Patates kabuğu atıklarının termal ve kinetik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the thermal and kinetic properties of potato peel waste
Yazar: TUNA SONKAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE BAYRAKÇEKEN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Amaç: Biyokütle enerjisi çevresel sürdürülebilirlik, enerji güvenliği ve atık yönetimi gibi konularda önemli bir yere sahiptir. Yenilenebilir ve çevre dostu bir seçenek olarak değerlendirilir ve enerji ihtiyacının karşılanmasında sürdürülebilir bir gelecek için iyi bir alternatif sunar. Bu çalışmada Patates kabuğunun termal bozunması incelenerek aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır.
Yöntem: Patates kabuğunun oksijenli ortamda farklı sıcaklık hızlarında ısıtılarak TG ve DTG eğrileri elde edilmiştir.  Bu eğrilerden elde edilen sonuçlardan aktivasyon enerjileri üç farklı yöntem (KAS, FWO ve STK) kullanılarak hesaplanmıştır. Patates kabuklarının termal bozunması iki basamakta meydana geldiği görülmüştür. 
Bulgular: Isıtma hızının bozunma sıcaklıklarını etkilediği, bozunma sıcaklıklarının artan ısıtma hızyla beraber daha yüksek sıcaklıklara kaydığı görülmüştür. 
Patates kabuklarının termal bozunmasının dört farklı ısıtma hızında (1, 2.5, 5 ve  10 K dak-1)  TG ve DTG eğrilerinden elde edilen verilerle bozunma eğrilerinden ortalama aktivasyon enerjileri KAS, FWO ve STK yöntemleriyle hesaplandı. İlk basamak için  sırasıyla 244.00,      234. 99 ve 245.29 kJ mol-1 olarak hesaplandı. I. Basamak için kontrol mekanizmasının  üç boyutlu difüzyon (Zhuravlev eşitliği) D5  [(1-α)-1/3-1]2 olduğu bulunmuştur.
II. Basamak için ortalama aktivasyon enerjileri KAS, FWO ve STK yöntemlerinden sırasıyla 288.57, 277,85 ve 307.66 kJ/mol olarak hesaplandı. II. Basamak için kontrol mekanizmasının bir boyutlu difüzyon	D1 α2 olduğu hesaplanmıştır.
Sonuç: Hammaddenin fosil yakıtlar için iyi bir alternatif olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Alternatif selüloz, patates kabuğu, TG, Oksidasyon 
Kasım 2023, 63 sayfa

Abstract:
Purpose: Biomass energy has an important place in issues such as environmental sustainability, energy security and waste management. It is considered a renewable and environmentally friendly option and offers a good alternative for a sustainable future in meeting energy needs. In this study, activation energy was calculated by examining the thermal decomposition of potato peel.
Method: TG and DTG curves were obtained by heating potato peels in an oxygenated environment at different temperature rates. From the results obtained from these curves, activation energies were calculated using three different methods (KAS, FWO and CSO). It has been observed that thermal decomposition of potato peels occurs in two steps.
Findings: It was observed that the heating rate affected the decomposition temperatures, and the decomposition temperatures shifted to higher temperatures with increasing heating rate.
The data obtained from the TG and DTG curves of the thermal decomposition of potato peels at four different heating rates (1, 2.5, 5 and 10 K min-1) and the average activation energies from the decomposition curves were calculated by KAS, FWO and STK methods. For the first step, it was calculated as 227.63, 234.99 and 227.47 kJ mol-1, respectively. The control mechanism for Step I was found to be three-dimensional diffusion (Zhuravlev equation) D5    [(1-α)-1/3-1]2.
II. The average activation energies for the step were calculated as 266.6, 291.85 and 307.66 kJ/mol from the KAS, FWO and STK methods, respectively. The control mechanism for the  step II was calculated to be one-dimensional diffusion D1 α2.
Results: It is estimated that the raw material is a good alternative for fossil fuels.
Keywords: Alternative cellulose, potato peel, TG, Oxidation
November 2023, 63 pages