Mikroalg üretimi için fotobiyoreaktör tasarımları

Ticari mikroalg üretimi, sağlam temellere dayanan bir endüstri dalıdır. Son yıllarda ticari mikroalglerin üretiminde yeni türler ve bu türlerin ticari üretimini temin edecek kapalı fotobiyoreaktörlerin farklı tasarımları önemli gelişme göstermiştir. Bu tasarımların yakın gelecekte ticari açıdan ön planda olacağı görülmektedir. Kapalı sistemler içerisinde bulunan tübüler fotobiyoreaktörler, değişik şekillerde, farklı büyüklük ve uzunluktaki şeffaf borulardan veya hortumlardan meydana gelmektedir. Bu tip biyoreaktörierde, uygun tüp çapı 2 - 4 cm arasıdır. Spirulina ve Dunaliella gibi seçici bir büyüme ortamında kültür edilen mikroalg yığın kültürlerinde açık sistemlerin başarısına rağmen, Haemetococcus ve Phaeodactylum gibi ticari anlamda kullanılan fakat seçici ortam koşullarına sahip olmayan mikroalg türlerinin kapalı sistemlerde üretimi daha başarılı olmaktadır. Ancak bu sistemlerin yüksek üretim maliyeti son zamanlara kadar ticari uygulamasını engellemiştir. Düz panel reaktör ve tübüler fotobiyoreaktör tasarımlarının temel ilkesi; kültüre edilen hücreler tarafından ışıktan daha verimli yararlanılmasını sağlamaktır. Böylece, zararlı gazların birikimini kültür sistemlerinden uzaklaştıran uygun bir karıştırma ve hücrelerin ışıktan daha verimli yararlanmasını sağlayarak, daha yüksek biyomas yoğunluklarına ulaşmak mümkün olmaktadır. Sonuç olarak, bu sistemler sürekli üretimde çalışmaya uygundur. Sürekli maksimum yoğunlukla alg üretimi ve büyüme ortam koşullarının etkin kullanımına bağlı olarak, üretimi önceden tayin etme şansını sağlar. Böylece toplam maliyet düşer ve daha küçük alanlara ihtiyaç duyulur.

The designs of photobioreactors for microalgae production

The Designs of Photobioreactors for Microalgae Production. Commercial microalgae production is a branch of industry, which has a strong base. Recently, in the production of commercial microalgae, the different designs of closed photobioreactors providing new species and the commercial production of these have shown a great improvement. These designs seem to be prevalent in commerce in the near future. Tubular photobioreactors designed according to the closed systems were made in different shapes, various size and length of transparent pipes or tubes. In these type bioreactors, the appropriate diameter of the tube is from 2 to 4 cm. Although the success of open systems in the Spirulina and Dunaliella microalgae mass cultures which are cultured in a distinct growth environment, production of microalgae species like Haemetococcus and Phaeodactylum which used in commerce and have no distinct environment conditions is more successful in the closed systems. However, the high production costs of these systems have prevented the commercial application until recent years. The basic principle of the designs for the smooth flat reactor and tubular photobioreactor is to get use of light more productive by cultured cells. Thus it is been possible to arrive greater biomass density by providing appropriate stirring which remove accumulation of harmful gases from culture systems and by getting use of light more productive by cultured cells. As a conclusion, these systems are suitable to work for the continuous production. In the maximum continuous density depending on the production of algae and the active usage of growing environment conditions, it provides the chance to distribute the production in advance. Therefore, the total cost decreases and a need for smaller areas. The aim is to decrease the cost by reducing the construction costs of these systems.

___

Acien Fernandez, F. G., Garcia Camacho, F., Sanchez Perez, J. A., Fernandez Sevilla, J. M., & Molina Grima, 1998. Modelling of biomass productivity in tubular photobioreactors for microalgal cultures: Effects of dilution rate, tube diameter and solar irradiance. Biotechnology and Bioengineering, 58; 605-616.

Baynes, S. M., Emerson, L, Scott, A. P., (1979). Production of algae for use in the rearing of larval fish. Fisheries Re search Technical Report 53; 13- 18.

Beijerink, M. W., 1890. Kulturversuche mit Zoochloren, Lichenengonidien und anderen niederen Algen. Bot. Ztg. 48; 725-785.

Belay, A., 1997. Mass culture of Spirulina outdoors. The Earthrise Farms experience. In: Vonshak, A. (eds.), Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, cell-biology and biotechnology. Taylor and Francis, London; 131-158.

