Çeşitli meyve kabuklarından biyochar üretim yöntemlerinin geliştirilmesi
Improvement production methods of the activated carbon from various fruit peels
Yazar: ŞEYMA NUR TÜRKMEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NURCAN TUĞRUL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Atık sulardan organik ve inorganik içerikli kirliliklerin konsantrasyonunu hızlı bir şekilde düşürmek amacıyla adsorpsiyon ekonomik ve kullanışlı bir yöntemdir. Mekanik dayanım, düşük seçicilik, hızlı adsorpsiyon kinetiği ve yüksek adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle aktif karbonlar atık sulardan ağır metal, boya giderimi gibi amaçlarla kullanılan en popüler adsorbanlardan biridir. Ancak aktif karbonun maliyeti nispeten pahalıdır. Bu nedenle atık sulardan safsızlık gideriminde adsorban olarak kullanılmak üzere doğal malzemelerden elde edilen ve maliyet düşürücü adsorban üretimi amacıyla çalışmalar yürütülmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları ve daha düşük maliyetli metodlar kullanarak aktif karbon elde edilmesi üzerine pek çok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalardan bir tanesi de, tarım ve endüstriyel atıklar kullanılarak aktif karbon üretimi üzerinedir. Lignin, makro-alg, kahve pres keki, palmiye kabuğu, pirinç kabuğu, meyve –sebze kökenli atıkları (fındık kabuğu, meyve çekirdeği gibi) gibi tüm karbon içerikli lignoselülozik tarımsal atıklardan aktif karbon üretilebilir. Ayrıca düşük maliyetli aktif karbon üretmek için piroliz yerine mikrodalga işlemi kullanılarak yapılan çalışmalarda, mikrodalga işleminin yüksek ısıtma hızı, kontrol edilebilir ve seçimli ısıtma, enerji ve zaman tasarrufu gibi pek çok avantaja sahip bir yöntem olduğu gözlenmiştir.
Bu çalışmada, , atık meyve kabukları ve mikrodalga ön işlemi kullanılarak elde edilen düşük maliyetli aktif karbonlar ile atık sulardan çinko metalinin giderimi amaçlanmıştır. Sabit güçte ve farklı sürelerde mikrodalga işlemine tabi tutulmuş portakal, nar ve ananas kabuklarının kimyasal aktivasyonu ZnCl2 ve H2SO4 ile gerçekleştirilmiş; daha sonra elde edilen aktif karbonlar adsorpsiyon deneylerinde kullanılmıştır. Referans madde olarak sadece kimyasal aktivasyon ile elde edilen aktif karbonlar kullanılmıştır. 
Mikrodalga ön işleminde her bir farklı süre için ihmal edilemeyecek ve birbirinden farklı ağırlık kayıpları gözlemlenmesine rağmen aktif karbonların adsorpsiyon kapasiteleri birbirlerine ve referans maddeye çok yakındır. 40 ppm Zn çözeltisinin %94 oranında giderimi ile P-800-4-H2SO4 en iyi adsorplama kapasitesine sahip ürün olmuştur.

Abstract:
There is effective method as adsorption which is relatively useful and economical for quickly lowering the concentration of organic and inorganic impurities in waste water.  Because  of  their  mechanical  stability, low speciﬁcity,  fast  adsorption  kinetics  and  high  adsorption  capacities; activated carbon which is used to remove organic compounds,  metal  ions  and  dissolved  dyes from waste water, is  accepted  as  one  of  the most  popular material for adsorption. But price of activated carbon is relatively high.  For this reason initiative have been started to study reduced cost and made of natural sorbents to remove impurity from wastewater. About production of activated carbon using lower cost methods and materials from renewable resources have been searched by many researchers.  In one of this research, activated carbon using agricultural and industrial waste materials was produced. Activated carbon can be produced from all carbon-containing lignocellulosic agricultural waste as lignin, macro-algal, defective coffee press cake, palm shell, rice husk, wastes of vegetable-fruit origin (e.g. nut shells, fruit stones). As the investigations, used microwave process instead of pyrolysis provide lots of advantage as high heating rates, controllable and selective heating; energy and time savings.
The aim of this study is to investigate that activated carbon obtained by microwave pretreatment is removed zinc metal from waste water.  In this study, chemical activation (with ZnCl2 and H2SO4) of orange, pineapple and pomegranate peels which were subjected to microwave treatment in constant power and different times was carried out. Then product activated carbons were used for adsorption experiment. Activated carbons which were obtained with only chemical activation were used as reference material. 
Although different from each other significant weight losses are observed in the microwave process for each different time, there is substantially no effect on the zinc removal. .P-800-4-H2SO4 was the product which has best adsorption capacity with removal %94 of 40 ppm Zn solution.