Mikroalglerden Biyodizel Üretimi

Transkript

1 Mikroalglerden Biyodizel Üretimi A. Konuralp ELİÇİN 1, Ahmet KILIÇKAN 2, Ayten ONURBAŞ AVCIOĞLU 1 1 Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, Ankara 2 Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, Aydın akelicin@agri.ankara.edu.tr Özet : Dünyamız, enerjiye dayalı savaşların olduğu ve yenilerinin olabileceği ihtimalinin yükseldiği, iklimlerin değiştiği, petrol fiyatlarının arttığı, fosil kökenli yakıtların çok yakın bir gelecekte tükeneceği, dünyamızın küresel ısınma tehlikesiyle karşı karşıya kaldığı, atmosferimizin kirletilme hızının son derece arttığı, dolayısıyla sera etkisinin baş etmeni olan taşıt ve endüstriyel kaynaklı emisyonların azaltılması için devletlerin ortak çalışmaya çaba gösterdikleri bir sürecin içinden geçmektedir. Bütün bu olumsuzlukların ortadan kaldırılması, atmosfer değerlerinin yeniden düzelme eğilimine girmesi için yapılan araştırmalar yeni, ucuz, temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunması ve kullanılması ile mümkün olacaktır. Geçmiş dönemde yapılan araştırmalar, dizel yakıtına göre sera etkisini %41 oranında azaltan, tarımda yeni fırsatlar sunduğundan dolayı hızla yayılan, bitkisel ve hayvansal yağ kökenli alkil esterleri ön plana çıkarması ve sağladığı avantajlar nedeniyle birçok ülkede yasal olarak vergiden muaf tutularak üretimi ve tüketimi arttırılan Biyodizel, maalesef ülkemizde üretimindeki ÖTV artışları, üreticileri sadece dağıtım firmalarına satış yapabilir hale getirmiştir. Dağıtım şirketlerinin alım zorunluluğunun olmaması ayrıca genel anlamda tarım maliyetlerinin yüksekliği gibi faktörler eklenmesiyle de biyodizel cazibesini kaybetmiş ve üniversitelerin ilgili bölümlerinin yaptıkları araştırmalar ölçüsünde ilerleyebilmiştir. Son dönemlerde yapılan araştırmalar ise, ekosistemde CO 2 /O 2 dönüştürücüsü ve biyokütlenin birinci üreticileri konumunda olan, mavi, kırmızı, yeşil vb. renklerde alg kültür sistemleri üzerine yoğunlaşmıştır. Algler üzerinde yapılan araştırmalar ise, yetiştiricilik ve yakıt olarak kullanılabilirliği başlıkları altında sürdürülmektedir. Anahtar Kelimeler : Yenilenebilir enerji kaynakları, mikroalgler, biyodiezel, fotobiyoreaktöerler Biodiesel Production From Microalgae Abstract : The world is passing a process where wars based on energy are being experienced, climate is being changed, oil prices are going up, fossil fuel types are being exhausted, danger of global warming and the rate of atmospheric polluion is enormously increasing and thus countries showing common effort to decrease the emissions deriving from motor vehicles and industry that are the main sources of greenhouse effect. Solving all these problems will be possible through research studies focusing on finding new, cheap, clean and renewable energy sources. The research studies in the past focusing on finding new energy sources, were based on biodiesels which reduce the greenhouse effect by 41 % when compared with diesels. Due to this fact, many contries in the world have exempted biodiesel from taxes and encouraged their production and consumption. However, in Turkey, increase in production taxes, and because the producers can only sell their products to distribution firms, the attractiveness of biodiesel has decreased tremendously and could only been developed to the limits provided by the studies of related departments of the universities. The recent research studies focused on alg cultures which are blue, red, green in color and are transforming CO 2 to O 2 in the ecosystem. The research studies on algs are implemented under two topics which are namely alg production and possibilities of using algs as fuel. Keywords: Renewable energy sources, microalgs, biodiesels, photobioreactors. 101

