Farklı biyokütle kaynaklarının biyokimyasal metan potansiyellerinin saptanması üzerine bir araştırma
A research on the determination of biochemical methane potential of different biomass resources
Yazar: MELİS İNCİ GİRAY
Danışman: PROF. DR. BİROL KAYİŞOĞLU
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu araştırmada, Trakya bölgesinde yoğun olarak üretimi yapılan ve biyogaz tesislerinde hammadde olarak kullanılan bitkisel ve hayvansal kökenli biyokütle artıklarının teorik ve deneysel biyokimyasal metan potansiyelleri ile biyobozunma dereceleri saptanmıştır. Ayrıca, bu biyokütlelerden elde edilen biyogazın özgül enerji değeri ve enerji dönüşüm verimlilikleri de saptanmıştır. Bitkisel biyokütle artıkları olarak ayçiçeği sapı, çeltik sapı ve kavuzu, kanola sapı, hayvansal biyokütle artıkları olarak sığır gübresi ve etlik piliç ile yumurta tavuğu gübresi kullanılmıştır. Denemeye alınan biyokütlelerin teorik ve deneysel biyometan potansiyelleri ile biyobozunma dereceleri sırasıyla 0,335-0,472 Nm3CH4/kgVS, 0,051-0,308 Nm3CH4/kgVS ve %15,2-%69,0 arasında değişmiştir. Biyogazdaki teorik metan içerikleri deneysel metan içeriklerinden daha düşük olduğu ve deneysel metan içeriklerinin %56,0 ile %58,07 arasında değiştiği belirlenmiştir. Hayvansal kökenli biyokütle kaynaklarında biyokimyasal metan potansiyellerinin daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Biyokütlelerden elde edilen biyogazın teorik ve deneysel özgül enerji değerleri, enerji dönüşüm verimlilikleri sırasıyla 12,3-17,3 MJ/kgVS, 1,9-11,3 MJ/kgVS, %83,7-87,0 ve %12,7-58,6 arasında değişmiştir. Bölgede yaygın üretimi yapılan biyokütle kaynaklarından, çeltik kavuzu hariç, diğer organik artıkların rahatlıkla biyogaz işletmelerinde değerlendirilebileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Biyogaz, Biyometan, Bitkisel Artıklar, Sığır Gübresi, Tavuk Gübresi, Biyobozunma

Abstract:
In this study, the theoretical and experimental biochemical methane potentials and biodegradation degrees of plant and animal-derived biomass residues, which are intensively produced in the Thrace region and used as feedstock in biogas facilities, were determined. Additionally, the specific energy value and energy conversion efficiencies of biogas obtained from these biomasses were also determined. Sunflower stalks, rice straw and husks, canola stalks were used as plant biomass residues, while cattle manure and boiler and egg chicken manure were used as animal biomass residues. The theoretical and experimental biomethane potentials and biodegradation degrees of the tested biomasses ranged from 0,335 to 0,472 Nm3CH4/kgVS, 0.051 to 0.308 Nm3CH4/kgVS, and 15.2% to 69,0%, respectively. The theoretical methane content in biogas was lower than the experimental methane content, with experimental methane contents ranging from 56,7% to 58,7%. Animal-derived biomass sources exhibited higher biochemical methane potentials. The theoretical and experimental specific energy values of biogas from these biomasses ranged from 12.3 to 17.3 MJ/kgVS, 1.9 to 11.3 MJ/kgVS, with energy conversion efficiencies ranging from 83,7% to 87,0% and 12.7% to 58,6%, respectively. It was concluded that, except for rice husks, the organic residues of the commonly produced biomass sources in the region could be readily utilized in biogas operations.

Keywords: Biogas, Biomethane, Plant Residues, Cattle Manure, Chicken Manure, Biodegradation