Borowitzka M.A., 1992. Algal biotechnology products and processes: matching science and economics. J Appl Phycol 4; 267-279

Burlew, J. S. (eds.), 1953. Algae Culture. From Laboratory to Pilot Plant. ' Carnegie Institution of Washington, Washington, DCBorowitzka MA, Borowitzka LJ (eds) (1988) Micro-algal biotechnology. Cambridge University Pres, Cambridge

Chrismadha, T., Borowitzka, M. A., 1994. Effectof cell density and irradiance on growth, proximate composition and eicosapentaenoic acid production of Phaeodactylum tricornutum grown in a tubular photobioreactor. J. Appl. Phycol. 6; 67-74.

Cohen, E., Arad, S., 1989. A closed system for outdoor cultivation of Porphyridium. Biomass 18; 59-67.

Durand Chastel, H., 1980. Production and use of Spirulina in Mexico. In: Shelef, G., Soeder, C. J. (Eds.), Algae Biomass. Elsevier/North Holland Biomedical Pres, Amsterdam;51-64.

Fulks, W., Main, K.-L, 1991. The design and operation of commercial-scale live feeds production systems. In: Fulks, W., Main, K. L. (eds.), Rotifer and Microalgae Culture Systems. The Oceanic Institute, Honolulu, H. I.; 3-52.

Gudin, C, Chaumont, D. 1983. Solar biotechnology study and development of tubular solar receptors for controlled production of photosynthetic cellular biomass. In W. Palz, & D. Pirrwitz (eds.), Proceedings of the Workshop and E. C. Contractor's meeting in Capri (pp. 184-193). Dordrecht: D. Reidel Publishing Company.

Kargın, H., 2002. Mikroalg- Rotifer Kültür Sistemleri ve Tasarımları, Yardımcı ders kitabı, ME. Ü. Yayınları No. 5, Su Ürünleri Fakültesi Yayınları No. 3; ISBN 975-6900-08-3; 15-16.

Kargın, H., 2004. Tübüler Sistemde Tetraselmis suecica Alg Türünün Büyüme Hızı ve Ürün Verimliliği. ME.Ü. BAP SÜF TBB (HK) 2001-3 no'lu proje.

Kawaguchi, K., 1980. Microalgae production systems in Asia. In: Shelef, G., Soeder, C. J. (Eds.), Algae Biomass Production and Use. Elsevier/North Holland Biomedical Pres, Amsterdam; 25-33.

Kennedy, C. A., 1998. In Home Photosynthetic Bioreactor. Advanced Biology Home Page Webmaster.

Lee, Y. K., 1997. Commercial production of microalgae in the Asia-Pacific rim. J. Appl. Phycol. 9; 403-411.

Molina Grima, E. 1999. Microalgae, mass culture methods. In M. C. Flickinger, & S. W. Drew (eds.), Encyclopedia of bioprocess technology: Fermentation, biocatalysis and bioseparation, New York: Wiley,.vol. 3; 1753-1769.

Park, K.-H. and C.-G. Lee, 2000. Optimization of algal photobioreactors using flashing lights. Biotechnol. Bioproc- ess Eng. 5; 186-190.

Pulz, O., 1994. Open-air and semi-closed cultivation systems for the mass cultivation of microalgae. In; Phang, S. M., Lee, K., Borowitzka, M. A., Whitton, B. (eds.), Algal Biotechnology in the Asia- Pasific Region. Institute of Advenced Studies, University of Malaya, Kuala Lumpur; 113- 117.

Pulz, O., 2001. Photobioreactors: production systems for phototrophic microorganisms. IGV Institute for Cereal Processing, Arthur- Scheunert- Allee 40/41,14558 Bergholz-Rehbrücke, Germany.

Robinson and Marrison, 1992. Alga Clorella Vulgaris coltivazione, estrazione e purificazione di una glicoproteina ad azione antitumorale , Anno Accademico 2001 - 02, pp 7-15.

Soong, P., 1980. Productrion and development of Chlorella and Spirulina in Taiwan. In: Shelef, G., Soeder, C. J. (Eds.), Algae Biomass. Elsevier/North Holland Biomedical Pres, Amsterdam; 97-113.

Tredici, M. R., Zitelli, G. C, 1997. Cultivation of Spirulina (Arthrospira) platensis in flat plate reactors. In: Vonshak, A. (ed.), Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, cell-biology and biotechnology. Taylor and Francis, London; 117-130.

