Tavuk yağı metil ester üretiminin optimizasyonu ve motor performansı üzerine etkisi
Optimization of methyl ester production from chicken fat and effects of fuel on engine performance
Yazar: BİLAL YUMAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TANZER ERYILMAZ
Bozok Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, tavuk yağından metil alkol ve NaOH katalizörü kullanılarak transesterifikasyon yöntemi ile biyodizel üretim süreci optimize edilmiştir. Üretilen tavuk yağı biyodizeli hacimsel olarak %20 ve %2 oranlarında dizel yakıtı ile karıştırılarak B20 ve B2 formunda yakıtlar elde edilmiş ve özellikleri belirlenmiştir. Aynı zamanda B100, B20, B2 ve dizel yakıtları cam, plastik ve metal kaplarda, ışıksız ortamda, 4 ve 25oC ortam sıcaklıklarında 6 ay süre ile depolanarak 2 aylık periyotlarla yakıt özellikleri ölçülmüştür. B100, B20 ve B2 yakıtları tek silindirli, su soğutmalı, 4 zamanlı, 12 BG, direk enjeksiyonlu bir dizel motorda denenerek dizel yakıtıyla karşılaştırılmış ve moment, güç, özgül yakıt tüketimi, CO, CO2, NOX, O2, duman koyuluğu ve gürültü emisyonları incelenmiştir. Çalışma sonucunda B100, B20 ve B2 yakıtlarının fiziksel özellikleri dizel motorda kullanılmasıyla elde edilen motor performans değerleri standart dizel yakıtı ile benzer özellikler göstermiştir. En yüksek tork B2 yakıtında 1400 1/min'de 34.42 Nm iken, dizel yakıtında 1400 1/min'de 33.86 Nm, B20 yakıtında 1500 1/min'de 33.29 Nm ve B100 yakıtında ise 1400 1/min'de 31.49 Nm'dir. Minimum özgül yakıt tüketimi 1500 1/min'de B100 yakıtında 244.413 g/kWh, B2 yakıtında 265.589 g/kwh, dizel yakıtında 279.610 g/kWh ve B20 yakıtında 289.024 g/kWh olarak ölçülmüştür. Termik verim değerleri 1500 1/min'de B100 yakıtında %36.411, B2 yakıtında %30.464, B20 yakıtında %28.307 ve dizel yakıtında %28.226'dır.  Egzoz emisyon değerleri biyodizel oranının artışıyla CO, CO2, duman koyuluğu ve egzoz gazı sıcaklıkları düşüş gösterirken, O2 ve NOX emisyon değerlerinde artış göstermiştir. 

Anahtar Kelimeler:  Biyodizel, transesterifikasyon, tavuk yağı, optimizasyon, depolama, yakıt özellikleri, motor performansı, egzoz emisyonları.

Abstract:
In this study, biodiesel production process from chicken fat was optimized using methyl alcohol and NaOH. Chicken fat biodiesel was blended volumetrically by 20% and 2% with pure biodiesel to obtain B20 and B2 fuels. Fuel properties of these were determined. On the other hand, B100, B20, B2 and pure biodiesel fuels were stored in dark and glass, plastic and metal containers at 4oC and 25oC for a period of 6 months carrying out bimonthly the measurements on the fuel properties. B100, B20 and B2 fuels were tested in a single cylinder, four-stroke, 12 BG, directly injected diesel engine and parameters such as moment, power, specific fuel consumption, CO, CO2, NOX, O2 and noise emissions, as well as smoke intensity were investigated. In conclusion to the study, B100, B20 and B2 fuels exhibited similar motor performance and physical properties with standard biodiesel, when used in the diesel motor. Considering the maximum moment values from the fuels, B2 fuel had 34.42 Nm at 1400 1/min; B20 had 33.29 Nm at 1500 1/min; B100 had 31.49 Nm at 1400 1/min; while standard diesel had 33.86 Nm at 1400 1/min. The minimum specific fuel consumption values were measured at 1500 1/min as 244.413 g/kWh for B100, 265.589 g/kWh for B2, 279.610 g/kWh for standard diesel and 289.024 g/kWh for B20. Thermal efficiency was determined at 1500 1/min as 36.411% for B100, 30.464% for B2, 28.307% for B20 and 28.226% for standard diesel. The exhaust emission values depicted that at all revolutions, with increasing amount of the biodiesel in the fuel blend, there was an increase in CO, CO2, smoke intensity and exhaust gas temperature, while O2 and NOX emissions were ceased.

Keywords: Biodiesel, transesterification, chicken fat, optimization, storage, fuel property, engine performance, exhaust emissions.