2 GİRİŞ Mikroalgler biyoteknolojik üretimlerde de olduğu gibi yem, gıda, kozmetik ve ilaç endüstrilerinde kullanılan değerli hammaddelerin üretiminde büyük bir biyoteknolojik potansiyele sahiptir. Ayrıca, son zamanlarda, yakıt üretimi için biyokütle üretiminde kullanılmaya başlanmış olan mikroalgler bu alanda ayrı bir öneme sahiptir. Mikroalgler bitkiler gibi, yağ üretimi için güneş ışığını kullanırlar fakat, bu enerjiyi bitkilere oranla daha verimli kullanmaktadırlar. Birçok mikroalg türünün yağ verimliliği, en iyi yağ bitkisinin verimliliğinden daha üstündür. Son çalışmalarda ise, fosil kökenli yakıtlar ile mikroalglere dayalı biyodizel arasındaki ekonomik rekabet şartları araştırılmaktadır. Mikroalgler, karbondioksiti potansiyel biyoyakıtlara, yiyeceklere, hayvan yemlerine ve yüksek değerli biyoaktiflere çeviren güneş enerjili hücre fabrikalarıdır. Bununla birlikte, alglerin de içinde bulunduğu fotosentezik mikroorganizmalar toprak ve sudaki kirliliğin biyolojik olarak giderilmesine ve biyogübre içinde nitrojen tutulmasına yardımcı olmaktadır. Mikroalgler çok çeşitli tiplerde yenilenebilir biyoyakıtlar sağlamaktadırlar. alglerden elde edilen yağlardan oluşan biyodizelin dışında, alg biyokütlesinin anaerobik parçalanması sonucu üretilen metan ve fotobiyolojik olarak biyohidrojen üretimi öne çıkmaktadır. Mikroalglerin yakıt olarak kullanım fikri yeni değildir fakat, petrol fiyatlarındaki artışlar ve fosil yakıtların yanmasıyla oluşan küresel ısınma tehlikeleri nedeniyle tekrar gün yüzene çıkmaktadır. Biyodizel, şimdiye kadar bitkisel ve hayvansal yağlardan üretilmiş olmasına rağmen son yıllarda birçok ticari kuruluşun teşebbüsüyle biyodizel üretimi mikroalg tabanlı üretime kaymıştır. Şekil 1 de mikroalg tabanlı biyodizel üretim şeması görülmektedir. Biyodizel kendini ispatlamış bir yakıttır ve biyodizel üretim ve kullanım teknolojileri elli yıldır bilinmektedir. Şekil 1. Alg tabanlı biyodizel üretim şeması Biyodizel genel olarak, soya yağından üretilmektedir. Fakat diğer yaygın olarak kullanılan yağlar ise kanola, kolza, mısır, hayvansal yağlar ve atık kızartma yağlarıdır. Mikroallerde de aynı biyodizel üretim yöntemleri geçerlidir. Çizelge 1 de bazı biyodizel kaynaklarının karşılaştırılması görülmektedir (Chisti, 2007). Çizelge 1. Bazı biyodizel kaynaklarının karşılaştırılması Ürün Yağ üretimi (l /ha) Mısır 172 Soya 446 Kanola 1190 Jatropha 1892 Hindistan cevizi 2689 Palmiye 5950 Mikroalg (%70 yağ içerikli) Mikroalg (%30 yağ içerikli) Algler fotosentez yoluyla ışığı soğurup, inorganik maddeleri organik maddelere dönüştüren, olduça basit yapıda, ökaryotik canlı sucul organizmalardır. Küçük tek hücreli türlerden, karmaşık çok hücreli yapılara kadar çeşitlilik gösterirler. Tüm alglerin siyanobakterilerden türemiş fotosentez mekanizmalardır ve siyanobakteri türevi olmayan fotosentetik bakterilerin tersine fotosentez yan ürünü olarak oksijen üretilirler. Alglerin bir çok türü akuatik ekolojide önemli rol oynarlar. Mikroskobik çeşitler su kolonunda süspanse halde (fitoplankton) bulunur ve birçok denizel besin zincirinde temel besini oluşturmaktadır. Çok yüksek konsantrasyonlarda bu 102

3 algler, suyun rengini bozmakta ve diğer canlılar için toksik etkiye neden olabilmektedirler. Mikroalgler enerji ürünü olarak üretilme potansiyelleri çok yüksek olan fotosentetik hetetrofik organizmalardır. Farklı agro-klimatik koşullarda yetiştirilebilenler ve ticari olarak ilgi çekici yağlar, şekerler, biyoaktif bileşikler gibi birçok yan ürünü üretebilirler. Bazı mikroalg türleri biyofotoliz yoluyla oksijen ve hidrojen üretiminde etkiliyken, bazıları da yüksek enerjili sıvı yakıtlar için uygun olan hidrokarbonların üretiminde etkilidirler. Laboratuar koşullarında kolaylıkla incelenirler ve genetik ve metabolik araştırmalara verdikleri yanıt konvansiyonel bitkilere göre çok daha kısa sürelidir. Mikroalgler çok geniş bir genetik çeşitlilik göstermektedirler. Tek hücreli, koloni ve flamentler halinde bulunabilmektedirler. Mikroalgler tatlı sulardan, tuzlu alanlara kadar birçok sucul ortamlarda kültürlenebilirler ve mercan kayalıklarının temel bileşenlerini oluştururlar. Bu tür ekolojik gereklilikler, ürettikleri metabolik ürünlerin tanımlanmasında önemli rol oynamaktadır. Mikroalglerin Üretim Yöntemleri Alg yetiştiriciliğinde, büyük çaplı alg yetiştirmenin amacı az harcamayla verimli ürün geliştirilmesidir. Büyük ölçekli kültür sistemlerinde ışığın etkin kullanımı, sıcaklık, alg kültüründe hidrodinamik dengeyi sağlama, kültürün devamlılığını sağlama gibi ana hususların kıyaslanması gereklidir (Yılmaz, 2006) Her alg türünün ideal gelişimi kendine özgü spesifik koşulların sağlandığı kültür ortamlarında gösterir. Buna göre Spirulina yüksek Ph ve bikarbonat yoğunluğunda, Chlorella nutrientçe zengin ortamda, Dunaliella salina ise çok yüsek tuzlulukta en iyi büyümeyi göstermektedir (Belay, 1997). Günümüzde ticari mikroalg üretiminde, genellikle insan gıdası olarak değerlendirilen ve tıp-eczacılık alanında kullanılan Spirulina ve Chlorella gibi mikroalgler tercih edilmektedir. Çizelge 2 de bazı mikroalg çeşitlerinin yağ içerikleri görülmektedir (Chisti, 2007). Çizelge 2. Bazı mikroalg çeşitlerinin yağ içerikleri Mikroalg Yağ İçeriği (%kuru ağırlık) Botrycoccus braunii Chlorella sp Crypthecodinium cohnii 20 Cylindrotheca sp Dunaliella primolecta 23 Isochrysis sp Monallanthus salina 20 Nannochloris sp Nannochloropsis sp Neochloris oleoabundans Nitzschia sp Phaeodactylum tricornutum Schizochytrium sp Tetraselmis sueica Mikroalglerin hem iç hem de dış mekanda üretimleri yapılabilmektedir. Dış mekan üretim sistemleri olarak, doğal göletler, havuzlar ve her tür malzemeden imal edilen tanklar sayılabilmektedir. Şekil 2 de plastik tanklarda yapılan alg üretimi görülmektedir. Bunların dışında, tübüler fotobiyoreaktörler ile düz-levha fotobiyoreaktörler gibi yeni teknolojiler de söz konusudur. Şekil 2. Plastik tanklarda mikroalg üretimi İç mekan mikroalg üretim sistemleri ise, küçük ölçekli torbalar, tübüler ve düz-levha fotobiyoreaktörler olarak adlandırılırlar. Dış mekanlardaki mikroalg üretim sistemlerinin iç mekandaki üretim sistemlerine göre en belirgin farkı, alg kültürlerinin doğrudan çevre etkilerine maruz bırakılmasıdır. Dunaliella salina, Chlorella ve Spirulina hiçbir yapay karışım olmaksızın üstü açık, sığ ve geniş 103

