Theses supervised by Prof. Dr. Meltem Dilek
10 theses · Afyon Kocatepe University
Keçiboynuzu ile pirinç küspesinin birlikte pirolizi ve elde edilen ürünlerin incelenmesi
Tez çalışmasında biyokütle atığı olan keçiboynuzu küspesi ve pirinç kabuğunun farklı oranlardaki karışımlarının fiziksel özellikleri, organik bileşenleri, içerdiği fonksiyonel gruplar tespit edilmiştir. Birlikte piroliz işlemi 500 °C piroliz sıcaklığı, 10°C/dk ısıtma hızı, 20°C bekleme süresi ve 1L/dk azot debisinde gerçekleştirilmiştir. Piroliz işleminden elde edilen biyoyağın bileşimini tespit etmek için GC-MS ve FT-IR analizleri yapılmıştır. Piroliz sonucu elde edilen biyoyağların fenolik bileşenler, furanon, furan, aromatik hidrokarbon, alifatik hidrokarbon, karboksilik asit, keton, ester, alkol ve aldehit türü bileşenlerden oluştuğu tespit edilmiştir. GC-MS analizleri sonucunda biyoyağda en fazla bulunan kimyasal bileşenlerin fenolik yapıda olduğu belirlenmiştir. Pirolizde en yüksek biyoyağ verimi %75 pirinç kabuğu-%25 keçiboynuzu küspesi biyokütle karışımından elde edilmiştir. Keçiboynuzu ve pirinç kabuğunun pirolizi ile elde edilen biyoyağların kalorifik değeri, viskozitesi, yoğunluğu, su miktarı, kül içeriği, pH'ı, elementel analizi yapılarak fiziksel özellikleri tespit edilmiştir. Keçiboynuzu ve pirinç kabuğundan elde edilen biyoyağ, dizel ve n-bütanol ile karıştırılarak homojenlik deneyleri gerçekleştirilmiştir. Dizel oranının %5, %10, %20 ve %30 olduğu karışımlarda homojenlik tespit edilmiştir.
Tavuk tüyü çarının ve yumurta kabuğunun sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının gideriminde kullanılması
Su canlılar için hayati önem taşıyan yaşam malzemesidir. Bu nedenle su güvenliği ülkeler için oldukça önemlidir. Sanayi ve tarımın gelişmesiyle birlikte, özellikle gelişmekte olan ülkelerde çok miktarda ağır metal iyonu suya deşarj edilmektedir. Toksisiteleri ve kalıcılıkları nedeniyle, ağır metal iyonlarının insan vücuduna alımı; merkezi sinir sistemine, böbreğe ve karaciğere zarar vermektedir. Bu nedenle, ağır metal iyonları ile ilgili çalışmalar son yıllarda bilim camiasında özel ilgi görmekte ve ağır metal iyonlarını kontrol etmek ve uzaklaştırmak için etkili yöntemler bulmak için çok büyük çabalar sarf edilmektedir. Düşük maliyetli ve çevre dostu olması, geniş malzeme seçimi ve yeniden kullanılabilirlik gibi nedenlerden ötürü adsorpsiyon yöntemi yaygın olarak kullanılmakla birlikte aynı zamanda atık su arıtma araştırmalarında da önemli bir yöntemdir. Bu çalışmada, ülkemizde ve dünyada bol miktarda bulunan yapılarındaki fonksiyonel gruplar ve gözeneklilikleri nedeniyle adsorpsiyon potansiyelleri yüksek hayvansal atık ürünlerinden olan tavuk tüyünün piroliz ürünü çar ve yumurta kabukları adsorban olarak kullanılmıştır. Tavuk tüyünden elde edilen çara gözenek yapılarını düzenlemek ve yüzey alanını arttırmak için