Geri Dön

Biyogaz yakıtlı motor ile tahrik edilen süt soğutma sisteminin geliştirilmesi

Development of milk cooling system driven by biogas fuel engine

PDF İndir

  1. Tez No: 804698
  2. Yazar: NEVFEL YUNUS COŞKUN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL ATALAY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yozgat Bozok Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 180

Özet

Bir süt üretim çiftliğinin, temel prosesleri olarak kabul edilen süt sağım ve süt soğutma işlemleri toplam işletme maliyetinin %49'luk kısmını oluşturmasıyla, çiftliğin en önemli enerji tüketim maliyetine neden olmaktadır. Günümüzde enerji tüketim maliyetlerini azaltmanın en etkili yollarından biri yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanmaktır. Dolayısıyla bu alanda gerçekleştirilecek çalışmalar, elektrik enerjisi tüketiminde önemli tasarruflar sağlayabileceği gibi çiftliğin tüm elektrik ihtiyacını da karşılayabilir. Türkiye'de birçok çiftlik, hayvan atıklarını kullanmadan doğaya bırakmaktadır. Bu durum yeraltı kaynak sularının kirlenmesine, koku ve sinek oluşumuna, vb. çevresel ve sağlık problemlerine sebep olmaktadır. Tüm bu sorunların önüne geçmek için hayvansal atıkların değerlendirilmesi büyük önem arz etmektedir. Hayvan atıklarının en iyi değerlendirme yöntemlerinden biri ise çürüterek biyogaz elde edilmesidir. Bu tez çalışması kapsamında bir süt üretim çiftliğinde hayvan atıklarından elde edilen biyogaz enerjisi ile çalışan bir süt soğutma sistemi geliştirilmiştir. Oluşan metan gazının içerisinde bulunan karbondioksit, hidrojen sülfür vd. gazların filtreleme işlemleri gerçekleştirilmiş ve 10 m3 'lük membranda depolanmıştır. Depolanan biyogazın içten yanmalı gaz motorunda kullanılmasıyla oluşan tahrik kuvveti, 300 litrelik süt soğutma tankının kompresörüne aktarılarak soğutma işleminin gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Sistemin sayısal hesaplamaları Java programlama dili kullanılarak geliştirilen bir matematiksel modelleme çalışması yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda ise ilk sağımda 35 oC'deki 150 litre sütün +4 oC 'ye 1 saat 50 dakikada soğuturken, son sağımda 300 litre sütün sıcaklığının ortalama 2 saat 5 dakika içinde 19 ⁰C'den 4 ⁰C'ye düştüğü gözlemlenmiştir. Ayrıca soğutulan sütten alınan numunelerin mikrobiyal analizleri yapılmış ve oluşan koloni sayısının ortalama 2,1 x 104 koloni/ml (log_10⁡4,32) olduğu tespit edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda biyogaz ile süt soğutma işleminin, TS EN 13732 numaralı Türk Standardına uygun olduğu ve çiftliğin enerji tüketimini önemli ölçüde azalttığı açıkça görülmüştür.

Özet (Çeviri)

Milking and milk cooling processes, which are considered as the basic processes of a dairy farm, constitute 49% of the total operating cost and cause the most important energy consumption cost of the farm. Today, one of the most effective ways to reduce energy consumption costs is to benefit from renewable energy sources. Therefore, studies to be carried out in this area can provide significant savings in electrical energy consumption as well as encounter all the electricity needs of the farm. Many farms in Turkey leave their animal wastes to nature without using them. This situation causes contamination of underground spring waters, odor and fly formation, etc. cause environmental and health problems. In order to prevent all these problems, the evaluation of animal wastes is of great importance. One of the best evaluation methods of animal wastes is to obtain biogas by decomposition. Within the scope of this thesis, a milk cooling system working with biogas energy obtained from animal wastes has been developed in a dairy farm. The main purpose of the study is to encounter the necessary energy need for the milk cooling process, which is one of the most important processes of a dairy farm, from the bioenergy potential of animal wastes, and in this way, to bring the industry with a highly energy efficient system that obtains all of the energy it consumes from biogas energy. In the biogas reactor developed within the scope of this study, the fermentation process was controlled by keeping the temperature and pressure constant and methane gas was obtained by maintaining the productivity. Filtering processes of carbon dioxide, hydrogen sulfide, etc. gases in the formed methane gas were carried out and stored in a 10 m3 membrane. The driving force generated by the use of the stored biogas in the internal combustion gas engine was transferred to the compressor of the 300-liter milk cooling tank, thereby enabling the cooling process to be performed. The numerical calculations of the system were carried out with the help of a mathematical modeling study developed using the Java language. In experimental studies, it was observed that while 150 liters of milk at 38 °C were cooled to +4 °C in 1 hour and 50 minutes at the first milking, the temperature of 300 liters of milk decreased from 36 ⁰C to 4 ⁰C in an average of 2 hours and 5 minutes at the last milking. In addition, microbial analyzes of the samples taken from the cooled milk were made and it was determined that the average number of colonies formed was 2.1 x 104 colonies/ml (log_10⁡4,32). As a result of the study, it was clearly observed that the milk cooling process with biogas complies with the Turkish Standard TS EN 13732 and significantly reduces the energy consumption of the farm.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    357163

    Experimental investigation and multidimensional modeling of biogas effects on the diesel engine combustion characteristics

    Bir dizel motorun yanma karakteristiklerine biyogaz etkisinin deneysel ve nümerik incelenmesi

    HASAN KÖTEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ZAFER GÜL

  2. Tez No

    488310

    Biyogazın çift yakıtlı bir dizel motorunda ana yakıt olarak kullanımının deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of use as a major fuel in a dual fuel diesel engine of biogas

    EMRE AYTAV

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    EnerjiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜNNUR KOÇAR

  3. Tez No

    771658

    Batman atık su arıtma tesisinde bulunan kojenerasyon sisteminin termodinamik analizi

    Thermodynamic analysis of Batman waste water plant cogeneration system

    İDRİS ALAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiBatman Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN OKTAY

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULKADİR AYANOĞLU

  4. Tez No

    838319

    Küçük güçteki biyogaz tesislerinde kullanılmak üzere kojenerasyon uygulamasına uygun dört silindirli bir biyogaz motorunun geliştirilmesi

    Development of a four cylinder biogas engine as cogeneration application for small-scale biogas plants

    ABDULHALİK EMRE TEKSAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜNNUR KOÇAR

  5. Tez No

    413440

    Düşük ısı kayıplı bir dizel motorda çift yakıt (biyogaz-dizel) kullanımının performans ve emisyonlara etkisi

    Effect of using dual fuel (biogas-diesel) on the performance and emissions of a low heat rejection diesel engine

    İLKER TURGUT YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Teknik EğitimMarmara Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. METİN GÜMÜŞ

Geri Dön