4 dairesel havuzlarda karışımı sağlanarak üretimi yapılabilmektedir. Çizelge 3 de mikroalglerin ortalama üretim şartları gösterilmektedir. Çizelge 3. Mikroalglerin üretim şartları Parametreler Sınır Optimum değerleri şartlar Sıcaklık ( o C) Tuzluluk (g/ l) Işık yoğunluğu (lux) Işıklanma süresi (Gündüz:gece h) 16:8 minimum 24:0 maksimum ph 7-9 8,2-8,7 Açık havuz sistemleri büyük ölçüde çeşitlilik göstermektedir. Şekil 4 de açık havuz üretim sistemi görülmektedir. dolayısıyla üretim arzu edilen kalitede olmayabilmektedir (Kargın, 2002). Fototrofik mikroorganizmaların üretimi için kullanılan teknik tasarımlardan oluşan sistemler fotobiyoreaktörler olarak adlandırılmaktadır. Dış mekandaki fotobiyoreaktörler, mikroalg üretimi için tasarlanmış, güneş ışığının yeterli olduğu dış mekanlarda, saydam silindirik borular içerisinde algin bulunduğu, sürekli dolaşım sistemine dayanan modellerdir. Ticari ölçekli mikroalg üretimi için genelde üretim çiftlikleri tübüler fotobiyoreaktörleri tercih etmektedirler. Bunun nedeni ise; üretimin kontrol altında tutulabilmesi, üretimin önceden tahmin edebilmesi, yer-işçilik bakmından ekonomik yararlar sağlamalarıdır. Tübüler fotobiyoreaktörlerde şeffaf boru biçimindeki reaktörler büyük ölçekli olarak geliştirilebilmektedir. Biyo Fence adı verilen ticari üretim sistemlerinde çok sert yada esnek yapılı şeffaf plastik boru veya tüpler kullanılmaktadır. Sayıları ve çapları artırılarak üretimde arttırılabilmektedir. Alglerin biyoreaktör içerisindeki dolaşımları pompa yardımıyla olmaktadır. Tüpler, dikey ya da yatay bir şekilde düzenlenerek kapalı ya da açık alanlarda belirli açıyla inşa edilirler. Şekil 4. Açık havuz üretim sistemi Bunun temel nedeni ise, bu sistemlerin ekonomik olması ve iç mekan üretim sistemlerinin ise yüksek teknoloji gerektirmesiyle pahalı olmasıdır. Buna rağmen, sadece çok az sayıda alg kültürü dış mekanda yetiştirilebilmektedir. Ayrıca dış ortamda, kültür kirletici etmenlerce kontamine olması mümkün olmaktadır. Önemli oranda buharlaşmayla oluşan kayıplar, hem CO 2 nin atmosfere yayılımı hem de sürekli buharlaşma ve kirlenme tehlikesi açık havuz sistemlerinin diğer dezavantajlarıdır. Akuakültürde kullanılan diğer sistemler, geniş torbalar ve polyester tanklardır. Bu tanklarda doğal güneş ışığından faydalanılarak üretim yapılmaktadır. Bu sistemlerin dezavantajları ise, üretim performanslarının garanti altında olmayışı ve üretimin önceden belirlenememesidir. Plastik torbalarda mikroalg üretiminin dezavantajları ise, üretimin kesikli olması fazla bir işçilik gerektirirken, sistem hacim göreceli olarak arttırılmaktdır. Büyük ölçekte yapılan üretimlerde ise ışıktan yararlanma azalabilmekte ve Şekil 5. Tübüler tip fotobiyoreaktör Şeffaf ya da plastik tüplerin yüzeylerine biriken alglerin temizlenmesinde özel boncuklar kullanılmaktadır. Bu boncuklar algler ile beraber dolaştırılarak sistemin temizliği sağlanmaktadır. Daha büyük öçekli bir üretim düşünüldüğünde, tüplerin üzünluğu ve çapları arttırılarak akışların rahatlatılması gerekmektedir, bu da dolayısıyla daha büyük bir pompaya geresinim duymaktadır. Sistemde boyut ve hacim artışına paralel olarak ışık, CO 2 tüketimi ve O 2 nin ortamda birikimi (satürasyon) söz konusu olmaktadır. Bu durum, tüplerin üst kısmında oksijen üretiminden dolayı 104

