Browsing by Author "Onay, Melih"

Now showing 1 - 19 of 19

Biobutanol Production From Scenedesmus in Wastewater
(2025) Dündar, Memduh; Onay, Melih
Bu tez çalışmasında TAP ve sentetik atıksu içerisinde büyütülen Scenedesmus sp.'nin biyobütanol üretim potansiyeli araştırıldı. Bunun için mikroalgler farklı konsantrasyonlarda üre ve ışık şiddeti altında incelendi. Scenedesmus sp.'nin optik yoğunlukları (OD), biyokütle konsantrasyonları, karbonhidrat miktarları, karbonhidrat yüzdeleri, karbonhidrat verimleri ve biyobütanol konsantrasyonu araştırıldı. Elde edilen sonuçlara göre en yüksek optik yoğunluk değeri 80 mg/L üre miktarında 0.83 iken en düşük değer ise 20 mg/L de 0.12 olarak ölçüldü. Optik yoğunluğun ışık şiddeti altındaki en yüksek değeri 80 μmol/m-2s-1 de 0.83 bulunurken en düşük değeri ise 20 μmol/m-2s-1 de 0.11 olarak ölçüldü. Mikroalglerin farklı üre ve ışık şiddeti altındaki biyokütle konsantrasyon miktarları incelendi. Üre miktarı için en yüksek biyokütle konsantrasyon değeri 80 mg/L de 0.85 g/L değeri bulunurken ışık şiddeti miktarı için en yüksek biyokütle konsantrasyon değeri 80 μmol/m-2s-1 de 0.85 g/L değeri bulundu. Bunun yanın sıra mikroalglerin farklı üre ve ışık şiddeti altındaki karbonhidrat miktarlarını inceledik. En yüksek karbonhidrat değeri üre miktarının 80 mg/L de 0.24 değeri ölçüldü. Aynı şekilde en yüksek karbonhidrat değeri 80 μmol/m-2s-1 ışık şiddetinde 0.24 g/L olarak ölçüldü. Buna ek olarak, mikroalglerin farklı üre miktarları ve farklı ışık şiddeti miktarlarındaki karbonhidrat yüzdeleri incelendi. En yüksek karbonhidrat yüzdesi 60 mg/L de %30 verim değeri elde edildi. Işık şiddetinde yapılan ölçümde ise en yüksek karbonhidrat değeri 80-100 μmol/m-2s-1 ışık şiddetlerinde %28 karbonhidrat verimi ölçüldü. 80 mg/L üre ve ışık şiddeti altında biyobütanol miktarı 0.04 olarak bulundu. Sonuç olarak Scenedesmus sp. laboratuvar ortamında sentetik atıksuda büyütülerek biyoyakıt üretimi için kullanılabilir fakat bu durum daha büyük ölçekli endüstriyellerde kullanılmasına ihtiyaç duyabilir.
Bioethanol Production From Gloeocystis Vesiculosa in Synthetic Wastewater
(2021) Al-badrı, Shaymaa Ghaeb Husseın; Onay, Melih
Mikroalgler çevre mühendisliğinde atıksuyun arıtılmasından biyo-yakıt oluşumuna kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Gloeocystis vesiculosa 901 sentetik belediye atık suyunda büyütüldü ve kültürlendi. Atıksuyu oluşturan büyük bileşenler olan glukoz, amonyum, sülfat, sodyum ve kalsiyumun çeşitli konsantrasyonları içerisinde Gloeocystis vesiculosa 901 büyütüldü ve bunların cevap- yüzey yöntemi (CYY) ile teorik olarak tahminleri yapılarak karbonhidrat yüzdesi hesaplandı. Gloeocystis vesiculosa 901'in en yüksek biyo-kütlesi 0,63 g/L olarak 90 mg/L glikoz, 100 mg/L NH4+, 35mg/L SO4-2, 35 mg/L NaCI ve 5 mg/L CaCI2 içerisinde hesaplandı. Deneysel olarak en yüksek karbonhidrat içeriği 251 mg/L ile 360 mg/L glikoz, 100 mg/L NH4+, 35 mg/L SO4-2, 100 mg/L NaCI ve 5 mg/L CaCI2 içerisinde bulundu. Deneysel olarak en yüksek karbonhidrat yüzdesi %44 ile 360 mg/L glikoz, 100 mg/L NH4+, 35 mg/L SO4-2, 100 mg/L NaCI and 5 mg/L CaCI2 olarak gerçekleşti. Buna ek olarak, cevap yüzey metodu kullanılarak teorik olarak hesaplanan en yüksek karbonhidrat yüzdesi %43,3 ile 360 mg/L glikoz, 100 mg/L NH4+, 35 mg/L SO4-2, 100 mg/L NaCI and 5 mg/L CaCI2 oldu. Buradan elde edilen karbonhidrat biyo-etanol üretimi için kullanıldı. 10 g/L biyo-kütle içerisindeki karbonhidrat konsantrasyonu yaklaşık olarak 4.36 g/L ve biyo-etanol içeriği de 2.12 g/L olarak hesaplandı. Bu sonuçlara göre Gloeocystis vesiculosa gelecekte daha büyük sistemlerde sentetik atıksu içerisinde biyo-etanol üretimi için kullanılabilir.