Tredici, M.r., 1999. Bioreactors, photo. In: Flickinger M. C, Drew S.w., (Eds) Encyclopedia of bioprocess technology: fermentation, biocatalysis and bioseparation, vol 1. Wiley, New York; 395419.

Tsukada, O., Kawahara, T., Miyachi, S.,1977. Mass culture of Chlorella in Asian countries. In: Mitsui, A., Miyachi, S., San Pietro, A., Tamura, S. (Eds.), Biological Solar Energy Conversion. Academic Pres, New York; 363-365.

Tsoglin and Gabel 2000. The technology of production of biomass labeled with stable isotopes. Abstracts of the 4th European workshop on biotechnology of microalgae. Bergholz-Rehbrücke, Germany.

Torzillo, G., Pushparaj, B., Boci, F., Balloni, W., Materassi, R., & Florenzano, G. 1986. Production of Spirulina biomass in closed photobioreactors. Biomass, 11; 61-64.

Tomaselli, L, Giovannetti, L, Torzillo, G., 1993. Physiology of stres response in Spirulina, Spirulina, Algae of Life. In: Doumenge, F.; Durand- Chastel, H. & Toulemont, A. (eds). Spiruline Algue de Vie. Bulletin de L'lnstitut Oceanographique, Monaco, n.12, p. 65-75,1993.

Venkatamaran, L. V., 1986. Blue-green algae as biofertilizer. In: Richmond, A. (Ed.), CRC Handbook of Microalgal Mass Culture. CRC Pres, Boca Raton, FL; 455-471.

Warburg, O., 1919. Über die Geschwindigkeit der Kohlensâurezusammensetzung in lebenden Zellen. Biochemische Zeitschrift 100; 230-270.

Watson, A. S., 1979. Aquaculture and Algae Culture. Process and Production. Noyes Data Corporation, N. J.

http://www. biosynthesis, couk/products.htm, 2.Agus.2004

http://www.addavita.demon.co.uk/howthe.htm,24.05.2005
Su Ürünleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1590
  • Yayın Aralığı: 4
  • Başlangıç: 1984
  • Yayıncı: Aynur Lök
Sayıdaki Diğer Makaleler

Eğirdir Gölü (Isparta)' nün doğal yapısına yapılan müdahalelerin gölün ekolojik yapısına etkileri

Erol KESİCİ, Cevdan KESİCİ

Karataş kıyısal suları (Kuzey Doğu Akdeniz) planktonik diyatomları

Akiz Ayça AKA, Sevim POLAT

Çipura (Sparus aurata) balıklarının farklı yemlere olan atak modelleri ve yetiştiricilikte kullanımı

Fatih BAŞARAN

Orfoz (Epinephelus guaza L., 1758) ve lahoz (Epinephelus alexandrinus V., 1828) balıklarında hipofiz bezinin histo-morfolojik karşılaştırılması

B. Ahmet BALCI, Ramazan İKİZ, Beria Falakalı MUTAF

Mamasın Baraj Gölü (Aksaray-Türkiye) tatlısu istakozu (Astacus leptodactylus Eschscholtz, 1823)' nun boy-ağırlık ilişkisi ve et verimi

HAKAN MURAT BÜYÜKÇAPAR, AHMET ALP, Mustafa KAYA, Yusuf ÇİÇEK

Ahtopot (Octopus vulgaris Cuvier, 1797) yetiştiriciliği

HALİL ŞEN

Küçük Menderes Nehri' nin (Selçuk, İzmir) aşağı havzasındaki kirliliğin makro bentik omurgasızlar kullanılarak saptanması

Süleyman BALIK, M. Ruşen USTAOĞLU, MURAT ÖZBEK, SERAY YILDIZ, AYŞE TAŞDEMİR, ALİ İLHAN

Pelajik balık avcılığında teknik ve ekonomik açıdan pratik ve etkin bir av aracının geliştirilmesi

Dilek İşgören EMİROĞLU, AYTAÇ ÖZGÜL, Cezmi KANÇOBAN

Ürkmez Kıyılarında farklı substratlara yerleştirilmiş yapay resiflerdeki balık kompozisyonunun belirlenmesi

Benal GÜL, Altan LÖK, F. Ozan DÜZBASTILAR

Orta Karadeniz Bölgesi Balıkçılığı ve balıkçıların sosyo-ekonomik durumu

Şennan YÜCEL