Geri Dön

Antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuğunun piroliz kinetiği ve termodinamik parametrelerinin incelenmesi

Investigation of pyrolysis kinetics and thermodynamic parameters of pistachio, almond, walnut and hazelnut shells

PDF İndir

  1. Tez No: 757706
  2. Yazar: MEHMET SERCAN SARAÇOĞLU
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELTEM KIZILCA ÇORUH
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: TGA, DTG, FWO-KAS metodu, CR metodu, Kinetik, Termodinamik Eylül 2022, 77 sayfa, TGA, DTG, FWO-KAS method, CR method, Kinetic, Thermodynamics September 2022, 77 paper
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 77

Özet

Amaç: Tarımsal atık olarak kullanılan Antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuğunun piroliz koşullarında elde edilen termogravimetrik analiz verileri üzerinden kinetik ve termodinamik parametrelerin hesaplanması ve reaksiyon mekanizması belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmada bitkisel biyokütle kaynakları olan antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuklarının termogravimetrik analiz (TGA/DTG) yöntemleriyle yüksek sıcaklıkta termal bozunma davranışları incelenmiştir. 25-900 oC sıcaklık aralığında azot ortamında 5, 10, 20 ve 25 oC.min-1 ısıtma hızlarında gerçekleştirilmiştir. Flynn-Wall-Ozawa (FWO), Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) ve model bazlı metot Coats-Redfern (CR) metodu ile aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır. Reaksiyon mekanizması ve pre-exponantial faktör ise Coats-Redfern metodu ile belirlenmiştir. Termodinamik özellikler, termodinamik eşitlikler kullanılarak hesaplanmıştır. Biyokütle kaynakları taramalı elektron mikroskopu (SEM-EDS) ve Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) analizi ile karekterize edilmiştir. Bulgular: FWO ve KAS metoduna göre hesaplanan ortalama 𝛥H değerleri: Antep fıstığı için FWO 105,11 kj.mol-1; KAS için ise 97,54 kj.mol-1; Badem kabuğu için FWO 124,52 kj.mol-1; KAS için ise 114,55 kj.mol-1; ceviz kabuğu için FWO 115,57 kj.mol-1; KAS için ise 108,47 kj mol-1; fındık kabuğu için FWO 106,46 kj.mol-1; KAS için ise 98,17 kj.mol-1 olarak hesaplanmıştır. FWO ve KAS metoduna göre hesaplanan 𝛥S değerleri: Antep fıstığı için FWO metoduna göre -85,21 ve -132,66 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -73,36 ve -116,68 kj.mol-1; Badem kabuğu için FWO metoduna göre -5,93 ve -112,01 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -42,51 ve -127,44 kj.mol-1; ceviz kabuğu için FWO metoduna göre -30,45 ve -140,10 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -85,51 ve -172,17 kj.mol-1; fındık kabuğu için FWO metoduna göre -50,54 ve -129,76 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -67,10 ve -147,51 kj.mol-1 olarak hesaplanmıştır. FWO ve KAS metoduna göre hesaplanan ortalama 𝛥G değerleri: Antep fıstığı için FWO 169,44 kj.mol-1; KAS için ise 153,87 kj.mol-1; Badem kabuğu için FWO 160,26 kj.mol-1; KAS için ise 160,63 kj.mol-1; ceviz kabuğu için FWO 176,18 kj.mol-1; KAS için ise 195,83 kj.mol-1; fındık kabuğu için FWO 159,69 kj.mol-1; KAS için ise 160,62 kj.mol-1 olarak hesaplanmıştır. FWO ve KAS metoduna göre hesaplaman aktivasyon enerjilerine göre kullandığımız biyokütle örneklerinin kinetik modellerinin I. Bölgede F modellerinden ve II. bölgede D modellerinden birisi olduğu görülmüştür. Elementel ve kısmı analiz sonuçlarına göre Antep fıstığının diğer örneklere göre iyi bir biyoenerji kaynağı olabileceği gibi oranlarda yakıtlarla karıştırılabileceği düşünülmektedir. Sonuç: Antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuğunun piroliz, süreçlerinin geliştirilebilmesi, tasarlanabilmesi ve optimize edilebilmesi mümkün olabileceğinden yapılan çalışma ile mevcut biyokütle örneklerinin piroliz prosesi ile değerlendirilmesine olanak sağlayacak ve sanayi sektöründe yenilenebilir, çevre dostu yakıt maddelerin üretiminin tasarımının önü açılacaktır.