Bioethanol Production From Nannochloropsis Gaditana in Municipal Wastewater
(Elsevier Science Bv, 2018) Onay, Melih
This study aimed to produce bioethanol from Nannochloropsis gaditana in various municipal wastewaters. Microalgae were cultivated at 24 +/- 2 with f/2 medium for control. Bioethanol yields of of Nannochloropsis gaditana in various municipal wastewaters (0, 30, 60 and 100 %) range from 70.3 +/- 2.4 mg. g biomass(-1) to 94.3 +/- 5.5 mg. g biomass(-1) and % 30 of wastewater had the highest bioethanol yield (94.3 +/- 5.5 mg. g biomass(-1)). These fmdings suggest that Nannochloropsis gaditana in different municipal wastewaters can be used for bioethanol production after wastewater disinfection process. (C) 2018 The Authors. Published by Elsevier Ltd.
Bioethanol Production From Scenedesmus in Synthetic Wastewater
(2025) Şahin, Şehriban; Onay, Melih
Son yıllarda mikroalgler atıksu arıtımında ve biyoyakıt üretiminde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında Scenedesmus sp. mikroalg türü biyoetanol üretmek için öne sürülmüştür. Biyoetanol, içerdikleri özelliklerden dolayı en çok tercih edilen biyoyakıt türlerinden biridir. Scenedesmus sp.'nin biyoetanol ve karbonhidrat içeriği potansiyeli, azot, fosfor giderim özellikleri ve mandıra atık sularının kirlenmeye karşı direnci nedeniyle araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında, Scenedesmus sp. sentetik mandıra atık suyunda büyütüldü ve kültürlendi. Scenedesmus sp. TAP besiyerinde ve mandıra atıksuyunda farklı PO4-P başlangıç konsantrasyonlarında 1.5 mg/L, 3 mg/L, 7.5 mg/L, 15 mg/L ve 30 mg/L büyütülerek mikroalglerin optik yoğunlukları, biyokütle üretim hızları, azot ve fosfat giderimleri incelendi. Deneysel olarak en yüksek optik yoğunluk değeri 7.5 mg/L PO4-P başlangıç konsantrasyonunda gerçekleşmiştir. Deneysel olarak en yüksek biyokütle üretim hızı 7.5 mg/L PO4-P başlangıç konsantrasyonunda olup 132 mg/L gün olarak hesaplanmıştır. Deneysel olarak en yüksek azot giderim veriminin 7.5 mg/L PO4-P başlangıç konsantrasyonunda olduğu tespit edilmiştir. Başlangıçta azot miktarı 75,03 mg/L iken giderim sonrası bu değer 1.78 mg/L' ye düşmüştür. Giderim oranı %97.62 olarak hesaplanmıştır. Deneysel olarak en yüksek fosfor giderim veriminin 1.5 mg/L başlangıç PO4-P konsantrasyonunda %96 olarak hesaplanmıştır. Bu bileşenlerden elde edilen karbonhidrat, biyoetanol üretmek için kullanıldı bunun için 7.5 mg/L PO4-P başlangıç konsantrasyonu kullanıldı. Karbonhidrat konsantrasyonu %24 olarak bulundu. Biyoetanol içeriği ise 0.10 g etanol/g biyokütle idi. Sonuç olarak Scenedesmus sp. mikroalg türü gelecekte sentetik mandıra atık sularında büyük ölçekli olarak biyoetanol üretimi için kullanılabilir.