fosforik asitle kimyasal aktivasyon işlemi uygulanmıştır. Elde edilen 3 farklı adsorban ile sulu çözeltilerden Al3+, Cr3+, Mn2+, Fe3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, As3+, Cd2+ ve Pb2+ ağır metal iyonlarının ve metilen mavisi boyar maddesinin giderimi üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Ağır metal analizleri yüksek hassasiyetli İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometresi (ICP-MS) ile yapılmış olup pH ve temas süresi etkileri incelenerek adsorpsiyon için optimum şartlar ve kullanılan adsorbanların etkinliği belirlenmiştir. Tavuk tüyünden elde edilen çar ile yumurta kabuklarının fonksiyonel grup analizi Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) cihazı ile, morfolojik analiziler ise Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Brunauer-Emmett-Teller (BET) tekniği yüzey alanı ile gözeneklilik analizleri için kullanılmıştır. Adsorpsiyon işlemine ait kinetik modelin belirlenebilmesi için yalancı birinci derece kinetik model ve yalancı ikinci derece kinetik model sabitleri ve korelasyon katsayıları incelenmiştir. Yapılan adsorpsiyon deneyleri 22 °C sıcaklık, 300 rpm karıştırma hızı, 2 g/L adsorban miktarı ve 24 saate kadar olan sürelerde gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarda üç farklı adsorban kullanılmış olup literatürdeki çalışmalar gözetilerek farklı pH değerleri seçilmiştir. Sulu çözeltiden Cu2+, Zn2+, Fe3+, Cd2+, Cr3+, Pb2+, Al3+, As3+, Ni2+ ve Mn2+ ağır metal iyonlarının giderilmesinin incelendiği çalışmalarda öncelikle tavuk tüyünün piroliziyle elde edilen çar, daha sonra bu çarın fosforik asitle kimyasal olarak aktifleştirilmesiyle hazırlanan çar adsorban olarak kullanılmıştır. Ancak bu adsorbanların kullanımıyla belirtilen koşullarda ağır metal adsorpsiyonu gerçekleşmemiştir. Ağır metal adsorpsiyonu deneylerinden sonra fosforik asitle farklı oranlarda aktifleştirilmiş çar ile metilen mavisi boyar maddesinin adsorpsiyonu üzerine çalışma yapılmış olup bu çalışmada da adsorpsiyon gözlenmemiştir. Son olarak yine tavuktan elde edilen önemli bir atık malzeme olan yumurta kabuklarının 10 farklı ağır metal iyonunun adsorpsiyonundaki kullanımı araştırılmıştır. Yumurta kabuğu adsorbanıyla pH 2,8 ve 4,8 değerinde yapılan adsorpsiyon deneylerinde Fe3+, As3+, Mn2+, Ni2+, Zn2+ ve Cd2+ ağır metal iyonlarının başlangıç konsantrasyonlarında zamanla bir düşüş gözlemlenmemiştir. Yumurta kabuklarının adsorban olarak kullanılmasıyla Al3+, Cr3+, Cu2+ ve Pb2+ ağır metal iyonlarının adsorpsiyonu gerçekleşmiş olup en iyi adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 2,44, 2,49, 1,78 ve 2,41 mg/g olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının toplu olarak uzaklaştırılmasında hayvansal atık ürünü olan yumurta kabuğunun etkin ve düşük maliyetli bir adsorban olarak kullanımının sağlanabileceği ortaya konulmuştur.
