Alternatif yakıt olarak farklı atıklardan biyogaz üretimi ve veriminin artırılmasının incelenmesi
Biogas production from different wastes as an alternative fuel and investşgation of inccreasing the efficiency
Yazar: MUHAMMED RAŞİT ATELGE
Danışman: PROF. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULAZİZ ATABANI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Anaerobik arıtma = Anaerobic treatment ; Biyoyakıtlar = Biofuels ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Enerjinin atıklardan geri kazanımı, etkili bir atık yönetiminin sağlanmasında ve talebi karşılayacak ucuz enerji üretiminin güvence altına alınmasında önemli bir role sahiptir. Kahve telvesi, bu geri kazanım işleminde, kolay ulaşılabilirliği ve zengin organik içeriği nedeniyle popüler bir adaydır. Bu tez çalışmasında, yeni bir ön işlem yöntemi olarak, kahve telvesi atığına, yağ ekstraksiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Ardından, yağdan arındırılmış kahve telvesine anaerobik çürütme uygulanmıştır. Kahve telvesine uygulanan yağ ekstraksiyon işleminin anaerobik parçalamadaki etkileri araştırılmıştır. Ayrıca, kahve telvesi atığının, çay atığı, gliserin ve makroalg gibi farklı atıklarla karıştırılmasının metan verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bilindiği üzere, kahve telvesi, çay, gliserin ve makroalg gibi atıklar ülkemizde bol miktarda açığa çıkmaktadır. Bu atıkların biyokimyasal metan potansiyel testleri, mezofilik koşullar altında kesikli bir reaktör ile çeşitli karışım oranları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. En yüksek metan verimi, yağı çıkarılmış kahve telvesinden 336 ± 7 mL CH4 / g VS olarak elde edilmiştir. Birlikte parçalama uygulandığındaki metan verimi, karışımdaki yağı çıkarılmış kahve telvesi oranının artmasıyla yükselmiştir. Ayrıca, metan üretiminin kinetik çalışmaları ve birlikte parçalamada atıkların sinerjitik etkisinin kestirimi amacıyla doğrusal regresyon modeli uygulanmıştır. Çalışma kapsamında uygulanan ön işlem yöntemiyle, atığın, biyoyakıtlara dönüştürülmesi sürecinin daha ekonomik hale geleceği, böylelikle biyorafineri yöntemi ile farklı biyoyakıt türlerinin üretilebilmesi için daha fazla seçenek sunulacağı ve döngüsel biyoekonomiye önemli ölçüde katkıda bulunacağı ispatlanmıştır

Abstract:
The recovery of energy from waste has become an important topic due to waste management and securing energy production to meet demand. As a waste, the spent coffee grounds have been a potential candidate for this concept because of their availability all over the world and their rich organic content. This study examined the
effect of the oil extraction method on anaerobic digestion of spent coffee grounds as a novel pre-treatment method and feasibility of this residual with different wastes such as spent tea waste, glycerin, and macroalgae. The biochemical methane potential test was conducted for substrates such as defatted spent coffee grounds, spent tea waste, glycerin, and macroalgae, and several mixing ratios of these wastes under mesophilic conditions with a batch reactor. Those wastes were abundant around the country and easy to reach; therefore, they were chosen as possible co-digestion substrates. The best methane yield was obtained from defatted spent coffee grounds as 336 ± 7 mL CH4/g VS and the methane yield rose with an increase of defatted spent coffee grounds percentage in mixing for co-digestion. Moreover, kinetic studies of methane production and linear regression models for the interaction effect of substrates for co-digestion were analyzed. With the novel pre-treatment method, the conversion process of waste to biofuels is more economically feasible, provides more options to the biorefinery operators to produce different types of biofuels and remarkably contributes towards the circular bioeconomy.