Elma posasından biyogaz ve metan üretimine termal ön arıtımın etkisi
The effect of the thermal pre-treatment on biogas and methane production from apple pulp
Yazar: FATMA VARİNLİ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MERVE OĞUZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Dünya'daki nüfus artışına paralel olarak enerji ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Fosil kaynaklı yakıtlardan enerji üretimi gerek çevresel etkileri gerekse fosil kaynaklı yakıt rezervlerinin azalması sebebiyle modern toplumu yeni enerji kaynakları araştırmaya yöneltmektedir. Yeni ve yenilenebilir enerji teknolojileri uygulamaları dünya üzerinde yaygın hale gelmektedir. Biyokütle enerjisi bunun için etkili ve verimli bir çözümdür. Biyolojik olarak ayrışabilen materyallerin anaerobik reaksiyonlar sonucunda yanabilir metan gazı içeren biyogaza dönüştürülmesi bu konudaki enerji üretim yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada, elma posasından maksimum biyogaz üretilmesi için optimum termal ön arıtım sıcaklığı belirlenmiş ve termal ön arıtım sıcaklığının fonksiyonu olarak metan üretim potansiyeli değerlendirilmiştir. Termal ön arıtım 25oC, 50oC, 70oC, 80oC, 90oC, 100oC, 110oC, 120oC, 130oC, 150oC ve 170oC olmak üzere on bir değişik sıcaklıkta uygulanmıştır. Bütün örnekler biyogaz ve metan üretimi yönünden ön arıtım yapılmamış örnekle mukayese edilmişlerdir. Bu çalışma kapsamında 42 gün boyunca işletilen reaktörlerde ölçümler yapılmış ve periyodik aralıklarla alınan gaz numunelerinin biyogaz içeriği gaz kromotografi vasıtasıyla belirlenmiştir. En yüksek biyogaz üretimi 150oC sıcaklıkta ve en düşük gaz üretimi de 110oC sıcaklıkla ön arıtım uygulanan örneklerden elde edilmiştir. Termal ön arıtım uygulanmış bütün numuneler, termal ön arıtım uygulanmayan numuneden daha fazla gaz üretimi sergilemiştir. Çürütme prosesinden elde edilen biyogazın maksimum metan içeriği %50 civarındadır. Yapılan deneysel çalışmalar, termal ön artımın elma posasından biyogaz ve metan üretimini olumlu etkilediğini göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Elma posası, biyogaz üretimi, metan, termal ön arıtım.

Abstract:
Because of the population growth, World?s energy demand increase day by day. Energy production from fossil originated sources due to their environmental impact and reduction has lead the modern community to search for new energy sources. Production of biogas which includes flammable methane gas from biodegradable organic materials is one of the ways to produce energy. New and renewable energy technologies have become common worldwide and therefore, the biomass energy has become more attractive and an effective solution. In this study, identification of the optimal pretreatment temperature for dewatered apple pulp for maximum biogas production and assessment of the methane production potential as a function of pretreatment temperature were evaluated. The thermal pre-treatment applied for eleven different temperatures (25oC, 50oC, 70oC, 80oC, 90oC, 100oC, 110oC, 120oC, 130oC, 150oC and 170oC). All samples were compared with the untreated sample. The measurements were taken the duration of 42 days. The biogas composition analysis was carried out using a gas chromatography. The highest biogas production was observed for the sample pretreated at 150oC. The lowest biogas production was observed at 110oC. All of the treated samples showed higher biogas production than the untreated sample. The maximum methane composition in the biogas was observed to be around 50% throughout the entire digestion period. All pretreated samples have demonstrated high biogas production compared to the untreated one. According to the experimental studies, the thermal pre-treatment positively affects the biogas production from the apple pulp.Keywords: Apple pulp, biogas production, methane, thermal pretreatment.