Sulu çözeltilerden ağır metallerin uzaklaştırılmasında tavuk tüyünün adsorban olarak kullanılması
Dünyadaki sanayileşme ve kentleşmenin artmasıyla çeşitliliği ve miktarı sürekli artan evsel ve endüstriyel atıklar doğaya bırakılmaktadır. Bu atıklar su kaynaklarını kirletmekte ve onları kullanılamaz hale getirmektedir. En önemli su kirliliği nedenlerinden birisi de ağır metal içeren endüstri atık sularıdır. Ağır metallerin eser miktarları bile canlılar üzerinde toksik etkiler gösterebilmektedir. Bu kapsamda ağır metalle kirlenmiş suyun saflaştırılması için yeni bir biyokütle kaynağı olan keratin protein lifi kullanımı umut verici bir teknolojidir. Keratin, çeşitli canlı dokulara destek sağlayan son derece dayanıklı ve ağır metallere kolaylıkla bağlanabilen fonksiyonel gruplara sahip bir proteindir. Memeli kılları ve toynakları, memeli ve sürüngen tırnakları ve boynuzları, sürüngen ve balık pulları, kuş tüyleri, kuş gagaları ve çoğu hayvanda en dıştaki deri tabakasının önemli bir bileşenidir. Yapılan çalışma kapsamında; kümes hayvanı işleme tesislerinde bol miktarda bulunan, yüksek keratin içeriğine sahip, hayvansal atık materyali olan tavuk tüylerinin sulu çözeltilerdeki ağır metal iyonlarını adsorplama kapasitesi araştırılarak hayvansal atık ürününün bir başka çevre sorunu olan su kirliliğinin giderilmesinde kullanım performansı incelenmiştir. Sulu çözeltilerdeki Al3+, Cr3+, Mn2+, Fe3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, As3+, Cd2+ ve Pb2+ ağır metal iyonlarının tavuk tüyü üzerindeki adsorpsiyon miktarları İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometresi (ICP-MS) ile analiz edilmiştir. Sodyum hidroksitle modifikasyon, pH ve temas süresi etkileri incelenerek adsorpsiyon için optimum şartlar belirlenmiştir. Tavuk tüylerinin karakterizasyonunda; fonksiyonel grup analizi için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), morfolojik analiziler için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve yüzey alanı ile gözeneklilik analizleri için Brunauer-Emmett-Teller (BET) teknikleri kullanılmıştır. Adsorpsiyon işlemine ait kinetik modelin belirlenebilmesi için deneysel veriler yardımı ile yalancı birinci derece kinetik model ve yalancı ikinci derece kinetik model sabitleri ve korelasyon katsayıları incelenmiştir. Sulu çözeltilerden Al3+, As3+, Cu2+, Zn2+, Fe3+, Cd2+, Cr3+, Pb2+, Mn2+ ve Ni2+ iyonlarının adsorpsiyonu çalışmalarında, 1g/L adsorban miktarı, 22 °C sıcaklık, 300 rpm karıştırma hızı ve 24 saate kadar olan sürelerde gerçekleştirilen deneylerde sodyum hidroksitle modifiye edilmiş tavuk tüylerinde, modifiye edilmemiş tavuk tüylerine kıyasla daha yüksek adsorpsiyon kapasitelerine ulaşılmıştır. Yapılan deneylerde Cu2+, Pb2+, Zn2+ ve Cd2+ iyonlarının en iyi adsorpsiyon kapasiteleri pH 5,5'te sırasıyla 3,59, 2,20, 0,76 ve 0,91 mg/g olarak bulunmuştur. Al3+ ve Cr3+ iyonlarının en iyi adsorpsiyon kapasiteleri ise pH 4,5'te sırasıyla 1,53 ve 2,97 mg/g olarak tespit edilmiştir. Fe3+ ve As3+ iyonlarının doğal çözelti pH'ı olan 1,7'den pH 4,5 ve pH 5,5'e ayarlanmasıyla birlikte artan pH etkisiyle metal iyonlarının hidroksil iyonu olarak büyük oranda çökmesi ve çöken metal hidroksitlerin 0,2 µm'lik Selüloz Asetat (CA) filtreden geçirildikten sonra uzaklaştırılması nedeniyle bu metaller için veri elde edilememiştir. Mn2+ ve Ni2+ iyonlarının ise başlangıç konsantrasyonlarında pH 4,5 ve pH 5,5'te zamanla bir düşüş gözlemlenmemiştir. Sonuç olarak, tavuk tüylerinin sulu çözeltilerden ağır metal iyonlarının toplu olarak uzaklaştırılmasında etkin bir adsorban olduğu ve su kaynaklarından çevresel kirleticilerin ekonomik bir şekilde uzaklaştırılmasında adsorban olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir. Ayrıca tavuk tüylerinin sodyum hidroksitle ultrasonik ortamda modifiye edilmesiyle adsorpsiyon kapasitesinin önemli ölçüde arttırılabileceği gözlemlenmiştir.