Bioethanol Production Via Different Saccharification Strategies From H-Tetrachotoma Me03 Grown at Various Concentrations of Municipal Wastewater in a Flat-Photobioreactor
(Elsevier Sci Ltd, 2019) Onay, Melih
Biodiesel and bioethanol are currently the biofuels with the largest production scales. This study was aimed to evaluate feasibility of Hindakia tetrachotoma ME03 grown at various concentrations (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) of wastewater as a potential biomass feedstock to produce bioethanol in a flat-photobioreactor. In addition, we examined the different hydrolysis strategies such as acidic, alkaline, and enzymatic hydrolysis for saccharification of microalgal biomass and optimized fermentation process via Saccharomyces cerevisiae. The results revealed that maximum bioethanol content and percent yield of H. tetrachotoma ME03 were 11.2 +/- 0.3 g L-1 and 94 +/- 2.2%, respectively, after fermentation of S. cerevisiae at 36 h in 50% of wastewater. Enzymatic hydrolysis with beta-glucosidase/cellulase + alpha-amylase had the highest amounts of saccharification with 92.3 +/- 0.9%. These findings indicate H. tetrachotoma ME03 grown in wastewater can be a promising candidate for bioethanol production after bacterial and fungal contamination problems are solved via filtration technologies.
Classification of Nervous System Withdrawn and Approved Drugs With Toxprint Features Via Machine Learning Strategies
(Elsevier Ireland Ltd, 2017) Onay, Aytun; Onay, Melih; Abul, Osman
Background and objectives: Early-phase virtual screening of candidate drug molecules plays a key role in pharmaceutical industry from data mining and machine learning to prevent adverse effects of the drugs. Computational classification methods can distinguish approved drugs from withdrawn ones. We focused on 6 data sets including maximum 110 approved and 110 withdrawn drugs for all and nervous system diseases to distinguish approved drugs from withdrawn ones. Methods: In this study, we used support vector machines (SVMs) and ensemble methods (EMs) such as boosted and bagged trees to classify drugs into approved and withdrawn categories. Also, we used CORINA Symphony program to identify Toxprint chemotypes including over 700 predefined chemotypes for determination of risk and safety assesment of candidate drug molecules. In addition, we studied nervous system withdrawn drugs to determine the key fragments with The ParMol package including gSpan algorithm. Results: According to our results, the descriptors named as the number of total chemotypes and bond CN_amine_aliphatic_generic were more significant descriptors. The developed Medium Gaussian SVM model reached 78% prediction accuracy on test set for drug data set including all disease. Here, bagged tree and linear SVM models showed 89% of accuracies for phycholeptics and psychoanaleptics drugs. A set of discriminative fragments in nervous system withdrawn drug (NSWD) data sets was obtained. These fragments responsible for the drugs removed from market were benzene, toluene, N,N-dimethylethylamine, crotylamine, 5-methyl-2,4-heptadiene, octatriene and carbonyl group. Conclusion: This paper covers the development of computational classification methods to distinguish approved drugs from withdrawn ones. In addition, the results of this study indicated the identification of discriminative fragments is of significance to design a new nervous system approved drugs with interpretation of the structures of the NSWDs. (C) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.
Coproduction of Biofuel and Pigments From Micractinium Sp. Using Uv-Induced Mutagenesis and Adding Abscisic Acid and Salicylic Acid for Biorefinery Concepts
(Springer Heidelberg, 2024) Onay, Melih; Ayas, Zehra Sapci
In this study, Micractinium sp. was randomly mutated by UV mutagenesis, and the contributions of Micractinium strains to the total biofuel and pigment production were investigated by adding abscisic and salicylic acid and examining the antioxidant activities of the strains to determine how they responded to these environmental and genetic alterations. As a result, compared with the control, the M-25 strain with 8 mg/L salicylic acid exhibited an increase of 54% in biodiesel production and 23% in biobutanol production, providing the maximum lipid percentage of 40%, whereas the M-7 strain and 0.2 mg/L abscisic acid showed an increase of 77% in biobutanol production while providing the highest carbohydrate percentage of 23%. The maximum total biofuel production was 139% for M-25 at 8 mg/L salicylic acid, and the highest amount of carotenoids (10.8 mg/g) was found to be approximately twice as high in the M-25 strain at 0.2 mg/L abscisic acid compared with the control.