5 köpüklenme ve hücrelerin fotooksidasyon nedeniyle ağarması şeklinde kendini belli etmektedir. Kapalı sistemleri sürdürmek ve yapılandırmak çok pahalıdır. Ancak bu sistemler kesin olarak tek bir tür için uygulanmalıdır. Şekil 5 de kapalı tübüler tip bir fotobiyoreaktör görülmektedir. Kapalı reaktörlerin mikroalg üretiminde kontaminasyonu önlemek ve yüksek yoğunluktaki ışığın etkin kullanımı ile yüksek üretim sağlamak, ısı kontrolü ve dış mekanda tasarlanan kapalı biyoreaktörlere güneş ışığını kullanılabilme özellikleri gibi birçok avantajları vardır. Kapalı fotobiyoreaktörlerde kültür ortamını kontrol etmek kolay olduğu gibi, ürün istenilen kalite ve verimlilikte olabilmektedir. Çizelge 4. Açık ve kapalı sistemlerin karşılaştırıması AÇIK HAVUZLAR KAPALI SİSTEMLER Kontaminasyon riski Aşırı yüksek Düşük Alan ihtiyacı Yüksek Düşük Su kayıpları Aşırı yüksek Yok CO 2 kayıpları Yüksek Yok Türlerin çeşitliliği Sınırlı Her çeşit Standardizasyon Mümkün değil Mümkün Hava şartlarına Yağmurda bağımlılık üretim olmaz Önemli değil Üretimdeki konsantrasyon Düşük 0,1-0,2 g/l Yüksek 2-8 g/l Randıman Düşük Yüksek Levha şeklindeki fotobiyoreaktörlerin başlıca ilkesi veya ince çaplı boru fotobiyoreaktörlerin tasarlanmasındaki temel ilke, yüzey genişliğini arttırarak ışığın etkin kullanımını sağlamaktır. Borulu fotobiyoreaktörlerin içindeki çap önemli bir biçimde azaltılmış ve düz levha şeklindeki biçimler tercih edilmiştir. Bu tasarımların hepsi tamamen cam veya şeffaf plastikten meydana gelmektedir. Çizelge 4 de açık ve kapalı sistemlerin üretim açısından karşılaştırmaları verilmiştir (Naz ve Gökçek, 2006). Bütün bunların dışında Biocoil denilen, kuleyi saran küçük çaplı şeffaf plastik borulardan meydana gelen helozoik tüplü fotobiyoreaktörler de bulunmaktadır. Genede büyük ölçekli deniz mikroalgleri yetiştirilebilmektedir. Biocoil tasarımları eşit karışım sağlamakta ve alglerin türlerin içlerine yapışması en aza indirgenmektedir. Taşınması kolay oldukları için, iş gücü en aza indirgenerek güvenilirlik arttırılmakta ve üretim süreci otomatik hale getirilmektedir. Fakat bu sistem bütün alg türleri için uygun değildir. Şekil 6 da biocoil üretim sistemi görülmektedir. Şekil 6. Biocoil üretim sistemi Biodizel üretiminde alglerin kullanımı Mikroalgler bünyesinde yaklaşık %80 den fazla miktarda bulunan oleik asit (C18:1) ve palmitoleik asit (C16:1) gibi yağ asitleri sayesinde yüksek enerji içerirler. Bu sebeple mikrolagleri yakıta çevirmek oldukça elverişlidir. Mikroalgleri biodizele çevirmede kullanılan yöntemlere gazifikasyon, piroliz ve transesterifikasyon yöntemleri örnek verilebilir. Çizelge 5 de mikroorganizmaların biyodizel üretminde birinci derecede önemli olan yağ asit kompozisyonları görülmektedir. Çizelge 5. Mikroorganizmaların yağ asit kompozisyonları (Meng et al. 2009) Yağ Asit Kompozisyonları (Ağırlık / yağ) 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 Mikroalg Maya Mantar Bakteri

6 Piroliz Piroliz; biyokütlenin hava olmadan ısıtılmasıyla sıvı bir kısma (bio-petrol), katı bir kısma (odun kömürü) ve gaz bir kısma dönüşümüdür. Piroliz, biyokütleyi daha faydalı bir yakıta dönüştürmede kullanılan temel termokimyasal prosestir. Piroliz, biyokütle dönüşümü için en etkili proses olup, yenilenebilir olmayan fosil yakıt kaynaklarıyla başa çıkabilir ve sonunda onlarla yer değiştirebilir. Biyokütlenin ham petrole dönüşüm verimi, çok hızlı piroliz prosesleriyle %70 e ulaşmaktadır. Bu ürün, biyo-petrol olarak adlandırılmakta ve motorlarda ve türbinlerde kullanılabmektedir. Rafineriler için hammadde olarak kullanımı da düşünülmektedir. Dönüşüm prosesiyle ve petrolün kullanımıyla ilgili bazı problemlerin üstesinden gelinmelidir. Bunlar, petrolün