Keçiboynuzu küspesinin pirolizi ile biyoyakıt eldesi
Obtain of biofuel from locust bean cake with pyrolysis
Yazar: HATİCE ÇOBAN
Danışman: DOÇ. DR. MELTEM DİLEK
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Biyokütle, yenilenebilir ve bol bulunan enerji kaynaklarından bir tanesidir. Günümüzde biyokütleden, biyoyakıtları da içeren kimyasallar ve güç üretimiyle ilgili yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Biyokütleden piroliz teknolojisi ile gaz, sıvı, sulu organik bileşiklerin ve katı ürünlerin (char) üretimi ilk çağlardan beri bilinmektedir. Bu yöntemle üretilebilecek ürünlerin oranı kullanılan piroliz tekniğine ve değişkenlerine bağlı olup, bu güne kadar bildirilen ürün verimleri çoğunlukla atmosfere açık sistemlerden elde edilen sonuçları yansıtmaktadır.

Bu çalışmada biyokütle olarak pekmez üretimi prosesinin bir atığı olan keçiboynuzu küspesi tercih edilmiştir. Keçiboynuzu küspesi piroliz edilmeden önce bazı ön analizler, termogravimetrik analiz ve taramalı elektron mikroskobu ile yüzey analizi uygulanmıştır. Daha sonra sentetik yakıt elde etmek amacıyla, keçiboynuzu küspesinin pirolizi sabit yataklı reaktörde azot atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Bu biyokütle için optimum piroliz koşullarının belirlenmesi amacıyla sıcaklığın ve ısıtma hızının sıvı ürün verimine etkisi araştırılmıştır.

Maksimum sıvı ürün (biyoyağ) verimi, 20 dk reaksiyon süresinde, 400 oC piroliz sıcaklığında, 6 oC/dk ısıtma hızında, ve 0,07>Dp>2 mm parçacık boyutu aralığında elde edilmiştir. Bu koşullarda elde edilen maksimum sıvı ürün verimi % 12, 48 olarak bulunmuştur. Ayrıca biyoyağın bileşimini tespit etmek amacıyla GC-MS ve FT-IR analizleri uygulanmıştır. Piroliz sıvısının kalorifik değeri kalorimetre bombası ile hesaplanmıştır. Piroliz işlemi sonucu elde edilen katı ürüne (char) daha sonraki çalışmalarda değerlendirmek üzere taramalı elektron mikroskobu ile yüzey analizi uygulanmıştır. Tüm bu veriler değerlendirildiğinde keçiboynuzu küspesinin pirolizi ile elde edilen sıvı ürünün kimyasal ham madde eldesi ve sıvı yakıt olarak kullanılabileceği görülmüştür.
2016, xi + 59 sayfa
Anahtar Kelimeler: Keçiboynuzu, yenilenebilir enerji, biyoyakıt

Abstract:
Biomass is one of the energy sources, renewable and plentiful. Today intensive studies have been undertaken on chemicals and power genaration including bio fuels from biomass. Production of gas, liquid, aqueous organic compounds and solid products (char) from biomass by pyrolysis technology is known since the first ages. The ratio of products can be produced by this method depend on the techniques applied and pyrolysis variables; and reported so far, product yields reflects mainly the results obtained from the system open to the atmosphere.
	
	In this project, locust bean cake, a waste of biomass from syrup production process is preferred. Locust bean cake some preliminary analysis before pyrolysis, thermogravimetric analysis and scanning electron microscope analysis was conducted.Later, in order to obtain synthetic fuels, pyrolysis of the locust bean cake was carried out in a fixed bed reactor in a nitrogen atmosphere. To determine the optimum conditions for the pyrolysis of this biomass; the effect of temperature, heating rate of liquid product yield was investigated.
	
	Maximum liquid product (biofuel) yield obtained at this conditions; for 20 minutes reaction time, at 400 oC the pyrolysis temperature, at 6 oC/minute heating rate and 0,07>Dp>2 mm the particle size range. The maximum liquid product yields is obtained under these conditions was found to be 12.48 %. Also in order to determine the composition of bio-oil was applied the GC-MS ve FT-IR analyses. Calorific value of the pyrolysis liquid is calculated by bomb calorimeter. Pyrolysis results obtained solid product (char) scanning electron microscope analysis was used to evaluate in subsequent studies. All this data is evaluated, liquid product which is obtained pyrolysis of locust bean cake could be effectively used as a liquid fuel and chemical raw materials.
2016, xi + 59 pages
Keywords: Locustbean, reneweable energy, biofuel