Design of 1l Bubble Column Photobioreactor for Microalgal Biomass Production
(2020) Gazioğlu, Said Nur; Onay, Melih
Mikroalgleri kontrollü bir şekilde büyütmek için çeşitli yöntemlerden yararlanılabilinir. Bu çalışmada ilk olarak mikroalglerden biyokütle üretmek için 1L'lik kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörün tasarımı yapıldı. Daha sonra, Borodinellopsis texensis Bold Basal Besiyeri (BBM) içerisinde farklı dalga boylarında (beyaz, mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı) 1L'lik kolon fotobiyoreaktör içerisinde büyütüldü ve biyokütle miktarı, spesifik büyüme hızı, pigment miktarları, kullanılan toplam azot ve toplam fosfor yüzdeleri hesaplandı. En yüksek biyokütle 283.88 mg•L-1 değeri ile mavi ışıkta bulundu. En yüksek spesifik büyüme hızı 0.20 gün-1 olarak bulundu. Farklı dalga boylarında büyütülen Borodinellopsis texensis'in klorofil-a miktarlarına baktığımızda en yüksek değer yine mavi ışık altında 4.87 μg•mL-1 idi. Ayrıca maksimum azot giderim verimi mavi ışık altında % 76.25, maksimum toplam fosfor miktarı ise yine mavi ışıkta % 61.50 olarak bulundu. Sonuç olarak Borodinellopsis texensis kabarcıklı kolon fotobiyoreaktörde mavi ışık (450-490 nm) dalga boyunda büyütülerek maksimum biyokütle, spesifik büyüme hızı, toplam azot ve fosfor kullanımı elde edilebilir. Daha sonraki çalışmalarda Borodinellopsis texensis'den yüksek miktarda biyokütle üretimi için daha büyük reaktörlerin tasarımı yapılabilir.
Design of Flat-Panel Airlift Photobioreactor and High Biodiesel Production From Microalgae With Led at Various Wavelengths
(2020) Çeliktaş, Murat Onur; Onay, Melih
Üçüncü nesil biyoyakıt kaynağı olan mikroalglerin reaktör sistemlerinde büyütülmesi son zamanlarda yaygın olarak çalışılmaktadır. Bu çalışmada ilk önce mikroalg büyümesini artırabilmek ve daha fazla biyokütle elde ederek sanayi için kontrollü ürün eldesi için 1L'lik düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörün tasarımı yapıldı. Gloeocystis vesiculosa 901 düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörde Bold Basal Besiyeri (BBM) içerisinde farklı dalga boyunda (beyaz, mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı) büyütüldü. En yüksek biyokütle 0.62 g/L değeri ile kırmızı ışıkta ve 0.59 g/L ile de beyaz ışıkta bulundu. Özütlenen örneklerin yağ miktarlarına baktığımızda kırmızı ışık 0.14 g/L ile en fazla yağ miktarına sahipti. Yağ yüzdesi en yüksek olan dalga boyu ise %23.13 ile mavi ışık oldu. En yüksek yağ verimine sahip olan kırmızı ışık alınarak 0.1 N KOH ile transesterleşti ve biyodizel verimi %87 olarak hesaplandı. Ayrıca mikroalg örneklerinin maksimum azot giderim verimi kırmızı ışık altında % 81.6 ve beyaz ışık altında da % 80.5 olarak bulundu. Sonuç olarak Gloeocystis vesiculosa 901 düz panel hava kaldırmalı fotobiyoreaktörde kırmızı ışık (630-750 nm) dalga boyunda büyütülerek maksimum biyokütle, yağ ve biyodizel verimi elde edilebilir. Lab ölçekli olan bu çalışma gelecek çalışmalarda üretim amacı için daha büyük fotobiyoreaktörlerin tasarımı ile devam edilebilir.
