Bioethanol Production From Gloeocystis Vesiculosa in Synthetic Wastewater

Abstract

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.

Microalgae are used in environmental engineering in many areas from wastewater treatment to bio-fuel generation. In this thesis work, Gloeocystis vesiculosa 901 was grown and cultured in synthetic municipal wastewater. Gloeocystis vesiculosa 901 was grown in various concentrations of glucose, ammonium, sulfate, sodium and calcium, which are the major components of wastewater, and their theoretical estimation was made with the response-surface methodology (RSM) and the carbohydrate percentage was calculated. The highest biomass concentration was 0.63 g/L at 90 mg/L of glucose, 100 mg/L of NH4+, 35 mg/L of SO4-2, 35 mg/L of NaCI and 5 mg/L of CaCI2. The maximum carbohydrate concentration was experimentally obtained at 360 mg/L of glucose, 100 mg/L of NH4+, 35 mg/L of SO4-2, 100 mg/L of NaCI and 5 mg/L of CaCI2 with 251 mg/L. The highest carbohydrate percentage was 44% at 360 mg/L of glucose, 100 mg/L of NH4+, 35 mg/L of SO4-2, 100 mg/L of NaCI and 5 mg/L of CaCI2. In addition, maximum theoretical carbohydrate percentage calculated via RSM was 43.3% at 360 mg/L of glucose, 100 mg/L of NH4+, 35 mg/L of SO4-2, 100 mg/L of NaCI and 5 mg/L of CaCI2. The carbohydrate obtained from these components was used in the production of bioethanol. Carbohydrate concentration was approximately 4.36 g/L for 10 g/L of biomass and bio-ethanol content was 2.12 g/L. In conclusion, Gloeocystis vesiculosa can be used for bio-ethanol production as large scale in synthetic municipal wastewater in the future.