Özet (Çeviri)

Purpose: It is aimed to calculate the kinetic and thermodynamic parameters and determine the reaction mechanism through the thermogravimetric analysis data obtained under pyrolysis conditions of pistachio, almond, walnut and hazelnut shells used as agricultural waste. Method: In the study, the thermal decomposition behavior of pistachio, almond, walnut and hazelnut shells, which are plant biomass sources, at high temperature was investigated by thermogravimetric analysis (TGA/DTG) methods. It was carried out at heating rates of 5, 10, 20 and 25oC.min-1 in nitrogen environment in the temperature range of 25-900oC. Activation energy was calculated by Flynn-Wall-Ozawa (FWO) Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)-and model-based method Coats-Redfern (CR) method. The reaction mechanism and pre-exponantial factor were determined by the Coats-Redfern method. Thermodynamic properties were by calculated using thermodynamic equations. Biomass sources were characterized by scanning electron microscopy (SEM-EDS) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) analysis. Results: Average 𝛥H values calculated according to the FWO and KAS method: FWO for pistachio 105.11 kj.mol-1; 97.54 kj.mol-1 for KAS; FWO 124.52 kj.mol-1 for almond bark; 114.55 kj.mol-1 for KAS; FWO 115.57 kj.mol-1 for walnut shell; 108.47 kj mol-1 for KAS; FWO 106.46 kj.mol-1 for hazelnut shell; For KAS, it was calculated as 98.17 kj.mol-1. 𝛥S values calculated according to FWO and KAS method: -85.21 and -132.66 kj.mol-1 for pistachio according to FWO method; According to the KAS method, -73.36 and -116.68 kj.mol-1; -5.93 and -112.01 kj.mol-1 according to the FWO method for almond bark; According to the KAS method, -42.51 and -127.44 kj.mol-1; -30.45 and -140.10 kj.mol-1 for walnut shell according to FWO method; According to the KAS method, -85.51 and -172.17 kj.mol-1; -50.54 and -129.76 kj.mol-1 for hazelnut shell according to the FWO method; According to the KAS method, it was calculated as -67.10 and -147.51 kj.mol-1. Average 𝛥G values calculated according to FWO and KAS method: FWO 169.44 kj.mol-1 for pistachio; 153.87 kj.mol-1 for KAS; FWO 160.26 kj.mol-1 for almond bark; For KAS, 160.63 kj.mol-1; FWO 176.18 kj.mol-1 for walnut shell; For KAS, 195.83 kj.mol-1; FWO 159.69 kj.mol-1 for hazelnut shell; For KAS, it was calculated as 160.62 kj.mol-1. According to the activation energies calculated according to the FWO and KAS method, the kinetic models of the biomass samples we used were different from the F models in the I. Region and the II. It was observed that there is one of the D models in the region. According to the results of elemental and partial analysis, it is thought that pistachio can be a good bioenergy source compared to other samples and can be mixed with fuels in proportions. Conclusion: Since it is possible to develop, design and optimize the pyrolysis processes of pistachios, almonds, walnuts and hazelnut shells, the study will enable the evaluation of existing biomass samples with the pyrolysis process, and the design of the production of renewable, environmentally friendly fuel materials in the industrial sector will be paved.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    522914

    Kuruyemiş alerjisi olan çocuk hastalarda klinik bulgular ve klinik seyrin değerlendirilmesi

    Başlık çevirisi yok

    EZGİ HASBEK

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Allerji ve İmmünolojiSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MÜGE TOYRAN

  2. Tez No

    787102

    Ticari öneme sahip bazı sert kabuklu meyvelerin ın vitro protein sindirilebilirliklerinin ve kalın bağırsak mikrobiyotası üzerine etkilerinin belirlenmesi

    Determination of the in vitro protein digestibility of some commercial hard fruits and their effects on the large boot microbiota

    MERVE ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gıda MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YUNUS EMRE TUNÇİL

  3. Tez No

    768380

    Sert kabuklu meyve ağaçlarında sorun olan botryosphaeria geriye ölüm hastalık etmenlerine karşı endofit ve epifit bakteriyel izolatların in vitro biyokontrol etkinliklerinin belirlenmesi

    Determination of in vitro biocontrol efficiencies of endophytic and epiphytic bacterial agents against botryosphaeria dieback disease agents on nut trees

    NUDEM KUŞTOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    ZiraatHatay Mustafa Kemal Üniversitesi

    Bitki Koruma Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SONER SOYLU

  4. Tez No

    865540

    Ahşap plastik kompozit malzemeler için yeni auxetic yapının tasarımı ve mekanik özelliklerinin araştırılması

    Design of new auxetic structure and investigation of mechanical properties for wood plastic composite materials

    FULYA ERDEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT TOLGA ÖZKAN

  5. Tez No

    505922

    Çocukluk çağında kuruyemiş duyarlılıklarının demografik, klinik ve labaratuvar özellikleri

    Demographic, clinical and laboratory findings in peanut and tree nut sensivities of childhood

    ERDEM ÇEBİŞLİ

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Allerji ve İmmünolojiSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKNUR BOSTANCI

Geri Dön