A Drug Decision Support System for Developing a Successful Drug Candidate Using Machine Learning Techniques
(Bentham Science Publ Ltd, 2020) Onay, Aytun; Onay, Melih
Background: Virtual screening of candidate drug molecules using machine learning techniques plays a key role in pharmaceutical industry to design and discovery of new drugs. Computational classification methods can determine drug types according to the disease groups and distinguish approved drugs from withdrawn ones. Introduction: Classification models developed in this study can be used as a simple filter in drug modelling to eliminate potentially inappropriate molecules in the early stages. In this work, we developed a Drug Decision Support System (DDSS) to classify each drug candidate molecule as potentially drug or non-drug and to predict its disease group. Methods: Molecular descriptors were identified for the determination of a number of rules in drug molecules. They were derived using ADRIANA.Code program and Lipinski's rule of five. We used Artificial Neural Network (ANN) to classify drug molecules correctly according to the types of diseases. Closed frequent molecular structures in the form of subgraph fragments were also obtained with Gaston algorithm included in ParMol Package to find common molecular fragments for withdrawn drugs. Results: We observed that TPSA, XlogP Natoms, HDon_O and TPSA arc the most distinctive features in the pool of the molecular descriptors and evaluated the performances of classifiers on all datasets and found that classification accuracies are very high on all the datasets. Neural network models achieved 84.6% and 83.3% accuracies on test sets including cardiac therapy, anti-epileptics and anti-parkinson drugs with approved and withdrawn drugs for drug classification problems. Conclusion: The experimental evaluation shows that the system is promising at determination of potential drug molecules to classify drug molecules comedy according to the types of diseases.
The Effects of Indole-3 Acid and Hydrogen Peroxide on Chlorella Zofingiensis Ccala 944 for Bio-Butanol Production
(Elsevier Sci Ltd, 2020) Onay, Melih
Bio-butanol is more useful than bio-methanol and bio-ethanol due to higher energy density. In current study, we carried out bio-butanol content, yield, carbohydrate, protein content, biomass concentration, biomass productivity, and specific growth curve of Chlorella zofingiensis cultivated in various concentrations (25, 50, 75 and 100%) of municipal wastewater and Indole-3-acetic acid (IAA) via hydrogen peroxide (H2O2) pre-treatment. Also, we investigated the activities of photosynthetic pigments and antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA) on C. zofingiensis under stress conditions. To our results, carbohydrate percentage of C. zofingiensis increased from 23.9 to 34.2% at 25% wastewater and Indole-3-acetic acid 80 mu M after pre-treatment of hydrogen peroxide (4%). At these conditions, bio-butanol content was 0.084 and it corresponds to an increase of 35%. The combined use of IAA, wastewater and hydrogen peroxide can be new challenge for production of high amounts of bio-butanol after membrane filtration technology develops for the removal of contaminants such as bacteria and fungi.
Enhancing Carbohydrate Productivity From Nannochloropsis Gaditana for Bio-Butanol Production
(Elsevier, 2020) Onay, Melih
It presents an effective bio-butanol production with various acid hydrolysis treatment strategies H2SO4, HCI and H3PO4 (1, 2, 3, 4 and 5%) from Nannochloropsis gaditana grown under different light intensities (40, 80, 120 and 160 mu molm(-2) s(-1)). Microalgae were cultivated at 24 +/- 2 with f/2 medium for control. According to our results, HCI 3% yielded the highest carbohydrate productivity with (21.3 +/- 0.9 %) and bio-butanol production (2.9 +/- 0.24 g/L). In addition, we obtained the highest carbohydrate content at 160 mu molm(-2) s(-1) of light intensity. These findings suggest that Nannochloropsis gaditana can be used for effective carbohydrate content and large scale bio-butanol production in the future. (C) 2019 Published by Elsevier Ltd.
