Fındık yağından metil ester üretim sürecinin optimizasyonu ve motor performansına etkileri
Biodiesel production process optimization from hazelnut oil and the effects on engine performance
Yazar: HAKAN NAMVER
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET YÜRÜSOY
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Biyodizel = Biodiesel ; Biyodizel = Biodiesel ; Biyokütle = Biomass ; Dizel motorlar = Diesel engines ; Dizel yakıtlar = Diesel fuels ; Emisyon = Emission ; Fındık yağı = Hazelnut oil ; Motor performansı = Motor performance ; Optimizasyon = Optimization

Özet:
Bu çalışmada, transesterifikasyon metoduyla fındık yağından metil ester (FYME) üretilmiş ve FYME'nin motor performansı ve egzoz emisyonları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Optimizasyon katalizör konsantrasyonu, metil alkol/yağ oranı, reaksiyon sıcaklığı ve reaksiyon süresi gibi parametrelere bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Optimum metil ester verimi 60 °C sıcaklık, 30 dakika reaksiyon süresi, yağa göre ağırlıkça % 0,6 katalizör ve % 20 metanol ile % 97,48 olarak belirlenmiştir. Biyodizel hacimsel olarak % 5 ve % 20 oranında dizel ile karıştırılarak B5 ve B20 yakıtları elde edilmiştir. Bu yakıtların motor performans ve emisyonlarına etkileri tek silindirli, dört zamanlı, direkt enjeksiyonlu bir dizel motorunda incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre B5 ve B20 yakıtları ile dizel yakıtına göreortalama motor momentlerinin sırasıyla % 2,74 ve % 4,95, motor güçlerinin ise % 2,8 ve % 5 azaldığı görülmüştür. Özgül yakıt tüketimiB5 ve B20 yakıtları ile dizel yakıtına göre sırasıyla % 7,45 ve % 12,58 artmıştır. Biyodizel kullanımı ile egzoz emisyonlarının iyileştiği görülmüştür. CO emisyonları B5 ve B20 yakıtları ile dizel yakıtına göre sırasıyla % 5,82 ve % 17,6azalırken, NOx emisyonları sırasıyla % 2,87 ve % 4,2oranında artış göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Biyodizel, Fındık Yağı, Transesterifikasyon, Optimizasyon, Motor Performansı, Egzoz Emisyonları

Abstract:
In this study, methyl ester was obtained from hazelnut oil (HOME) with transesterification and effects of HOME on engine performance and exhaust emissions were investigated. Optimization has been performed as depending on concentration of catalyst, ratio of methyl alcohol to oil, temperature of reaction and reaction time. Optimal efficiency of methyl ester was obtained as 97.48 % for concentration of catalyst of 0,6%, ratio of methyl alcohol/oil of 20%, temperature of reaction of 60 °C and reaction time of 30 minutes. Blends of biodiesel fuels were obtained via mixing 5% hazelnut oil with 95% diesel (B5) and 20% hazelnut oil with 80% diesel volumetrically. The effects of blends of biodiesel were investigated on engine performance and exhaust emissions in a single cylinder, four stroke, direct injection diesel engine. According to test results, it was seen that averaged engine torques and power output decreased 2,74%, 4,95% and 2,8%, 5% with B5 and B20 compared to diesel respectively. Specific fuel consumption increased 7,45% and 12,58% with B5 and B20 compared to diesel respectively. It was seen that exhaust emissions were improved using biodiesel. CO emissions decreased 5,82% and 17,6% while NOx emissions increased 2,87% and 4,2% with B5 and B20 compared to diesel respectively.

Keywords: Biodiesel, Hazelnut Oil, Transesterification, Optimization, Engine Performance, Exhaust Emissions