zayıf termal stabilitesi ve korrozivitesidir. Petrolün, hidrojenerasyon ve katalitik ayırım yoluyla alkalileri uzaklaştırılarak ve oksijen içeriğini düşürülerek düzeltilmesi birtakım uygulamalar için istenebilir. Biyokütle, pirolizinden elde edilen sıvı ürünlerin verimini maksimum yapmak amaçlanıyorsa; düşük bir sıcaklık, yüksek ısıtma hızı, kısa gaz bekleme zamanı prosesine ihtiyaç vardır. Yüksek yanıp kömürleşme üretimi için; düşük bir sıcaklık, düşük ısıtma hızı prosesi seçilecektir. Pirolizden elde edilen yakıt gazının verimini maksimum yapmak amaçlanıyorsa, yüksek bir sıcaklık, düşük ısıtma hızı, uzun gaz bekleme zamanı prosesine ihtiyaç vardır. Gazifikasyon Piroliz sırasında baskın olarak ikincil gaz yakıt elde edilme işlemine gazifikasyon adı verilmektedir. Gazifikasyon, biyokütleyi karbon monoksit, hidrojen ve metandan oluşan yanabilir bir gaz karışımına dönüştürür. Elde edilen gaz, orijinal katı biyokütleden daha esnektir, proses ısısı ve buhar üretmek için yakılabilir veya elektrik üretmek için gaz türbinlerinde kullanılabilmektedir. Transesterifikasyon Transesterifikasyon yöntemi ise; yağların, bir katalizör vasıtasıyla alkolle reaksiyona sokularak yeniden esterleştirilmesi işlemidir. Bu yöntem viskoziteyi azaltmada en etkili yöntemdir. Örnek olarak hint yağında yapılan bir transesterifikasyon işleminde ham hint yağının viskozitesi 100 o F da 1100 Redwood saniye iken, transesterifikasyon işleminden sonra aynı sıcaklıkta 74 Redwood saniyeye düşmüştür (Agra vd 1996). Transesterifikasyon işlemi günümüzde yaygın olarak yapılmakta hatta bununla ilgili birçok ülkede tıpkı petrol rafinerileri gibi tesisler kurulmaktadır. Metil ester elde etmenin esası, bitkisel yağ ile metil alkolün reaksiyona sokulmasında kullanılan katalizörün uygun şekilde hazırlanmasıdır. Metil esterin elde edilmesi şekil 7 de görülmektedir. Şekil 7. Transesterifikasyon mekanizması Transesterifikasyon yöntemi dengeli bir reaksiyon olup, reaksiyon özellikle kullanılan katalizörün tam olarak karıştırılmasıyla meydana gelmektedir. Katalizörün varlığı reaksiyonun dengeye gelmesini hızlandırıcı bir etki etmektedir. Yine de, yüksek oranda ester elde etmek için fazla miktarda alkol kullanılması gerekmektedir. Transesterifikasyon işlemi laboratuar koşulları altında yapılma şartları gerektirmemektedir. Transesterifikasyon işleminde bir trigiliserid ile alkol güçlü bir asit veya baz katalizörün eşliğinde reaksiyona sokularak, reaksiyon sonucunda asitçe doymuş alkil ester ve gliserin elde edilmektedir (Eliçin, 2007). Tüm işlem incelendiğinde ise reaksiyonun, zincirleme bir şekilde ard arda gelen ara ürün olarak di ve monogliseridlerin oluştuğu ve 3 kademeli çift yönlü bir reaksiyon olduğu görülmektedir. Bu stokiyometrik reaksiyon, 1 mol trigliserid ve 3 mol alkol gerekmektedir. Alkolün fazla kullanılması reaksiyon sonucu oluşacak ester miktarının artmasına fakat esterlerin gliserinden ayrışmasını zorlaştırmaktadır. Günümüzde birçok araştırmacı transesterifikasyon yönteminde değişik tip bitkisel yağlar kullanarak, farklı yağ / alkol mol oranları, reaksiyon sıcaklıkları, değişik katalizör ve miktarları üzerinde araştırmalar yaparak bu yöntemi daha efektif bir hale getirmeye çalışmaktadırlar. Benzer şekilde alglerden elde edilen yağ, bir alkolle (etanol, metanol), katalizör (asidik, bazik ve enzim) varlığında yağ asidi metil esterleri ve gliserine dönüşmektedir. Transesterifikasyon reaksiyonu 106