Enhancing the Content of Phycoerythrin Through the Application of Microplastics From Porphyridium Cruentum Produced in Wastewater Using Machine Learning Methods
(Academic Press Ltd- Elsevier Science Ltd, 2024) Onay, Aytun; Onay, Melih
Microalgae can produce secondary metabolites like phycoerythrin (Phy). The effects of some microplastics (MPs), wastewater (WW), and light intensity (LI) parameters, including complex data sets, on Phy concentration from Porphyridium cruentum were investigated using machine learning methods in this study. Also, the deep learning (DL) model was developed to get the maximum phy concentration from the dataset. The dataset (232 data groups), including a feature set, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), WW, LI, and an output variable, Phy, were randomly divided into training and test sets to create and evaluate the models. The highest experimental and predicted Phy concentrations were 52.3 mg/g and 58.32 mg/ g in a scenario with 15% WW, 80 mg/L PE, PP, PS, and PVC, and a LI of 175 mu molm- 2 s-1, respectively. The Pearson correlation coefficient (r) indicates a positive correlation between Phy and the variables PE (r = 0.35), PVC (r = 0.69), PP (r = 0.27), PS (r = 0.29), and LI (r = 0.22). However, variables such as WW (r = -0.05) have a weak correlation, and while PVC and PE showed the most significant effect on Phy concentration, WW had the lowest effect. Furthermore, LIME (local interpretable model-agnostic explanations) and SHAP (shapley additive explanations) provided us with important results for interpreting the random forest regression (RF) and DL models' predictions, respectively. The LIME and SHAP analyses suggest that the system with more PVC has a higher predicted Phy value. For WW, the reverse is true; higher WW values result in lower Phy predictions. Researchers were given the model explainability decision tree (DT) structure to study reactants' effects on output (Phy). In conclusion, the dye industry can use microalgae to treat WW contaminated with MPs while also producing high amounts of Phy using a DL model.
Investigation of Harvesting Effect of Microalgae Grown in the Flat-Panel Airlift Photobioreactor by Using Various Membranes
(2021) Ercan, Erdal; Onay, Melih; Aladağ, Erdinç
Günümüzde başta enerji olmak üzere birçok alanda hammadde kaynağı olarak kullanılan mikroalglerin en önemli üretim aşamalarından birisi olarak kabul edilen mikroalg hasadı sürecinde çeşitli avantajlara sahip olan membran filtrasyonu sıklıkla tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında, Gloeocystis vesiculosa 901 mikroalg türü düz panel tipi fotobiyoreaktörde ve TAP (Tris-Asetat-Fosfat) besi ortamında yetiştirilerek elde edilen mikroalgal biyokütlenin çapraz-akış rejiminde işletilen membran filtrasyon düzeneğinde hasadı gerçekleştirilmiştir. Hasatlama işleminde sırasıyla 0,3 μm ve 50 kDA gözenek çaplarına sahip ve PVDF (Polivinilidin Florür) ve PES (Polisülfon) malzemelerden üretilmiş mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyon tipindeki ticari düz plaka membranlar kullanılmıştır. Çalışmada farklı transmembran basınçları ve akılarda işletilen membranların kritik akı ve basınç değerleri ile birlikte konsantrasyon faktörü, hacimsel azalma faktörü ve mikroalg kazanım oranı belirlenmiştir. Daha sonra saf su kullanılarak yıkama işleminden sonra filtrasyon direnci incelenerek membranlar kıyaslanmıştır. MF ve UF tipi membranlar için kritik akı değeri sırasıyla 101,79 L/m2•saat ve 123,76 L/m2•saat olarak bulunmuştur. En yüksek mikroalg kazanımı ise MF için 1,8 bar'da %98,8 iken UF için 2,4 bar'da %99,2 olarak ölçülmüştür. Filtrasyon direnci açısından membranlar kıyaslandığında MF tipi membranın, UF membranlara göre daha düşük filtrasyon direnci ve kek tabakası meydana geldiği görülmüştür. Sonuç olarak, her iki membran da mikroalg hasatlama işleminde kullanılabilir.
