Optimized accumulation of algal lipids for bio-jet fuel production

Sivil havacılık sektörü, 2050'de karbon nötr olma hedefi ile zorlu bir imtihan içerisindeyken, COVID-19 etkisinin dezavantajlarını arkasında bırakarak hızla büyümeye devam etmektedir. Sektör karbon emisyonları düşürmek istemekte ve sürdürülebilir havacılık yakıtlarını teşvik etmektedir. Mikroyosunlar, sürdürülebilir jet yakıtı üretimi için üçüncü nesil organik hammadde stoku olarak alternatifleri arasında tarım arazisine ihtiyaç duymama, kısa sürede dikkate değer miktarda biyokütle üretme ve gıda mahsulleriyle rekabet etmemesiyle öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, 3 farklı yağlı yeşil mikroyosun türü 23 farklı koşulda yetiştirilmiş ve biyo-jet yakıtı dönüşümüne uygun lipitlerin optimizasyonu için tüm koşulların biyokütle, lipit ve yağ asidi metil ester (FAME) üretkenlikleri değerlendirilmiştir. Küçük ölçekte farklı besiyerlerinde azot yoksunluğu uygulanarak biyokütle ve lipit içeriğindeki değişiklikler gözlemlenmiştir. Algal besiyerindeki Nannochloropsis gaditana ve MB3N besiyerindeki Ettlia oleoabundans türlerinin yetiştirilme ölçeği azot yeterli koşullar altında 15000L açık havuzlarda büyütülecek kadar arttırılmış ve tüm evrelerdeki biyokütle ve lipit içeriğindeki değişimler gözlemlenmiştir. Algal besiyerinde büyütülen N. gaditana en fazla biyokütle (1,53 g/L) ve lipit üretkenliğine (0,72 g/L) ulaşmıştır. f/2 besiyerinde azot yoksunluğun büyütülen Nannochloropsis sp., en yüksek FAME üretkenliğine (363.2 mg/L), transesterlenebilir lipit yüzdesine (lipit kuru ağırlığının %67.7'si) ve biyokütledeki FAME konsantrasyonuna (kurutulmuş biyokütlenin %35.1'i) ulaşmıştır. Farklı PBR tasarımlarında aynı kültivasyon hacminde yetiştirilen mikroyosunlar arasındaki farklılıklardan bahsedilmiştir. Farklı ön muamele ve hücre parçalama yöntemlerinin lipit ekstraksiyon verimliliği ve FAME profil değişiklikleri karşılaştırılmıştır. Algal besiyerinde büyütülen N. gaditana, biyorafineri yan ürünü olarak kabul edilen kuru ağırlığının %2.86'sına eşdeğer eikosapentaenoik asit üretmiştir.