Çekirdek kabağının (Cucurbita pepo L.) pirolizi ile biyoyakıt ve char eldesi
Obtain of biofuel and char from pyrolysis of pumpkin (Cucurbita pepo L.)  waste
Yazar: AHMET BÜYÜK
Danışman: PROF. DR. MELTEM DİLEK
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Biyokütle, bol bulunan yenilenebilir enerji kaynaklarından bir tanesidir. Günümüzde biyokütleler üzerinde yoğun çalışmalar yapılmaktadır. İlk çağlardan beri biyokütlelerden piroliz teknolojisi ile gaz, sıvı organik bileşiklerin ve katı ürünlerin (char) üretimi bilinmektedir. Piroliz yöntemiyle üretilebilecek ürünlerin verimi kullanılan piroliz teknolojisine ve parametrelerine bağlı olarak değişmektedir. 

Yapılan bu çalışmada biyokütle olarak, yetiştirilen çekirdek kabağından çekirdeklerin ayrılması esnasında ortaya çıkan kabak atıkları kullanılmıştır. Çekirdek kabağı atıklarına piroliz işlemi öncesi; gravimetri, ekstraksiyon, SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve EDX (Enerji Yayılımlı X-Işını) gibi ön analizler yapılmıştır. Çekirdek kabağı atıklarından gaz, sıvı ve katı ürünler elde etmek için inert atmosferli (azot gazı) sabit yataklı reaktörde piroliz işlemi gerçekleştirilmiştir. Piroliz işleminde, çekirdek kabağı atığından daha yüksek sıvı ürün elde etmek amacıyla sıcaklığın ve ısıtma hızının etkisi araştırılmıştır.

Çalışmada sıvı üründe en yüksek verim, 55 dk ısıtma süresinde, 550 oC piroliz sıcaklığında, 10 oC/dk ısıtma hızında ve Dp<6,25 mm parçacık boyutu aralığında elde edilmiştir. Bu parametreler ile elde edilen sıvı ürün verimi %33,02 olarak bulunmuştur. Biyoyağın bileşimini tespit etmek için GC-MS (Gaz Kromatografisi-Kütle Spektroskopisi) ve FT-IR (Fourier Transform Infrared Spektroskopisi) analizleri uygulanmıştır. Ayrıca sıvı ürünün kalorifik değeri kalorimetre bombası ile hesaplanmıştır. Tüm bu veriler değerlendirildiğinde çekirdek kabağının pirolizi ile elde edilen sıvı ürünün kimyasal ham madde eldesi ve sıvı yakıt olarak kullanılabileceği öngörülmüştür.

Abstract:
Biomass is one of the abundant renewable energy sources. Today, intensive studies are being done with biomass. Since the first ages, pyrolysis technology has been known to produce gas, liquid organic compounds and solid products (char) from biomass. The yield of pyrolysis products depends on the pyrolysis technology and parameters used.

In this study, the pumpkin wastes which were produced during the separation of the seeds from the seeds grown as biomass were used. Prior to the pyrolysis process of core paprika waste; gravimetry, extraction, SEM (Scanning Electron Microscopy) and EDX (Energy Dispersive X-Ray). Pyrolysis was carried out in an inert atmospheric (nitrogen gas) fixed bed reactor for the purpose of obtaining gas, liquid and solid products for core poultry waste. In this pyrolysis process, the temperature and the heating effect were investigated in order to obtain a liquid product higher than the core paprika waste.

The highest yield in liquid product was obtained at a heating duration of 55 min, a pyrolysis temperature of 550 °C, a heating rate of 10 °C/min and a particle size range of Dp <6.25 mm. The liquid product yield obtained with these parameters was found to be 33.02%. GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectroscopy) and FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) analyzes were performed to determine the composition of this product. Calorific value of the liquid product is also calculated by calorimetry. When all these data are evaluated, it is seen that the liquid product obtained by pyrolysis of the pumpkin can be used as chemical raw material and liquid fuel.