Investigation of Nitrogen and Phosphorus Removal From Borodinellopsis Texensis at Bioreactor
(2022) Ebinç, Esra; Onay, Melih
Mikroalgler fotosentetik mikroorganizmalardır ve atıksuyun arıtımı için kullanılabilirler. Bu çalışmada, Borodinellopsis texensis'den azot ve fosfor giderimi araştırıldı. Bunun için, mikroalgler Bold Basal Besiyeri (BBM) içerisinde kabarcıklı kolon fotobiyoreaktör ile mavi ışık altında büyütüldü. Mikroalgler nitrat, nitrit ve amonyum gibi farklı azot kaynakları (3, 6 ve 9 mM) ve iki fosfat kaynağında (0,65 ve 1,3 mM) büyütüldü. Borodinellopsis texensis'in optik yoğunlukları (OD), biyokütle konsantrasyonları ve azot ve fosfat giderimleri araştırıldı. Elde edilen sonuçlara göre, en yüksek optik yoğunluk 9 mM nitrat konsantrasyonunda 0,19 iken en düşük değer ise 9 mM amonyum konsantrasyonunda 0,11 olarak ölçüldü. Fosfat limitasyonu altında (0,65 mM), optik yoğunluk değeri önemli derecede azaldı ve 0,08 OD değerine ulaştı. Buna ek olarak, maksimum biyokütle konsantrasyonu 9 mM nitrat konsantrasyonunda 389 mg/l olarak bulundu. Minimum biyokütle konsantrasyonu ise 9 mM amonyum konsantrasyonunda 222 mg/l idi. Ayrıca Borodinellopsis texensis'den azot ve fosfat giderimi üzerinde çalıştık. En yüksek azot giderimi 3 mM nitrat konsantrasyonunda %77 olarak bulundu. En düşük azot giderimi ise 9 mM amonyum konsantrasyonunda %67 idi. Bu sonuçların aksine, mikroalglerden fosfat giderimi benzer sonuçlar gösterdi. Azot ve fosfat kaynağı değiştiğinde fosfat giderimi neredeyse sabit kaldı. Maksimum fosfat giderimi 3 mM nitrat ve 6mM amonyum konsantrasyonlarında %61 olarak bulundu. Sonuç olarak, Borodinellopsis texensis laboratuvar ölçekte atık suyun arıtılması için kullanılabilir ve bu durum geniş ölçekli reaktörlerde atık suyun arıtılması ile ilgili çalışmaların yapılmasına ihtiyaç duyar.
Production and Use of Scenedesmus Acuminatus Biomass in Synthetic Municipal Wastewater for Integrated Biorefineries
(Springer Heidelberg, 2023) Onay, Melih; Aladag, Erdinc
Bioethanol production from algal biomass is a promising alternative for sustainable biofuel production. Algae possess a high photosynthetic capacity and an adaptive ability to thrive under harsh environmental conditions. The potential properties of Scenedesmus acuminatus CCALA 436 were assessed in this research for its bioethanol efficiency, and the effects of growing the algae in wastewater and at different concentrations of mepiquat chloride were studied. Also, pre-treatment efficiencies of different concentrations of calcium oxide were carried out on microalgae biomass. Superoxide dismutase, catalase activity, glutathione, and malondialdehyde contents of microalgae were examined, and the changes in chlorophyll, photoprotective carotenoid contents, and protein concentrations were determined. The results revealed that the maximum sugar and ethanol contents of Scenedesmus acuminatus CCALA 436 were 44.7 +/- 1.5% and 20.32 g/L, respectively, for 50% wastewater and mepiquat chloride (2.5 mg/L) after pre-treatment with calcium oxide (0.08%). Additionally, the levels of oxidative enzymes varied depending on the wastewater concentrations. These findings indicate Scenedesmus acuminatus CCALA 436 grown in wastewater and mepiquat chloride can be used for the treatment of wastewater and the production of ethanol and high-value products such as carotenoid.
Sentetik Atıksu İçerisindeki Borodinellopsis Texensis Ccala 892’den Biyokütle ve Biyo-bütanol Üretimi: Biyokimyasal Kompozisyonun Belirlenmesi
(2020) Onay, Melih
Mikroalgler genelde biyokütlenin yüksek miktarlarını üretebilirler ve biyokütleden biyo-bütanole dönüştürülebilirler. Biyo-bütanol sıvı bir yakıttır ve önemli fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Bu çalışmada, belediye atık suyunun çeşitli konsantrasyonunda büyütülen Borodinellopsis texensis CCALA 892’den biyo-bütanol üretimini inceledik. Birde, mikroalg örneklerinin biyokimyasal içeriğinin oranlarını belirleyerek katalaz, süperoksit dismutaz ve askorbat peroksidaz gibi bazı antioksidan enzimleri çalıştık. Yaygın çalışmada, biyo-bütanol aseton-bütanol-etanol (ABE) fermantasyon metodu ile üretildi. Beş atık su örneği içerisinde %25 atıksu içerisinde büyütülen mikroalg örneği 0,114 ± 0,002 g L-1g-1 ile en yüksek biyokütle verimine sahipti. Kontrol grubunun karbonhidrat ve protein konsantrasyonları gün ve gün arttı ve değerleri yedi günde durağan faza ulaştı. Durağan fazda, %25 atık su içerisinde büyütülen mikroalg örneği 0,30 g L-1 ile en yüksek karbonhidrat konsantrasyonu ve 0,35 g L-1 ile de en yüksek protein konsantrasyonuna sahipti. %25 atık su içerisindeki mikroalg örneğinde katalaz, superoksit dismutaz ve askorbat peroksidaz’ın maksimum enzim aktiviteleri sırası ile 15,33 ± 0,88, 8,67 ± 0,67 and 33 ± 1,53 μmole/mg idi. Buna ek olarak, B. texensis CCALA 892’nin biyo-bütanol içeriği 3,63 ± 0,21 g L-1 ve biyo-bütanol verimi 0,18 ± 0,011 g/g şeker olarak bulundu. Bir sonraki çalışmada, geniş yelpazede bütanol üretimini inceleyebiliriz.
