Antep fıstığı kabuklarının sıvılaştırılması ve elde edilen ürünlerin analizi
Liquefaction of pistachio shells and analysis of the products
Yazar: İNAN BEKTAŞ
Danışman: Y.DOÇ.DR. FATMA KARACA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
ANTEP FISTIĞI KABUKLARININ SIVILAŞTIRILMASI VE ELDE EDİLENÜRÜNLERİN ANALİZİÖZETDünya genelinde artan nüfus ve gelişen teknolojiye paralel olarak sürekli artış gösteren enerjigereksiniminin büyük bir kısmı; petrol, doğal gaz ve kömür gibi sınırlı rezervlere sahip,çevresel sorunlara neden olan ve yenilenemeyen birincil fosil enerji kaynaklarındankarşılanmaktadır.Günümüzde, temiz, kolay bulunabilir ve yenilenebilir alternatif enerji kaynaklarının kullanımıgiderek önem kazanmaktadır. Alternatif enerji kaynakları arasında olan biyokütle, hemen heriklim ve coğrafyada bol miktarda bulunabilen, yenilenebilir çevre dostu bir enerji kaynağıdır.Bu çalışmada, biyokütle atık maddesi olarak kullanılan Antep fıstığı kabuklarınınsıvılaştırılması sırasında, çeşitli deneysel parametrelerin sıvılaşma verimleri üzerindekietkileri incelenmiştir. Sıcaklık, basınç ve tetralin/(tetralin+kreozot yağı) oranı etkileriincelenen parametrelerdir. Deneylerde, 250 ml kapasiteli manyetik karıştırıcılı bir otoklav;çözücü olarak tetralin+kreozot yağı karışımı, ortam gazı olarak ise hidrojen kullanılmıştır.İlgili reaksiyon koşullarındaki reaksiyon süresi 45 dakika olarak alınmıştır. Sıvılaştırmasonucu oluşan sıvı ürünler Soxhlet ekstraksiyonu uygulanarak, yağ, asfalten, preasfalten veartık kesimlerine ayrılmıştır.Çalışmanın ilk aşamasında sıcaklık ve çözücü içindeki tetralin/(tetralin+kreozot yağı)oranının Antep fıstığı kabuklarının sıvılaşma verimleri üzerindeki bireysel etkileriincelenmiştir. İkinci aşamada, sıcaklık, basınç ve çözücü içindeki tetralin/(tetralin+kreozotyağı) oranının verimler üzerindeki etkisi deneysel tasarıma uygun olarak araştırılmıştır.Sıcaklık, basınç ve tetralin/(tetralin+kreozot yağı) oranı parametrelerinin çalışma aralıklarısırasıyla 325-375ºC, 10-30 atm., 0/1-1/1 olarak alınmıştır. Üçüncü ve son aşamada, eldeedilen bulgular temelinde, yağ+gaz, asfalten ve preasfalten verimleri, toplam dönüşümler içinmodel denklemleri geliştirilmiş ve optimizasyon çalışması yapılmıştır.Oluşturulan model denklemler sonucu bulunan sıvılaştırma verimlerine ait optimum koşullar;toplam dönüşüm için, 370,5ºC, 22,6 atm ve 0,08 tetralin/(tetralin+kreozot yağı) oranı;yağ+gaz verimi için, 370,8ºC, 19,9 atm ve 0,96 tetralin/(tetralin+kreozot yağı) oranı; asfaltenverimi için, 361,9ºC, 19,5 atm ve 0,03 tetralin/(tetralin+kreozot yağı) oranı; preasfaltenverimi için ise, 355,4ºC, 19,1 atm ve 0,01 tetralin/(tetralin+kreozot yağı) oranı olarakbulunmuştur.Anahtar kelimeler:Biyokütle atık madde, antep fıstığı kabuğu, sıvılaştırma, deneysel tasarım1

Abstract:
LIQUEFACTION OF PISTACHIO SHELLS AND ANALYSIS OF THE PRODUCTSSUMMARYAs a result of the rapid increase of world population, and the developing technology, most ofthe increasing need for energy is met by primary fossil energy resources such as petroleum,natural gas and coal that are non-renewable and cause environmental problems.Today the usage of clean, easy to find and renewable alternative energy sources rapidlybecomes more important. Biomass, among the alternative energy sources, is anenvironmentally-friendly renewable energy resource, always present in almost all parts of theworld in a great potential.In this study, the effects of various experimental parameters on the liquefaction yields of abiomass waste material, namely pistachio shells, were investigated. Temperature, pressureand tetralin/(tetralin+creosote oil) ratio were the parameters whose effects were studied indetail. The experiments were carried out in a magnetically stirred autoclave of 250 mlcapacity. Tetralin+creosote oil mixture and hydrogen were used during the experiments assolvent and gas medium, respectively. The reaction time at reaction conditions was taken as45 minutes. The oil, asphaltene, preasphaltene and residue fractions of liquefaction productswere seperated by Soxhlet extraction.The individual effects of temperature and tetralin/(tetralin+creosote oil) ratio on liquefactionof pistachio shells were investigated in the fırst part of this study. In the second part, theeffects of temperature, pressure and tetralin/(tetralin+creosote oil) ratio were investigatedbased on an experimental design work. The studied ranges for temperature, pressure andtetralin/(tetralin+creosote oil) ratio were 325-375ºC, 10-30 atm., 0-1, respectively. In the thirdand last stage, the model equations for oil+gas, asphaltene and preasphaltene yields, totalconversions were developed and an optimization study was done.As a result of the models obtained for the liquefaction yields, the optimum conditions are; fortotal conversion, 370,5ºC, 22,6 atm and 0,08 tetralin/(tetralin+creosote oil) ratio; for oil+gasyield, 370,8ºC, 19,9 atm and 0,96 tetralin/(tetralin+creosote oil) ratio; for asphaltene yield,361,9ºC, 19,5 atm and 0,03 tetralin/(tetralin+creosote oil) ratio; for preasphaltene yield,355,4ºC, 19,1 atm and 0,01 tetralin/(tetralin+creosote oil) ratio.Keywords: Biomass waste material, pistachio shells, liquefaction, experimental design.1