Investigation of biomass and bioplastic wastes using fast heating rate thermochemical processes
Biyokütle ve biyoplastik atıklarının yüksek ısıtma hızlı termokimyasal proseslerle incelenmesi
- Tez No: 761378
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FEYZA KAZANÇ ÖZERİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Bu çalışmanın amacı, hızlı ısıtma ve yavaş ısıtma hızlı termokimyasal prosesler kullanılarak şeker pancarı küspesi biyokütlesi ve polihidroksialkanoat (PHA) biyoplastik atıkların araştırılmasıdır. Biyokütle pirolizi, düşük ısıtma hızlı yatay tüplü fırın (HTF) ve yüksek ısıtma hızına sahip düşey borulu fırın (DTF) kullanılarak nitrojen, karbon dioksit ve buhar atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Biyoçarlar, karbondioksit atmosferi altında düşük ısıtma hızlı termogravimetrik analizör (TGA) ve yüksek ısıtma hızlı tel örgü reaktör (WMR) kullanılarak gazlaştırıldı. Elde edilen sonuçlar, HTF pirolizinin biyoçarın grafitleşmesini arttırdığını göstermiştir. Diğer yandan, DTF biyoçarları daha yüksek mezo ve makro gözeneklilik göstermiştir. Bu nedenle, DTF biyoçarları hem TGA hem de WMR gazlaştırmasında daha yüksek gazlaştırma reaktivitesi göstermiştir. Öte yandan, WMR kullanılarak elde edilen gazlaştırma reaktivitesi, TGA kullanılarak elde edilenden daha yüksektir. Bunun sebebi ise biyoçarların TGA gazlaştırılması sırasında termal tavlanması nedeniyle olduğu görülmüştür. Tezin ikinci bölümünde, PHA biyoplastikleri ve gelensek muadilleri olan polietilen tereftalat (PET), karbon elyaf takviyeli kompozit (CFRC) ve blok kopolimerler kullanılmıştır. Numunelerin termal stabilitesini araştırmak için PHA, CFRC ve blok kopolimerler için TGA ve DSC analizi yapıldı. Tüm numuneler, katran ürünlerini ve çar miktarını araştırmak için tel örgü reaktörde hızlı piroliz (500 oC, ∼102 °C s-1) deneyleri gerçekleştirilmiştir. Katran ürünleri, gaz kromatografisi – kütle spektroskopisi (GC – MS) ile incelenmiştir. Blok kopolimerlerin ve PHA numunelerinin çar miktarları (ağırlıkça %2'den az), PET numunesinden elde edilene oranla (~%10.7 ağ.) daha düşük elde edilmiştir. Tüm PHA bileşikleri büyük miktarda organik malzemeler için yapı taşı olarak kullanılabilecek etil siklopropan karboksilat fraksiyonu (~%38-58) içerdiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The objective of this work was the investigation of sugar beet pulp biomass and polyhydroxyalkanoates (PHAs) bioplastic wastes using fast heating and slow heating rate thermochemical processes. Biomass pyrolysis was conducted under a nitrogen, carbon dioxide, and steam atmosphere using low heating rate horizontal tube furnace (HTF) and high heating rate drop tube furnace (DTF). The biochars were gasified under carbon dioxide using low thermogravimetric analyzer (TGA) and high heating rate wire mesh reactor (WMR). The results showed that HTF pyrolysis increased the graphitization. DTF biochars showed higher meso- and macro-porosity. Therefore, the DTF biochars showed higher gasification reactivity both in TGA and WMR. On the other hand, gasification reactivity at WMR was higher than the TGA due to thermal annealing of biochars in TGA. In the second part of the thesis, PHAs together with conventional counterparts polyethylene terephthalate (PET), carbon fiber reinforced composite (CFRC), and block co-polymers were pyrolyzed. TGA and differential scanning calorimetry (DSC) analyses were performed for PHA, CFRC, and block co-polymers to investigate the thermal stability. The fast pyrolysis (500 oC, ∼102 °Cs−1) WMR experiments were conducted for all samples to investigate tar products and char yields. The tar compositions were investigated by gas chromatography–mass spectroscopy (GC–MS). The char yields of block co-polymers and PHA samples (< 2 wt. %) were less than that of the PET sample (~10.7 wt.%). All PHA compounds contained a large fraction of ethyl cyclopropane carboxylate (~38-58%) that can serve as building blocks.
Benzer Tezler
- Farklı ortam koşullarında bacillus thuringiensis RSKK 381'in üreme ve biyoplastik (PHB) üretiminin araştırılması
Investigation of growth and bioplastic (PHB) production in different conditions by bacillus thuringiensis RSKK 381
ECE DUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyoteknolojiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE TOSUN
DOÇ. DR. HİKMET KATIRCIOĞLU
- İzmir ilinde kaltivasyonu yapılmış Miscanthusxgiganteus bitkisinden LHW yöntemi ile polilaktik asit(PLA) eldesinin araştırılması
Investigation of polylactic acid (PLA) production by LHW method from the cultivated Miscanthusxgiganteus in Izmir
KANİYE GÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiGüneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH SONER ÇELİKTAŞ
- An investigation on the optimized production of a microalgae-based biopolymer using a novel media composition for chlorella vulgaris
Chlorella vulgarıs için yeni bir ortam bileşimi kullanarak mikroalg bazlı biyopolimerin optimize edilmiş üretimi üzerine bir araştırma
MOHAMMED SAAD ABDULLAH AL-HAMMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyomühendislikİzmir Ekonomi ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MINE GÜNGÖRMÜŞLER
- Production of biodegradable polymer from microbial mixed culture (MMC)
Karışık kültürden biyobozunur polimer eldesi
BÜŞRA AHATA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
- Türkiye'de biyokütle enerji kaynaklarının araştırılması ve OECD ülkeleri ile karşılaştırılması
Investigation of biomass energy resources in Turkey and comparison with OECD countries
MEDİNE NUR TÜRKOĞLU ELİTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
EnerjiKarabük ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ ERSÖZ
DOÇ. DR. SEMRA BORAN