Mikrodalga ile kurutma ön işlemi uygulamasının endüstriyel şeftali çekirdekleri atıklarının piroliz karakteristiklerine ve kinetiğine etkisi
Effect of applicati̇on of microwave drying pretreatment on pyrolysis characteristics and kineticsof industrial peach stone wastes
Yazar: FATMA AÇACAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖZDE GÖZKE AÇIKALIN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ KORKUT AÇIKALIN
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya ve Süreç Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, mikrodalga ön işleminin endüstriyel şeftali çekirdeklerinin piroliz
karakteristiği ve kinetiğine etkisi termogravimetrik analiz yöntemi ile incelenmiştir.
Şeftali çekirdeğinin 180-425 µm tanecik boyutu aralığındaki numuneleri, hem
mikrodalga hem de etüvle kurutma deneylerinde kullanılmak üzere ayrılmıştır.
Mikrodalga ile kurutma işleminde üç farklı ısıtma gücü (100, 180 ve 300 W) ve üç
farklı çalışma süresi (150, 350 ve 600 s) kullanılmıştır. Mikrodalga veya etüv
kullanılarak kurutma işlemi uygulanmış numuneler için azot atmosferi altında 10, 20
ve 40 ºC/dk ısıtma hızlarında termogravimetrik analiz gerçekleştirilmiştir. Isıl
karakterizasyon, şeftali çekirdeğinin pirolizinin ikisi aktif olmak üzere dört
basamaktan oluştuğunu göstermiştir. Karakteristik sıcaklıklar her numune için aktif
bölgelerde belirlendikten sonra, bu sıcaklıklar üzerinden çeşitli diferansiyel ve
integral kinetik yöntemlerle aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Flynn-Wall-Ozawa,
Starink ve Friedman yöntemleri ile hesaplanan aktivasyon enerjisi değerleri
birbirleriyle uyum içinde olup, uygulanan tüm çalışma koşullarında ikinci bölge için
yaklaşık olarak 115-135 kJ/mol aralığında, üçüncü bölge için ise 135-165 kJ/mol
aralığındadır. Mikrodalga ön kurutma işlemi ile ikinci ve üçüncü aktif bölgelerde
Flynn-Wall-Ozawa, Starink ve Friedman yöntemleri için, çalışılan mikrodalga
gücünün ortalama aktivasyon enerjisi üzerindeki etkisi %1 ile %16,7 arasında
değişirken, çalışılan kurutma süresinin ortalama aktivasyon enerjisi üzerindeki etkisi
%0,07 ile %17,2 arasında değişmiştir.

Abstract:
In the present study, the effect of microwave pretreatment on the pyrolysis
characteristics and kinetics of industrial peach stones was investigated by
thermogravimetric analysis. Samples of peach stones with a particle size range of
180-425 µm were reserved for use in both microwave and oven drying experiments.
Three different heating powers (100, 180 and 300 W) and three different operating
duration (150, 350 and 600 s) were used in the microwave drying process.
Thermogravimetric analysis was carried out at 10, 20, and 40 ºC/min heating rates
under a nitrogen atmosphere for the samples that were dried using microwave or
oven. Thermal characterization revealed that the pyrolysis of peach stone consists of
four stages, two of which are active. After the characteristic temperatures were
determined in the active stages for each sample, activation energies were calculated
via these temperatures using various differential and integral kinetic methods.
Activation energy values calculated by Flynn-Wall-Ozawa, Starink and Friedman
methods were compatible with each other and were in the range of approximately
115-135 kJ/mol for the second stage and 135-165 kJ/mol for the third stage under all
applied operating conditions. By application of microwave pre-treatment, the effect
of the studied microwave power on the average activation energy ranged from 1% to
16.7%, while the effect of the studied operating duration on the average activation
energy varied between 0.07 and 17.2%.