Levrek balığı pulunun biyodizel üretiminde katalizör olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of the usage of sea-bass fish scale as a catalyst in production of biodiesel
Yazar: MUNTADHER MUSAFER OBAID ALWAHID HAWI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GEDİZ UĞUZ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyodizel = Biodiesel ; Kalsinasyon = Calcination ; Katalizörler = Catalysts ; Levrek balığı = Sea bass ; Transesterifikasyon = Transesterification ; Ultrasonik yöntemler = Ultrasonic methods

Özet:
Günümüzde, enerji ihtiyacı geçmiş yıllara oranla daha yüksek seviyelere ulaşmıştır ve  bu enerji ihtiyacı, her geçen yıl sürekli olarak artmaktadır. Artan enerji ihtiyacıyla birlikte tüketilen enerji kaynakları ve buna bağlı olarak ortaya çıkan enerji krizleri nedeniyle son yıllarda rüzgar, güneş, biyokütle ve biyodizel gibi temiz ve alternatif enerji kaynakları önemli araştırma alanı haline gelmiştir. Bu çalışmada, atık balık pullarından biyodizel üretiminde kullanılması amacıyla katalizör sentezlenmiştir ve biyodizel üretiminde kullanılmıştır. Bu amaç doğrultusunda çalışma, iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada maliyetin düşürülmesi, reaksiyon hızının arttırılması ve balık atıklarının değerlendirilmesi amacıyla biyodizel üretiminde kullanılmak üzere Levrek balığı pullarından kalsine edilmiş yüksek performanslı katalizörler sentezlenmiştir. Bu amaçla balık pulları kirlilik ve diğer maddelerden arındırılmak üzere yıkanmış ve  kurutulmuştur. Kurutulan pullar önce ince toz haline getirildikten sonra  farklı sıcaklıklarda (800, 900, 950 ve 1000 °C) kalsine edilmiştir.  Sentezlenen katalizör, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ve Termogravimetrik Analiz Yöntemi (TGA) ile karakterize edilmiştir. Farklı sıcaklıklarda kalsine edilen katalizörler X Işınları Kırınımı Yöntemi (XRD) ve FT-IR tekniği kullanılarak karakterize edildiğinde, en iyi dönüşüm 1000 °C sıcaklıkta belirlenmiştir. En iyi özellikteki katalizörün morfolojik özellikleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) tekniği ile belirlenmiş, yüzey alanı ve gözenekliliği Bruner-Emmett-Teller (BET) tekniği ile belirlenmiştir. En iyi özellikteki katalizör kullanılarak geleneksel biyodizel üretilmiştir. İkinci aşamada ise, geleneksel yöntem ile kıyaslamak amacıyla ultrasonik banyo ve geri soğutucudan oluşan bir sistemle biyodizel üretilmiştir. Ultrasonik karıştırma yönteminin biyodizel verimi üzerine etkisi araştırılmıştır. Üretilen biyodizel örneklerinin karakterizasyonu için yoğunluk, kinematik viskozite, parlama noktası, asit sayısı, soğuk filtre tıkanma noktasının tayini ve iyot değeri tayini analizleri yapılmıştır.

Anahtar Sözcükler: Biyodizel; Kalsinasyon; Katalizör; Levrek; Transesterifikasyon; Ultrasonik yöntem

Abstract:
Today, the energy need has reached higher levels compared to the previous years, and this energy need is constantly increasing every year. Clean and alternative energy sources such as wind, solar, biomass and biodiesel have become an important research area in recent years due to the energy resources consumed with the increasing energy need and the crises that emerge as energy. In this study, the catalyst used in the production of biodiesel from waste fish scales was synthesized and used in biodiesel production. For this purpose, the study consists of two stages. In the first stage, in order to reduce the cost, increase the reaction rate and evaluate the waste fish; High performance catalysts calcined from sea-bass scales have been synthesized for use in biodiesel production. For this purpose, fish scales were washed and dried in order to be free from pollution and other substances. The dried scales were first powdered and calcined at different temperatures (800, 900, 950 and 1000 °C). The synthesized catalyst was characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Thermogravimetric analysis method (TGA) technique. By characterizing the catalysts calcined at different temperatures, the best conversion was determined using X-ray diffraction method (XRD) and FT-IR technique, the best conversion was determined at 1000 °C. The morphological properties of the best featured catalyst were determined by scanning electron microscopy (SEM) technique, and its surface area and porosity were determined by Bruner-Emmett-Teller (BET) technique. Conventional biodiesel has been produced using the best featured catalyst. In the second stage, biodiesel was produced in different durations with a system consisting of ultrasonic bath and back cooler, apart from the traditional method. The effect of ultrasonic mixing method on biodiesel yield has been investigated. For the characterization of the produced biodiesel samples, density, kinematic viscosity, flash point, acid number, determination of cold filter plugging point and iodine value analysis were performed.

Keywords: Biodiesel; Catalyst; Calcination; Seabass; Transesterification; Ultrasonic method