Farklı atık tiplerinin klinker fazları ve dayanımı üzerine etkileri
Türk Çimento Sektörü, enerji gereksinimi ve bertaraf amaçlı olarak tüm atık tiplerini atık yakma lisansı kapasitelerine göre tesislerinde alternatif yakıt veya hammadde olarak kullanabilmektedir. Alternatif yakıt ve hammadde kullanımı ile doğal kaynakların tüketimini azaltarak çevre kirliliğinin önlenmesi ve enerji tasarrufu açısından yüksek önem arz etmektedir. Alternatif yakıtlar genel olarak ambalaj atıkları, tekstil atıkları, arıtma çamuru, atık yağ, gemi söküm tesislerinden sintine atığı, ömrünü tamamlamış lastikler, solvent ve boya grupları altında toplanabilir. Alternatif hammaddeler ise maden ocaklarından elde edilen atıklar, karo-tuğla kırığı gibi ısıl işlem atıkları, inşaat atıkları kategorilerinde değerlendirilebilir. Bu çalışmanın amacı, enerji ihtiyacını alternatif yakıtlardan karşılarken klinker dayanımı üzerindeki etkilerini gözlemleyerek döngüsel ekonomiye katkı sağlamaktır. Bu amaçla, seçilen bir çimento fabrikasında, 2022-2023 yıllarında kullanılan atıkların kullanım öncesi analizleri, kullanımı ile klinker kimyası ve dayanımı üzerine etkileri incelenmiştir. Alternatif yakıtta ağırlıklı olarak değişkenliğinin az olması ve yüksek kalori ihtiva etmesi sebebiyle ömrünü tamamlamış lastik tercih edilmektedir. Buna ilave olarak ambalaj atıkları ile rüzgar gülü kanadından elde edilen atıklar da kullanılmaktadır. Bu alternatif yakıtlar ön işlem olarak parçalanma işlemine tabi tutulmaktadır. Parçalanma işleminin akabinde yanma prosesine doğrudan kalsinatörden beslenerek dahil edilmektedir. Bu tez çalışmasında farklı oranlarda kullanılan alternatif yakıtların yanmasıyla açığa çıkan küllerinin klinker bünyesine doğrudan infiltrasyonu ile değişen klinker kimyası ve dayanıma etkileri ile fosil yakıtlardan farkları incelenecektir. Ayrıca farklı aternatif yakıtların da etkilerinin farklı olacağı düşünülerek tipler ayrı ayrı analiz edilecek ve etkileri ayrıca değerlendirilecektir. Bu süreçte XRF, XRD, optik mikroskop, ICP, kalorimetre, karbon-kükürt gibi test cihazlarından faydalanılarak optimum yakıt paçalına karşın optimum hammadde reçete önerisi hazırlanacaktır. Maliyet faktörü değerlendirilerek çevre üzerine etkileri gözlemlenecektir.
