Birleşik parabolik güneş toplaçlı uçucu yağ damıtma sisteminin geliştirilmesi ve performansının belirlenmesi
Development of an essential oil distillation system with compound parabolic collector and determination of its performance
- Tez No: 376124
- Danışmanlar: PROF. DR. SEFA TARHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Bu çalışmada ticari değeri yüksek tıbbi ve aromatik bitki uçucu yağlarının güneş enerjisinden faydalanılarak damıtma yöntemiyle elde edilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla damıtma esnasında gerekli ısıyı elde etmek için 3,4 m² açıklık alanına sahip ve yoğunlaştırma oranı 1,9 olan 7 adet birleşik parabolik güneş toplacı imal edilerek 5 kg kapasiteli damıtma ünitesi (damıtma tankı, yoğuşturucu ve yağ ayrıcı) ile birleştirilmiştir. Birleşik parabolik toplaç kapasitesi yaz aylarında güneşlenme süresi boyunca 5 kg nane bitkisi içinden 5 kg buhar geçirilecek şekilde boyutlandırılmıştır. Bulutlanma gibi çevresel nedenlerden dolayı güneş enerjisinin yetersiz kaldığı durumlarda damıtmanın tamamlanabilmesi için elektrikli ısıtıcı damıtma ünitesi içerisine yerleştirilmiştir. Temmuz, ağustos ve eylül aylarında toplam onbir deneme gerçekleştirilmiştir. Denemelerin üçü birleşik parabolik toplaçların etkisini belirlemek amacıyla yansıtıcı yüzeyler siyah bir örtüyle kapatılarak yapılmıştır. Denemeler esnasında güneş ışınım şiddeti, ısı transfer yağı sirkülasyon pompası ve soğutma suyu sirkülasyon pompası ile elektrikli ısıtıcı enerji tüketimleri, damıtma tankı içindeki damıtma suyu sıcaklığı, suyun üzerindeki buhar haznesinin sıcaklığı, damıtma tankını terk eden buharın sıcaklığı, soğutma suyu sıcaklığı, toplaca giren ve çıkan ısı transfer yağı sıcaklığı, ısı transfer yağı hacimsel debisi, çevre sıcaklığı ve rüzgar hızı ölçülmüştür. Yansıtıcıların kullanıldığı sekiz denemenin üçünde elektrikli ısıtıcıya hiç gerek duyulmadan damıtma işlemi istenilen miktarda başarılmıştır. Yansıtıcının kullanılmadığı denemelerde ise damıtmanın başlaması için toplanan güneş enerjisi yeterli olmamıştır. Güneş ışınlarının yoğunlaştırıldığı denemelerde ısı transfer yağı sıcaklığı ~121 °C'ye ulaşırken yoğunlaştırmanın yapılmadığı denemelerde ise ~96 °C'yi geçmemiştir. Yoğunlaştırmanın yapıldığı denemelerde ortalama toplaç verim değerleri %23,4 ile %34,3 arasında değişmiştir. Yoğunlaştırmanın yapıldığı ve elektrikli ısıtıcıya gerek duyulmayan denemelerde güneşten faydalanma yüzdesi %80'e kadar çıkmıştır. Mentha Piperita L. türü nanenin kullanıldığı denemelerde 5 kg naneden ~36 ml uçucu yağ elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the essential oils of medicinal and aromatic plants which have high commercial value were extracted by using solar distillation. For this purpose, seven compound parabolic solar collectors which had 3.4 m² aperture area and 1.9 concentration ratio were manufactured and combined with an essential oil distillator which had 5 kg plant holding capacity. The capacitiy of compound parabolic collector (CPC) were sized by considering 5 kg steam passing through 5 kg medicinal and aromatic plant under summer season conditions. An electrical heater was placed in the essential oil distillator to complete distillation when solar energy was not sufficient because of undesired environmental conditions such as clouding. Eleven distillation tests were conducted in july, august and september. The reflectors of CPC were covered with black fabric sheet in three of these distillation tests. During the tests solar intensity, heat transfer oil inlet and outlet temperatures, distillation water temprature inside distillation tank, steam temperature above distillation water, temperature of steam exiting distillation tank, cooling water temperature, heat transfer oil volumetric flowrate, ambient air temperature and wind velocity were measured and stored in a computer. In addition electricity consumptions of heat transfer oil pump, cooling water pump and electrical heater were measured. Three out of eight distillation tests in which solar energy was concentrated were successfully completed with no need to the electrical heater. Collected solar energy was insufficient to start boiling for the distillation tests in which solar energy was not concentrated. While the temperature of heat transfer oil reach to ~121 ºC when solar energy was concentrated, it could not pass ~96 ºC when solar energy was not concentrated. Average collector efficiency ranged from 23.4% to 34.3% for the distillation tests in which solar was concentrated. Solar utilization ratio reached up to 80% when solar energy was concentrated and the electrical heater was not used. Approximately 36 ml essential oil was extracted from 5 kg Mentha piperita L.
Benzer Tezler
- Birleşik parabolik güneş toplaçlarının geometrik özelliklerinin analitik çözümlemesi
Analytical solutions for the geometric properties of compound parabolic solar collectors
GÜVEN TUNÇ
- Fresnel aynalı güneş odaklayıcı ve toplayıcılarının Isparta ili şartlarında uygulanabilirliğinin araştırılması
The investigation of usage linear fresnel concertrating and collecting in Isparta
İHSAN DOSTUÇOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EnerjiSüleyman Demirel ÜniversitesiEnerji Sistemleri Bölümü
DOÇ. DR. REŞAT SELBAŞ
- Birleşik parabolik yoğunlaştırıcı güneş kollektörleri ile su ısıtma sisteminin matematiksel modeli, simülasyonu ve performans analizi
Mathematical model, simulation and performance analysis of water heating with compound parabolic concentrating solar collectors
SERBAZ AKKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EnerjiBaşkent ÜniversitesiEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ÇOLAK
- Birleşik parabolik yoğunlaştırıcılı güneş kollektörleri ile buhar üretiminin deneysel ve teorik incelenmesi
Experimental and theoretical investigation on the steam generation with compound parabolic concentrators
KÜBRA GÜRBÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEMAL ATİK
- Yoğunlaştırıcı Fotovoltaik (CPV) sistemlerde fotovoltaik (PV) yüzey sıcaklığının sistem performansına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of photovoltaic (PV) surface temperature on the system performance of concentrating Photovoltaic (CPV)
UMUT ÖZBEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiBartın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABİD USTAOĞLU