklık ve ışık şiddeti değişimlerinin üretimlere etkisi araştırılmış ve pilot ölçek 60 L panel fotobiyoreaktör üretimleri yapılmıştır. Merkezî bileşik tasarım (CCD) ve yanıt yüzey yöntemi (RSM) kullanılarak yapılan optimizasyon çalışmaları sonucu BG-11 besin ortamı modifiye edilerek optimum NaNO3, K2HPO4 ve C6H8O7.xFe.yNH3 derişimleri C. vulgaris için sırasıyla 0,75; 0,06; 0,0075 g/L ve B. braunii için sırasıyla 0,75; 0,06; 0,003 g/L olarak belirlenmiştir. Her iki tür için de optimum inokulum miktarı %15 olarak belirlenmiştir. Laboratuvar ortamında C. vulgaris ve B. braunii en yüksek biyokütle miktarları sırasıyla 2,72 g/L ve 0,88 g/L olmak üzere 11 günlük üretimler sonucu %6 CO2 ve %3 CO2 denemelerinde; en yüksek lipit miktarları ise sırasıyla 424,64 mg/L ve 39,30 mg/L olmak üzere 11 günlük üretimler sonucu %3 CO2 ve santrifüj sonrası inokulasyon denemelerinde elde edilmiştir. Dış alan pilot ölçek fotobiyoreaktörlerde C. vulgaris ve B. braunii üretimlerinde sırasıyla 13 ve 14 günlük üretimler sonucu 0,52 ve 0,50 g/L biyokütle ile 18,21 ve 28,18 mg/L lipit elde edilmiştir. Biyokütle ve lipit miktarı ile yağ asidi içeriği bakımından biyodizel üretiminde kullanılma potansiyeli en yüksek olan seçeneğin %3 CO2 beslemesi ile desteklenmiş C. vulgaris kültürü olduğu belirlenmiştir.