Çekirdek kabağının (Cucurbita pepo L.) pirolizi ile biyoyakıt ve char eldesi
Biyokütle, bol bulunan yenilenebilir enerji kaynaklarından bir tanesidir. Günümüzde biyokütleler üzerinde yoğun çalışmalar yapılmaktadır. İlk çağlardan beri biyokütlelerden piroliz teknolojisi ile gaz, sıvı organik bileşiklerin ve katı ürünlerin (char) üretimi bilinmektedir. Piroliz yöntemiyle üretilebilecek ürünlerin verimi kullanılan piroliz teknolojisine ve parametrelerine bağlı olarak değişmektedir. Yapılan bu çalışmada biyokütle olarak, yetiştirilen çekirdek kabağından çekirdeklerin ayrılması esnasında ortaya çıkan kabak atıkları kullanılmıştır. Çekirdek kabağı atıklarına piroliz işlemi öncesi; gravimetri, ekstraksiyon, SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve EDX (Enerji Yayılımlı X-Işını) gibi ön analizler yapılmıştır. Çekirdek kabağı atıklarından gaz, sıvı ve katı ürünler elde etmek için inert atmosferli (azot gazı) sabit yataklı reaktörde piroliz işlemi gerçekleştirilmiştir. Piroliz işleminde, çekirdek kabağı atığından daha yüksek sıvı ürün elde etmek amacıyla sıcaklığın ve ısıtma hızının etkisi araştırılmıştır. Çalışmada sıvı üründe en yüksek verim, 55 dk ısıtma süresinde, 550 oC piroliz sıcaklığında, 10 oC/dk ısıtma hızında ve Dp<6,25 mm parçacık boyutu aralığında elde edilmiştir. Bu parametreler ile elde edilen sıvı ürün verimi %33,02 olarak bulunmuştur. Biyoyağın bileşimini tespit etmek için GC-MS (Gaz Kromatografisi-Kütle Spektroskopisi) ve FT-IR (Fourier Transform Infrared Spektroskopisi) analizleri uygulanmıştır. Ayrıca sıvı ürünün kalorifik değeri kalorimetre bombası ile hesaplanmıştır. Tüm bu veriler değerlendirildiğinde çekirdek kabağının pirolizi ile elde edilen sıvı ürünün kimyasal ham madde eldesi ve sıvı yakıt olarak kullanılabileceği öngörülmüştür.
Yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) ile çekirdek kabağı (Cucurbita pepo L.) atıklarının kopirolizi ve kopiroliz ürünlerinin karakterizasyonu
Atık numunelerden piroliz teknolojisi ile gaz, sıvı (pirolitik yağ) ve katı ürünlerin (char) üretimi uzun süreden beri bilinmektedir. Bu yöntemle üretilebilecek ürünlerin oranı kullanılan piroliz tekniğine ve değişkenlerine bağlıdır. Bu projede endüstriyel ve biyolojik atıklardan yakıt katkısı elde etmek amacıyla, yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) plastik atık numunesi ve çekirdek kabağı (cucurbita pepo L.) atıklarının birlikte pirolizi (kopiroliz) sabit yataklı reaktörde, sürükleyici gaz olarak azot gazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, optimum kopiroliz koşullarının belirlenmesi amacıyla sıcaklığın ve ısıtma hızının sıvı ürün (pirolitik yağ) verimine etkisi araştırılmıştır. Optimum koşullarda gerçekleştirilen; yüksek yoğunluklu polietilenin pirolizi sonucu elde edilen pirolitik yağın ve yüksek yoğunluklu polietilen ile çekirdek kabağının kopiroliz işlemi sonucunda elde edilen pirolitik yağın bileşimi Gaz Kromatografisi-Kütle Spektroskopisi (GC-MS) ile tespit edilmiştir. Ayrıca pirolitik yağın Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) çekilmiş ve kalorifik değeri kalorimetre bombasından yararlanılarak tespit edilmiştir. Ham maddelerin ısıl bozunma davranışının belirlenmesi amacıyla çekirdek kabağının termogravimetrik analizi yapılmıştır. Elde edilen GC-MS analiz sonuçlarına göre; yüksek yoğunluklu polietilen ve çekirdek kabağı atıklarının kopirolizi ile elde edilen pirolitik yağın yapısında bulunan C8-C60 arası karbon sayılı yapılar dikkate alındığında, sıvı yakıt katkısı olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.
