İleri sensör sistem dizaynı kullanarak biyoreaktör verimlerinin geliştirilmesi
Improving bioreactor efficiencies using advanced sensor system design
- Tez No: 993910
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ŞEVKİ ERKUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gelişmekte olan ülkelerde biyogaz tesislerinin kurulumu, çevresel ve ekonomik anlamda önemli fırsatlar sunmaktadır. Ancak, bu ülkelerde altyapı eksiklikleri ve yatırım yetersizlikleri gibi yapısal engeller, biyogaz teknolojilerinin etkin biçimde uygulanmasını ciddi şekilde kısıtlamaktadır. Bu durum, biyogaz üretiminde düşük verimliliklere veya bazı durumlarda biyogaz üretiminin tamamen durmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, teknik kapasitenin artırılması ve kurumsal desteklerin sağlanması, biyogaz projelerinin sürdürülebilirliği açısından kritik öneme sahiptir. İleri sensör sistemleri, biyoreaktörlerde ki kritik parametreleri gerçek zamanlı ve yüksek hassasiyetle izleyerek, süreçlerin optimize edilmesine ve verimliliğin artırılmasına olanak tanır. Bu sistemler, biyoreaktör içindeki sıcaklık, pH, biyogaz ve metan içeriği gibi değişkenleri gerçek zamanlı izleyerek, en uygun koşulların korunmasını sağlar. Bu sistemler, biyoreaktör içindeki sıcaklık, pH, biyogaz ve metan içeriği gibi değişkenleri gerçek zamanlı izleyerek, en uygun koşulların korunmasını sağlar. Akıllı sensörler, geleneksel sensörlerin ötesinde, veri işleme ve analiz yeteneklerine sahiptir. Bu sayede, biyoreaktörler de meydana gelen değişiklikler anında tespit edilerek, gerekli ayarlamalar hızlı bir şekilde yapılabilir. Bu çalışmada gerçekleştirilen metan sensörü kalibrasyonuyla ilgili sonuçlar, %0-100 aralığında metan gazı seviyelerindeki değişimin, yüksek doğrulukla belirlenebileceğini göstermektedir. Bu durum, laboratuar ölçekte gereksinim duyulan metan gazı ölçümlerinin daha uygun maliyetli ve zaman açısından daha verimli bir şekilde gerçekleştirilmesini mümkün kılmaktadır. Bitkisel ve hayvansal üretim, biyogaz üretimi için kullanılabilecek büyük miktarlarda organik atık üretir. Ancak bu, biyogaz tesisi operatörlerinin, örneğin biyogaz sisteminin aşırı yüklenmesini önlemek gibi, bu tesisleri çalıştırma konusunda yeterli uzmanlığa sahip olmaları durumunda başarıyla mümkündür. Bu çalışmada, sığır gübresi ve fındıkkabuğu atıklarının anaerobik sindirim davranışları ve optimum biyogaz üretim seviyeleri, substratların hem tekil (mono-) hem de birlikte (ko-) çürütüldüğü laboratuvar ölçekli Biyokimyasal Metan Potansiyeli (BMP) deneyleri kullanılarak belirlenmiştir. İncelenen atıklar, monosubstrat sığır gübresi sindirimi için 333 ve ko- substrat sığır gübresi ve ham fındıkkabuğu karışımı sindirimi için 390 NmL/g UKM biyogaz verimi sağlamıştır. Bu bulgulara dayanarak, sürekli işletimde incelenen tarımsal atıklar kullanılarak biyogaz üretimini tahmin etmek ve optimal işletim modu için önerilerde bulunmak üzere bir model geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The establishment of biogas facilities in developing countries presents significant environmental and economic opportunities. However, structural barriers such as infrastructure deficiencies and insufficient investment severely hinder the effective implementation of biogas technologies in these regions. This situation often results in low efficiency in biogas production or, in some cases, a complete cessation of production. Therefore, enhancing technical capacity and providing institutional support are crucial for the sustainability of biogas projects. Advanced sensor systems enable real-time and high-precision monitoring of critical parameters in bioreactors, thereby facilitating process optimization and enhancing overall efficiency. These systems continuously monitor key variables such as temperature, pH, biogas production, and methane concentration within the bioreactor to ensure the maintenance of optimal operating conditions. By providing real-time data on these variables, they support precise control and regulation of the bioprocess environment. Moreover, smart sensors extend beyond the capabilities of traditional sensors by incorporating data processing and analytical functionalities. As a result, any changes occurring within the bioreactor can be detected instantaneously, allowing for prompt and effective adjustments to be made. The results of the methane sensor calibration conducted in this study demonstrate that variations in methane gas levels within the range of 0-100% can be determined with high accuracy. This enables methane gas measurements, required at the laboratory scale, to be performed in a more cost-effective and time-efficient manner. Both plant-based and animal-based production generate large amounts of organic waste that can be utilized for biogas production. However, this is only successful if biogas facility operators possess adequate expertise, such as preventing the overload of the biogas system. In this study, the anaerobic digestion behavior and optimal biogas production levels of cattle manure and hazelnut shell wastes were determined through laboratory-scale Biochemical Methane Potential (BMP) experiments, where the substrates were digested both individually (mono-) and in combination (co-). The examined wastes yielded 333 and 390 NmL/g COD biogas production for monosubstrate digestion of cattle manure and co-digestion of cattle manure and raw hazelnut shell mixture, respectively. Based on these findings, a model was developed to predict biogas production using the studied agricultural wastes under continuous operation and to propose optimal operating conditions.
Benzer Tezler
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
- Gebelik ve doğum olgularında prolaktin düzeylerinin değerlendirilmesi
The Evaluation of prolactin values during pregnancy labour and in deliveries
TÜLİN AKAN
