Biyogaz enerji verimliliğinin termal ön işlem yöntemleri ile artırılması
Increasing the efficiency of biogas energy through thermal pretreatment methods
- Tez No: 782728
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL ŞENOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Biyogaz, Biyometanizasyon, Enerji verimliliği, Lignoselülozik yapı, Tavuk gübresi, Biogas, Biomethanization, Energy efficiency, Lignocellulosic structure, Poultry manure
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Giresun Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte artan enerji talebi ve dünyadaki fosil kaynaklı yakıtların tükenmesi insanlığı yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan biyometan enerjisi de alternatif enerji kaynaklarını arasına girmektedir. Bu çalışmada organik atıklardan biri olan tavuk gübresinin anaerobik sindirimiyle üretilebilen biyometan gazının verimi araştırılmıştır. Tavuk gübresinin içeriğinde bulunan, suda çözünmesi ve sindirilmesi zor olan lignoselülozik kısmına çeşitli sıcaklıklarda termal ön işlem uygulayarak yüksek verim alınması amaçlanmıştır. Bu çalışmada öncelikle ham tavuk gübresine anaerobik sindirim uygulanmış ve biyometan verimi 232,9 ml/g TK olarak belirlenmiştir. Bu sindirim süreci tamamlandıktan sonra reaktörde geriye sindirilmeden kalan kısım lignoselülozik bileşen olarak kabul edilmiş olup bu kısma termal ön işlem yöntemler uygulanarak birim kütle başına biyometan veriminin artırılması hedeflenmiştir. Bu bağlamda tavuk gübresinin lignoselülozik kısımlarına 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C ve 100 °C sıcaklıklarda 2 saat termal ön işlem uygulanarak anaerobik sindirim gerçekleştirilmiştir. Lignoselülozik biyokütle kabul edilen bu maddenin selüloz, hemiselüloz ve lignin oranları ağırlıkça sırasıyla %15,95, %24,25 ve %45,02 olarak analiz edilmiştir. Anaerobik sindirim düzeneği %10 kuru madde ve 37 ± 1 °C sıcaklık koşulları altında hazırlanmıştır. Deney düzeneğini ön işlemsiz reaktör, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C termal ön işlemli reaktör ve aşı olmak üzere 7 çeşit reaktör kurulmuştur. Anaerobik sindirim süresince 7 farklı reaktör tipinin biyometan potansiyelleri klasik biyometan potansiyel testleri yöntemi ile kümülatif olarak ölçülmüştür. Ön işlemsiz tavuk gübresinin kümülatif biyometan verimi 232,9 ml/g TK ölçülmüş, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C termal ön işlem uygulanmış tavuk gübrelerinin kümülatif biyometan verimleri sırasıyla 292,53 ml/g TK, 298,35 ml/g TK, 302,2 ml/g TK, 315,15 ml/g TK ve 318,83 ml/g TK olarak ölçülmüştür. Sonuç olarak termal ön işlemler ile ham tavuk gübresinin birim kütle başına biyometan verimi başarılı bir şekilde artırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Increasing energy demand with the development of technology and the depletion of fossil fuels in the world lead humanity to renewable energy sources. Biomethane energy, which is one of the renewable energy sources, is also among the alternative energy sources. Biomethane energy can theoretically be produced from any organic material under anaerobic digestion conditions. In this study, anaerobic digestion and biomethane yield of chicken manure, which is one of the organic substances, was investigated. It was aimed to obtain high efficiency by applying thermal pretreatment at various temperatures to the lignocellulosic part of chicken manure, which is difficult to dissolve in water and digest. In this study, first of all, anaerobic digestion was applied to raw chicken manure and the biomethane yield was determined as 232.9 ml/g TK. After this digestion process was completed, the part that remained undigested in the reactor was accepted as lignocellulosic component and it was aimed to increase the biomethane yield per unit mass by applying thermal pretreatment methods to this part. In this context, anaerobic digestion was carried out by applying thermal pretreatment to the lignocellulosic parts of chicken manure at 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C and 100 °C temperatures for 2 h. The cellulose, hemicellulose and lignin ratios of this material, which is accepted as lignocellulosic biomass, were analyzed as 15.95%, 24.25% and 45.02% by weight, respectively. Anaerobic digestion setup was prepared under 10% dry matter and 37 ± 1 °C temperature conditions. In the experimental setup, 7 types of reactors were established, including reactor without pre-treatment, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C thermal pre-treatment reactor and inoculum. During anaerobic digestion, the biomethane potentials of 7 different reactor types were measured cumulatively with the classical biomethane potential tests method. Then, the cumulative biomethane yields with thermal pretreatment at 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C were measured as 292, 298, 302, 315 and 318 ml/g Total Solids, respectively. As a result, biomethane yield per unit mass of raw chicken manure was successfully increased with thermal pretreatments.
Benzer Tezler
- Process optimization and digestate management of continuous dry anaerobic digestion for treatment of organic fraction of municipal solid waste
Evsel katı atıkların organık fraksiyonunun arıtılması için sürekli kuru havasız çürütme prosesi ve fermente ürün yönetiminin optimizasyonu
AHMET MUSLUOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
DOÇ. DR. RECEP KAAN DERELİ
- Anaerobic digestion of lignocellulosic waste usingphysico-chemical pretreatment methods interms of performance, microbial community, and cost analysis
Fizikokimyasal ön arıtım yöntemi ile lignoselülozik atıkların anaerobik çürütülmesi optimizasyonu, mikrobiyal topluluğu ve maliyet analizi
İREM GÜVEN BEYAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Fındık kabuklarının gazlaştırılması ile hidrojence zengin sentez gazı üretiminin ekserji analizi
Exergy analysis of hydrogen-rich syngas production from gasification of hazelnut shells
EMİRHAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Flow through electrolysıs of H₂S for hydrogen productıon
Hidrojen üretimi için H₂S for'nin akışlı elektrolizi
FAEZEH NAZARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER SARIOĞLAN
DOÇ. DR. MEHMET SUHA YAZICI
- Effect of microwave pretreatment on fate of antimicrobials and conventional pollutants during anaerobic sludge digestion and biosolids quality for land application
Anaerobik çamur çürütme prosesinde uygulanan mikrodalga dezentegrasyon işleminin antimikrobiyallerin ve konvansiyonel kirleticilerin akıbetine ve arazi uygulaması için biyokatı kalitesine etkisi
GÖKÇE KOR BIÇAKCI
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR