Biyodizel/atık trafo yağı/dizel karışımlarının bazı yakıtözelliklerinin incelenmesi
Investigation of some fuel characteristics of biodiesel/waste transformer oil/diesel mixtures
Yazar: TUBA KARACA
Danışman: DOÇ. DR. TUBA HATİCE DOĞAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Atık yağlar = Waste oils ; Biyodizel = Biodiesel ; Dizel yakıtlar = Diesel fuels ; Karışımlar = Mixtures

Özet:
Amaç: Dünyadaki nüfus artışı, sanayileşme ve teknolojik gelişmeler nedeniyle, enerji kaynaklarına olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Dünyanın enerji talebi, genellikle fosil kökenli yakıtlardan karşılanmaktadır. Fosil kökenli yakıtların rezervlerinin sınırlı ve tükenebilir olması, ciddi çevre sorunlarına yol açması, ülkeler arası çeşitli siyasi ve ekonomik sorunlara yol açması gibi sıkıntıları olduğu bilinmektedir. Bu nedenle artan enerji talebini karşılamak için yeni ve alternatif kaynaklar araştırılmaktadır. Yakıt hammaddesi olabilecek atıkların alternatif kaynak olarak değerlendirilmesi oldukça önemlidir. Atık kızartma yağları gıda sektörünün, atık trafo yağları ise elektrik endüstrisinin önemli atıklarıdır. Her yıl tonlarca atık kızartma yağı ve atık trafo yağı oluştuğu bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı, biyodizel/atık trafo yağı/dizel üçlü karışımlarının, fosil kökenli dizel yakıt yerine alternatif yakıt olarak kullanımını araştırmaktır. 
Yöntem: Üç aşamalı gerçekleştirilen çalışmanın ilk aşamasında, yakıt kalitesini olumsuz etkilediği için atık trafo yağının nemi uzaklaştırılmıştır. Elektrik trafosundan temin edilen atık trafo yağının nemini uzaklaştırmak için atık çaydan üretilen bir adsorbent kullanılmıştır. Adsorbsiyon işlemi üzerine, ph, sıcaklık, temas süresi, adsorbent miktarı ve konsantrasyon gibi parametrelerin etkisi incelenmiştir. İkinci aşamada, çeşitli evlerden toplanan atık kızartma yağlarından transesterifikasyon yöntemiyle biyodizel üretilmiştir.  Çalışmanın son aşamasında atık kızartma yağından üretilen biyodizel, nemi uzaklaştırılan atık trafo yağı ve dizel yakıt belli oranlarda karıştırılmıştır. Elde edilen atık trafo yağı/biyodizel/dizel üçlü yakıt karışımlarının viskozite, yoğunluk, akma ve bulutlanma noktası, parlama noktası, ısı değeri, kükürt miktarı, kül miktarı vb. gibi bazı yakıt özellikleri incelenmiş ve optimum üçlü karışım oranı belirlenmiştir.  
Bulgular: Atık çaydan elde edilen adsorbent kullanılarak atık trafo yağının nemi, en yüksek %98,6 oranında giderilmiştir. Bu giderim miktarına, çözelti pH'sı 3.57, sıcaklık 20oC, temas süresi 45 dakika, adsorbent miktarı %17.50 (ağırlık/hacim) ve 55 ppm çözelti konsantrasyonu değerlerinde ulaşılmıştır. Ayrıca biyodizel/atık trafo yağı/dizel üçlü karışımının yakıt özellikleri bakımından en optimum oranlarının, %70 biyodizel, %20 atık trafo yağı ve %10 dizel (temiz ve yenilenebilir yakıt olması bakımından ) ve %30 biyodizel, %60 atık trafo yağı ve % 10 dizel (atık trafo yağının değerlendirilmesi bakımından) olarak bulunmuştur.    
Sonuç: Sonuç olarak denilebilir ki tükenebilir bir kaynak olan dizel yakıtın saf olarak kullanımı yerine belli oranlarda karıştırılmış olan biyodizel/atık trafo yağı/dizel üçlü karışımı alternatif bir yakıt olarak kullanılabilir.

Abstract:
Purpose: Due to population growth, industrialization and technological developments in the world, the need for energy resources is increasing day by day. The world's energy demand is generally met by fossil fuels. It is known that fossil fuels have limited and exhaustible reserves, cause serious environmental problems, and cause various political and economic problems between countries. For this reason, new and alternative sources are being researched to meet the increasing energy demand. It is very important to evaluate the wastes that can be fuel raw materials as an alternative source. Waste frying oils are important wastes of the food industry, and waste transformer oils are important wastes of the electricity industry. It is known that tons of waste frying oil and waste transformer oil are generated every year. The aim of this study is to investigate the use of biodiesel/waste transformer oil/diesel triple blends as an alternative fuel instead of fossil-based diesel fuel.
Method: In the first stage of the three-stage study, the moisture of the waste transformer oil was removed as it adversely affected the fuel quality. An adsorbent produced from waste tea was used to remove the moisture of the waste transformer oil supplied from the electrical transformer. The effects of parameters such as pH, temperature, contact time, adsorbent amount and concentration on the adsorption process were investigated. In the second stage, biodiesel was produced from waste frying oils collected from various houses by transesterification method. In the last stage of the study, biodiesel produced from waste frying oil, waste transformer oil, and diesel fuel were mixed in certain proportions. Some fuel properties such as viscosity, density, pour point and cloud point, flash point, heat value, sulfur amount, ash amount etc. of waste transformer oil/biodiesel/diesel triple fuel mixtures were examined and the optimum triple mixing ratio was determined. 
Findings: By using the adsorbent obtained from waste tea, the moisture of the waste transformer oil was removed at the highest rate of 98.6%. This removal amount was reached at a solution pH of 3.57, a temperature of 20oC, a contact time of 45 minutes, an adsorbent amount of 17.50% (weight/volume) and a solution concentration of 55 ppm. In addition, the most optimum ratios of biodiesel/waste transformer oil/diesel triple mixture in terms of fuel properties were found as 70% biodiesel, 20% waste transformer oil and 10% diesel (in terms of being clean and renewable fuel) and 30% biodiesel, 60% waste transformer oil and% 10 diesel (in terms of the evaluation of waste transformer oil). 
Results: As a result, it can be said that instead of using pure diesel, which is an exhaustible resource, biodiesel/waste transformer oil/diesel triple mixture mixed in certain proportions can be used as an alternative fuel.