Mikroalgal Biyoyakıt Araştırmaları için Laboratuar Ölçekli Fotobiyoreaktör Otomasyonu

Yıl 2020, Sayı: 19, 221 - 226, 31.08.2020

Mehmet Recai Durgut Fuat Özbay

https://doi.org/10.31590/ejosat.718945

Öz

Bir fotobiyoreaktörün çalışması manuel olarak oldukça zordur. Fotobiyoreaktörün verimli çalışması, sistemden sık veri toplama yoluyla mümkün olan büyüme koşullarının yakın kontrolünü gerektirir. Manuel örnek toplama ve analizleri hem zahmetli hem de nispeten pahalıdır. Fotobiyoreaktörün verimli çalışması için yapılan bu çalışmada; entegre bir gerçek zamanlı biyoreaktör izleme ve kontrol sisteminin geliştirilmesi, besin maddesi eklenmesi, biyokütle hasat zamanı, ışık, CO2 besleme döngüleri ve sıcaklık ile ilgili kararlar alınması, yosun oluşumu sırasında ekonomik kayıpların önlenmesi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar göz önünde bulundurulduğunda yapımı gerçekleştirilen otomatik yetiştirme sistemi ile örnek alma, hasat ve besin ilavesi sırasında mikrobiyal kontaminasyonun minimuma indirildiği gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Fotobiyoreaktör, otomasyon, mikroalgal biyoyakıt

Teşekkür

Bu makale Fuat Özbay’ın 2019 yılında Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsünde yayınlanan Yüksek Lisans tezi’nden faydalanarak hazırlanmıştır.

Laboratory-Scale Photobioreactor Automation for Microalgae Biofuel Research

Öz

It is really challenging to work a photobioreactor manually. Productşve working of the photobioreactor needs close check of growth conditions which is possible through continual data gathering from the system. Manual sampling gathering and analysis are both effortful and slightly expensice. In this work which is done for its efficient operation, the improvement of a combined actual-time bioreactor monitoring and management system, nutriment accession, time of the biomass collection, light, temperature-related decisions, furnishing cycles, preveting economic losses during algae formation were made. Considering the results, it’s been shown that microbial contamination is minimized during sampling, gathering and nutriment accession along the programmed planting system.

Anahtar Kelimeler

Photobioreactor, automation, microalgal biyofuel, monitoring system

Kaynakça

• Becker, E.W. (1994). Microalgae: Biotechnology and Microbiology. Cambridge University Press, Cambridge.
• Benavides, M., Mailier J., Hantson A. L., Muñoz G., Vargas A., Impe J. V. ve Vande A. (2015). WouwerDesign and Test of a Low-Cost RGB Sensor for Online Measurement of Microalgae Concentration within a Photo-Bioreactor, Sensors 15, 4766-4780; doi:10.3390/s150304766.
• Bento, A. (2018). IoT of Nextion X TFT ILI9341. International Research Journal Of Engineering, IT & Scientific Research, 4(2), 14-23. doi:10.21744/irjeis.v4i2.624.
• Dipasmita, P., Goldberg I. K., Cohen Z. and Boussiba S. (2011). The effect of light, salinity, and nitrogen availability on lipid production by Nannochloropsis sp. Applied Microbial And Cell Physiology 90:1429–1441. DOI 10.1007/s00253-011-3170-1
• Doan T.Y. ve Obbard J. P. (2011). Improved Nile Red staining of Nannochloropsis sp. J Appl Phycol 23:895–901, DOI 10.1007/s10811-010-9608-5.
• Durgut M.R., Aktaş T., Kayişoğlu S. ve Yağcılar Ç. (2015). Mikrodalga Yöntemiyle Mikroalg Yağından Biyodizel Üretiminde Optimum Reaksiyon Koşullarının Belirlenmesi, Namık Kemal Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri, Proje No: NKUBAP.00.24.AR.14.08
• Jia, F., Kacira M. ve Ogden K. L. (2015). Multi-Wavelength Based Optical Density Sensor for Autonomous Monitoring of Microalgae, Sensors, 15, 22234-22248; doi:10.3390/s150922234.
• Keriş-Şen, Ü. D. (2016). Mikroalglerin Sudan Ayrıştırılmasında Ve Biyoetanol Üretiminde Ozon Ve Ultrases Kullanımı, Doktara Tezi, Gebze Teknik Üniversitesi.
• Nurrrahmawati, A. ve Harmadi, H. (2017) Rancang Bangun Alat Ukur Konsentrasi Oksigen yang Dihasilkan oleh Fotobioreaktor Mikroalga Chlorella vulgaris Menggunakan Sensor SK-25F, Jurnal Fisika Unand Vol. 6, No. 3.
• Puruhito, E. (2014). Automated Monitoring and Control Systems for an Algae Photobioreactor, Master Thesis, Arızona State Unıversıty.
• Richmond, A. ve Cheng-Wu, Z. (2000). Optimization of a flat plate glass reactor for mass production of Nannochloropsis sp. outdoors, Journal of Biotechnology 85: 259-269p.
• Richmond, A. ve Zou, N. (1999). Effect of light-path length in outdoor flat plate reactors on output rate of cell mass andof EPA in Nannochloropsis sp., J Biotechnol, 70: 351–356p.
• Zitelli, G.C., Rodolfi L. ve Tredici M.R. (2003). Mass cultivation of Nannochloropsis sp. in annular reactors. Journal of Applied Phycology 15: 107–114.