Magnezyum ve Kalsiyum Boratların Sentezi ve Konveyör Bantlarda Yanma Geciktirici Özelliklerinin Araştırılması
Üretim sektörlerinde yangının ve yangın sonucunda meydana gelen gazların hayati risk oluşturduğu bilinmektedir. Bu riski azaltmak için konveyör bantların üretim sürecinde alev geciktirici katkılar kullanılmaktadır. Bor ve bor ürünleri, son yıllarda yapılan çalışmalar sayesinde pek çok farklı sektöre hizmet verilen ürünlerin yapımında ve geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Bu kullanım alanları içerisinde; boyalar ve kumaşlarda yangın geciktirici etkisi olduğu daha önce yapılan araştırmalarla kanıtlanmıştır. Bu araştırmada, alev geciktirici katkılarla yangın geciktirici bant olarak piyasaya verilen lastik bant hamurlarına alev geciktirici olarak kullanılan katkıların yerine sıvı faz reaksiyonu yöntemleriyle sentezlenen magnezyum borat ve kalsiyum borat ilave edilmiştir. Bu ilavenin ardından pişme süreci testleri uygulanarak her numune için pişirme süreleri tespit edilmiştir. Uygun şartlarda ve sürelerde pişirilen lastik bant hamurlarına alevlenme karakteristiği testleri uygulanarak alev geciktirici etkilerinin ne kadar olduğu tespit edilmiştir. Testlerin sonucunda magnezyum borat ve kalsiyum borat katkılarının alev geciktirici etkilere sahip olduğu kanıtlanmıştır.
Pirinç küspesinden pirolitik yağ ve fenolik reçine eldesi
Atık numunelerden piroliz teknolojisi ile gaz, sıvı (biyo yağ) ve katı ürünlerin (çar) üretimi uzun süreden beri bilinmektedir. Bu yöntemle üretilebilecek ürünlerin oranı kullanılan piroliz tekniğine ve değişkenlerine bağlıdır. Bu çalışmada, pirinç küspesi atıklarının pirolizi sabit yataklı reaktörde sürükleyici gaz olarak azot gazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada optimum piroliz koşullarının belirlenmesi amacıyla sıcaklığın ve ısıtma hızının sıvı ürün (biyo yağ) verimine etkisi araştırılmıştır. Pirinç küspesinin ısıl bozunma davranışının belirlenmesi amacıyla termogravimetrik analizi yapılmıştır. Optimum piroliz koşullarında gerçekleştirilen deneyin biyo yağının bileşimi GC-MS ile tespit edilmiştir. Ayrıca biyoyağın FT-IR spektrumları çekilmiştir. Bu tez çalışmasının amacı, günümüzde gittikçe artan bir problem olan katı atıklar içerisinden fenolik içeriği yüksek olan pirinç küspesinin piroliz yöntemi kullanılarak en yüksek verimle yararlı ve değerli kimyasallara dönüşümünü sağlamaktır. Piroliz aşamasında verim-fenolik madde içeriği konusunda optimum değerleri sağlayan piroliz reaksiyon koşulları belirlenmiştir. Daha sonra, yüksek fenolik içerikli pirolitik biyoyağ kullanılarak fenolik reçineye alternatif bir reçine sentezlenmiştir. Biyoyağ ile glikoz kaynaklı hidroksimetil furfural (HMF) uygun reaksiyon ortamında ve koşullarında bir araya getirilerek alternatif fenolik reçine sentezlenmiştir. Bu tez çalışmasında, pirinç küspesinin pirolizi sonucu en yüksek biyoyağ verimi 500°C sıcaklık, 100°C/dk ısıtma hızı ve 1 L/dk azot gazı (N2) akış hızında %38,4 olarak tespit edilmiştir. GC-MS analiz sonucuna göre 500°C sıcaklık ve 100°C/dk ısıtma hızında biyoyağda en fazla bulunan bileşik türlerinin %66,85 fenol, %13,17 keton, %5,49 ester, %3,94 aromatik hidrokarbon, %2,81 eter, %2,01 alkol ve %0,23 aldehit bileşenlerinin olduğu tespit edilmiştir. FT-IR spektroskopisi ile fenol, alkol, keton, ester ve aldehit gibi bileşiklere ait fonksiyonel grupların varlığı gözlemlenmiştir. Tüm bu veriler değerlendirildiğinde biyoyağ ve saf fenolden elde edilen reçinenin fenol formaldehit reçinelerine alternatif reçine olarak kullanılabileceği öngörülmüştür.