Sentetik Atıksuda Porphyridium Cruentum Ccala 415'den Fikoeritrin ve Fikosiyanin Üretiminin Arttırılması: Mikroalglere Teorik Metotların Uygulanması
(2021) Onay, Melih
Fikoeritrin (FE) ve fikosiyanin (FS) floresan pigmentlerdir. Bu pigmentler sanayide boyar madde olarak kullanılırlar. Bu çalışmada, evsel atıksuyu, dalga boyu ve salisilik asidin çeşitli konsantrasyonlarında büyütülen Porphyridium cruentum’dan üretildi. FE ve FS konsantrasyonu Cevap Yüzey Metodu-Merkezi Tümleşik Tasarımı (CYM-MTT), regresyon analizi ve rstool modeller aracılığı ile incelendi. Cevap Yüzey Metodu ile tahmin edilen maksimum FE konsantrasyonu, % 50 atıksu, 510 nm dalga boyunda ve 10 µM salisilik asit konsantrasyonunda 29,5 mg/g biyokütle idi. Diğer taraftan, Cevap Yüzey Metodu ile tahmin edilen maksimum FS konsantrasyonu, % 50 atıksu, 680 nm dalga boyunda ve 40 µM salisilik asit konsantrasyonunda 6,9 mg/g biyokütle idi. ANOVA sonuçlarına göre, fikosiyanin konsatrasyonu için üç değişkenin kare etkileri önemli bulunurken, fikoeritrinin konsantrasyonunda atık su ve salisilik asit değişkenleri önemli bulunmuştur. Buna ek olarak, rstool aracılığı ile FE ve FS konsantrasyonları % 50 atıksu, 512,5 nm dalga boyunda ve 47,0833 µM salisilik asit konsantrasyonunda sırası ile 27,648 ve 5,7104 mg/g biyokütle idi. Sonuç olarak, atıksu, dalga boyu ve salisilik asit gibi değişkenler Cevap Yüzey Metodu-Merkezi Tümleşik Tasarım (CYM-MTT) ve rstool modeller ile en yüksek FE ve FS konsantrasyonu için kullanılabilir. Bu değişkenler, iki pigmentin sanayide üretimine katkıda bulunabilir.
Sequential Modelling for Carbohydrate and Bioethanol Production From Chlorella Saccharophila Ccala 258: a Complementary Experimental and Theoretical Approach for Microalgal Bioethanol Production
(Springer Heidelberg, 2022) Onay, Melih
Bioethanol production from microalgal biomass is an attractive concept, and theoretical methods by which bioenergy can be produced indicate saving in both time and efficiency. The aim of the present study was to investigate the efficiencies of carbohydrate and bioethanol production by Chlorella saccharophila CCALA 258 using experimental, semiempirical, and theoretical methods, such as response surface methods (RSMs) and an artificial neural network (ANN) through sequential modeling. In addition, the interactive response surface modeling for determining the optimum conditions for the variables was assessed. The results indicated that the maximum bioethanol concentration was 11.20 g/L using the RSM model and 11.17 g/L using the ANN model under optimum conditions of 6% (v/v %) substrate and 4% (v/v %) inoculum at 96-h fermentation, pH 6, and 40 degrees C. In addition, the value of the experimental data for carbohydrate concentration was 0.2510 g/g biomass at ANN with the maximums of 50% (v/v) wastewater concentration, 4% (m/m) hydrogen peroxide concentration, and 6000 U/mL enzyme activity. Finally, although the RSM model was more effective than the ANN model for predicting bioethanol concentration, the ANN model yielded more precise values than the RSM model for carbohydrate concentration.