Biyogaz üretiminde farklı ön arıtma işlemleri uygulanmış muz atıklarının biyokimyasal metan potansiyelinin araştırılması
Investigation of biochemical methane potential of banana waste treated with different pretreatment process in biogas producti̇on
- Tez No: 476719
- Danışmanlar: PROF. DR. HİDAYET OĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Bu tezde ülkemizin Akdeniz kıyılarında yaygın olarak yapılan muz yetiştiriciliği sonucu üretilen tarımsal atıkların biyokimyasal metan potansiyeli araştırılmıştır. Tek yıllık otsu bir bitki olan muzun hasatı sonucunda ticari değeri olmayan ve her yıl bertaraf edilmesi gereken büyük miktarlarda tarımsal atık üretilmektedir. Mevcut durumda bu tarımsal atıklar toprak üzerinde çürümeye bırakılmaktadır. Ancak bu atıktan biyogaz üretilmesi halinde hem enerji kazanımı sağlanmış hem de atık bertarafı gerçekleştirilmiş olur. Ayrıca biyogaz üretiminden sonra kalan materyalin toprakta organik gübre olarak kullanılma potansiyeli de bulunmaktadır. Lignoselülozik atıklardan üretilen biyogaz miktarının arttırılması için literatürde çeşitli ön arıtma teknikleri uygulanmıştır. Bu tez çalışmasında, muz hasat atıklarına Termal-Ca(OH)2 ön arıtma prosesi uygulanmış, ham muz atığı ve ön arıtma uygulanmış atıkların metan üretimleri karşılaştırılmıştır. Ön arıtma deneyleri %3 katı madde konsantrasyonunda gerçekleştirilmiştir. Ön arıtma prosesinde, bağımsız değişkenler Ca(OH)2 konsantrasyonu (%2, %5, %8), reaksiyon sıcaklığı (50, 75, 100°C) ve reaksiyon süresi (1, 8, 15 saat) olarak belirlenmiştir. Ön arıtma deneyleri Design Expert programı ile tasarlanmış ve toplamda 16 farklı koşulda ikişerli deney setleri olmak üzere 32 adet ön arıtma deneyi yapılmıştır. Ön arıtma prosesinin etkinliğinin belirlenmesi için ön arıtma uygulanmış numunelere pH ölçümü, çŞeker analizi ve BMP (Biyokimyasal Metan Potansiyeli) testi yapılmıştır. 32 günlük BMP testi sonunda ön arıtma uygulanmamış muz atığından üretilen kümülatif metan miktarı 214.60 mLCH4/gUKM olarak bulunmuştur. Ön arıtma uygulanmış muz atıklarından üretilen metan miktarları ise ön arıtma koşullarına göre farklılıklar göstermiştir. En fazla metan üretimi, %2 Ca(OH)2 konsantrasyonunda, 50 °C reaksiyon sıcaklığında 1 saat süresince ön arıtma uygulanan muz atığından elde edilmiştir. Bu koşullarda üretilen kümülatif metan miktarı 264.62 mL/gUKM'dir. Ön arıtma prosesi ile biyogaz potansiyelinde maksimum %23.44'lik bir artış elde edilmiştir. Muz atığının metan üretimi 100°C sıcaklık ve yüksek Ca(OH)2 konsantrasyonundaki ön arıtma koşullarından ise olumsuz yönde etkilenmiş ve inhibisyon etkisi gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, BMP of banana waste obtained from banana farming widely in south coast of Turkey was investigated. Banana is an annual plant. After harvesting of banana, a big amount of waste that has no commercial value, is produced yearly. This waste is left in the field to decay in current situation. However, we can both get green energy and waste disposal by producing biogas from this waste. Also, material after producing biogas has a potential of being organic fertilizer. In literature, some pretreatments were applied to lignocellulosic wastes to improve biogas yield. In this thesis, thermal Ca(OH)2 pretreatment was applied to banana waste. BMPs of pretreated banana waste was compared with raw banana waste. The pretreatment tests were applied for 3% solid content. Independent variables were Ca (OH)2 concentration of 2%, 5%, 8%, pretreatment temperature of 50°C, 75°C, 100°C and pretreatment time of 1 hour, 8 hour, 15 hour. Pretreatment tests were designed with Design Expert Program. The tests were performed for 16 different conditions for two times. 32 pretreatment tests were performed totally. pH measurement, soluble reduced sugar analysis and BMP test were performed to pretreated banana wastes in order to evaluate activity of pretreatment tests. BMP tests were maintained for 32 days. While cumulative methane production of raw banana waste was found as 214.60 mL/gVS, cumulative methane production of pretreated banana waste has some differences due to pretreatment conditions. Maximum methane yield was obtained from banana waste in conditions of 2% Ca (OH)2 concentration , 50°C reaction temperature and 1 hour reaction time. BMP value was 264.92 mL/gVS that was 23.44% higher than untreated banana waste. Some pretreatment conditions effected methane production negatively. These conditions were 100 °C temperature and high Ca (OH)2 concentrations. In these conditions inhibition affect was occurred.
Benzer Tezler
- Extended exergy accounting (EEA) analysis of Turkish society: Determination of environmental remediation costs
Genişletilmiş ekserji analizi metodunun Türkiye uygulaması: Çevresel etki maliyetlerinin belirlenmesi
CANDENİZ SEÇKİN
Doktora
İngilizce
2013
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET R. BAYÜLKEN
PROF. DR. ENRICO SCIUBBA
- Organik atıklardan sürdürülebilir enerji geri kazanımı: Biyolojik ve termal geri kazanım proseslerinin analizi
Sustainable energy recovery from organic wastes: Analysis of biochemical and thermal processes
HASAN SUPHİ ALTAN
Doktora
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- Kentsel atıksu arıtma tesisi anaerobik çamur çürütücülerinin dinamik proses modelleme yaklaşımı ile analizi
Analysis with dynamic process modeling approach of anaerobic sludge digesters of the urban wastewater treatment plant
KERİM EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- Meyve işleme endüstrisi atıkları ve arıtma çamurunun anaerobik kofermantasyonu: Fizikokimyasal ön işlemlerin biyogaz üretimine etkisinin araştırılması
Anaerobic cofermentation of fruit processing industry waste and sewage sludge: Investigation of the effect of physiochemical pretreatments on biogas production
HABİBE ELİF GÜLŞEN AKBAY
Doktora
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiMersin ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL KUMBUR
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