7 sırasında alg yağı verimini etkileyen değişkenler, alg yağının kalitesi, alkolün alg yağına göre molar oranı, reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, katalizör çeşidi ve miktarıdır. Reaksiyon sonucunda gerçekleşen dönüşümün miktarı, üst fazın gaz kromatografisinde veya ince tabaka kromatografisinde analiz edilmesiyle bulunabilmektedir. Belirli bir alandan elde edilen mikroalg tabanlı yağların, bitkisel ve hayvansal yağlara göre çok yüksek olduğundan dolayı, mikroalg biyodizeli çok daha ekonomik olmaktadır. Günümüzde yapılan çalışmalar ise, yetiştiricilik açısından mikroalg yetiştirme maliyetlerinin azaltılması, proseslerin ekonomik hale getirilmesi, elde edilen biyodizelin motor performans ve emisyonları üzerinde yoğunlaşmaktadır. SONUÇ Mikroalglerden biyodizel elde edilmesi mümkün olup, bitkisel ve hayvansal yağlardan üretilen biyodizellerden üretim yöntemi olarak bir farklılığı bulunmamaktadır. Mikroalglere dayalı biyodizel üretimi azımsanamayacak bir şekilde fosil yakıtlarla rekabetçi olmaktadır. Ekonomik mikroalg yetiştiriciliği biyoloji ve genetik mühendisliğinin gelişmesi birinci derecede önemlidir. Fotobiyoreaktörler üzerindeki mühendislik tasarımlarının gelişmesi ve biyorafinelerin kullanımının arttırılması üretim maliyetlerinin düşmesine yardımcı olacaktır. Biyodizel üretimi için gerekli olan mikroalglerin fazla miktarda üretimini sağlamak amacıyla, tübüler fotobiyoreaktörler açık havuzlu sistemlerden daha verimli bir şekilde kullanılmaktadır. Fotobiyoreaktörler çevre şartlarını kontrol altında tutmakta ve standart bir üretim sağlamaktadır. Günümüzde ne biyoetanol ne de biyodizel fosil kökenli yakıtlarla rekabet haline girememektedir. Sadece vergisiz maliyetlerin biraz düşüklüğü ve kalitedeki gelişmeler mücadele etmeye yardımcı olmaktadır. Gelecekte alglerin de içinde bulunduğu yüksek yağ oranı içeren mikroorganizmaların geliştirilmesi, biyodizel üretim süreçlerindeki gelişmeler, alglerin fosil kökenli yakıtlarla daha rekabetçi olacağı gerçeğini ortaya koymaktadır. LİTERATÜR LİSTESİ Agra, I.B., Warnijati, S. and Wiratni, F Two steps ethanolysis of castor oil using sulfiric acid as catalyst to producer motor oil. World Renewable Energy Congress, p., 1025, June 15 21, Colorado. Belay, A., Mass Culture of Spirulina Outdoors. The Earthrise Farms Experience. In: Vonshak, A.(eds.), Spirulina platensis (Arthrospia): Physiology, cell biology and biotecnology. Taylor and Francis, London; Chisti, Y Biodiesel From Microalgae. Biotechnology Advances. 25 : Eliçin,A.K., K.Saçılık, ve D. ERDOĞAN, 2007.Haşhaş Yağı Esterlerinin Bir Diesel Motorda Kullanım Olanaklarının Belirlenmesi. Tarımsal Mekanizasyon 24. Ulusal Kongresi Bildiri Kitabı, 5-6 Eylül, Kahramanmaraş Kargın, H., Mikroalg Rotifer Kültür Sistemleri Tasarımı, Yardımcı Ders Kitabı, Su ürünleri Fakültesi Yayınları No:3; ISBN ; Meng, Xin, J. Yang, X. Xu, L. Zhang, Q. Nie and M. Xian, Biodiesel Production from Oleaginous Microorganisms. Renewable Energy. 34: (2009), 1-5. Naz, M. Ve K. Gökçek, Fotobiyoreaktörler: Fototropik Mikroorganizmalar için Alternatif Üretim Sistemleri. Ulusal Su Günleri 2004, 6-8 Ekim 2004, İzmir. Sharif Hossain, A.B.M and A., Salleh, Biodiesel Fuel Production from Algae as Renewable Energy. American Journal of Biochemistry and Biotechnology. 4 (3) : Yılmaz, H.K., Mikroalg Üretimi için Fotobiyoreaktör Tasarımları. E.Ü. Su ürünleri Dergisi. 23 (1/2) :