Pirinç kabuğu ve haşhaş küspesinin ko-pirolizinde değişken parametrelerin biyoyağ verimi ve fenol içeriğine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, potansiyel bir enerji kaynağı ve değerli bir yan ürün olan pirinç kabuğu küspesi ve Afyon Alkaloid Fabrikası'nın ana atık ürünü olan haşhaş küspesinin ko-pirolizi farklı reaksiyon koşullarında gerçekleştirilmiştir. Biyoyağın özelliklerini iyileştirmek amacıyla katalizör kullanımı ve piroliz öncesi ısıl işlem yöntemleri uygulanmıştır. Farklı reaksiyon parametrelerinin biyoyağ verimi ve biyoyağın içerisindeki bileşenlere etkisi incelenmiştir. Elde edilen biyoyağların organik bileşen içerikleri Gaz Kromatografisi- Kütle Spektrometresi (GC-MS), biyoyağlar içerisindeki fonksiyonel gruplar Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometresi (FT-IR) ve biyoyağın bileşimi Nükleer Manyetik Rezonans (1H-NMR) Spektroskopisi analizleriyle tespit edilmiştir. GC-MS analizleri sonucunda elde edilen tüm biyoyağlarda en çok bulunan kimyasal bileşiklerin fenoller, asitler ve ketonlar olduğu tespit edilmiştir. En yüksek biyoyağ verimi %75 pirinç kabuğu küspesi ve %25 haşhaş küspesi içeren biyokütle kaynağının ağırlıkça %3'ü kadar H-β zeoliti kullanılarak, 550°C'de ko-pirolizi sonucunda elde edilmiştir. En yüksek fenol içeriği ise %75 pirinç kabuğu küspesi ve %25 haşhaş küspesi içeren biyokütle kaynağının 250°C'de ön ısıl işlem gerçekleştirildikten sonra 550°C'de ko-pirolizi ile elde edilmiştir. Katalizör kullanımı ve ön ısıl işlemin biyoyağın kararlığını arttırdığı ve asiditesini düşürdüğü tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda, katalizör kullanımı ve piroliz öncesi ısıl işlem uygulamalarının biyoyağın özelliklerinin iyileştirmesinde potansiyel yöntemler olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, elde edilen biyoyağ, MgO-C refrakter tuğla üretiminde fenol formaldehit reçinesi yerine bağlayıcı madde olarak kullanılmıştır. Refrakter malzemelere fiziksel, mekanik ve ısıl şok testleri uygulanmış, testler sonucunda malzemenin ısıl şok direncinin arttığı görülmüştür.
Keçiboynuzu küspesinden elde edilen biyo-yağdan formaldehit içermeyen fenolik reçine eldesi
Bu araştırmada, tarımsal bir yan ürün olan keçiboynuzu küspesinden hızlı piroliz sonucunda elde edilen biyo-yağın, MgO-C refrakter tuğlalarda fenolik reçine yerine bağlayıcı olarak kullanılması araştırılmıştır. Keçiboynuzu küspesinin hızlı piroliz yöntemiyle farklı piroliz koşullarındaki sıcaklığının biyo-yağ verimine ve kimyasal bileşik yapısına etkisi incelenmiştir. Elde edilen biyo-yağların kimyasal bileşik içerikleri Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrofotometresi (GC-MS) analizi ile tespit edilmiştir. Yapılan GC-MS analizleri sonucunda biyoyağların yapısında bulunan kimyasal bileşiklerin çoğunluğunun fenol, keton ve asitlerden oluştuğu tespit edilmiştir. En iyi biyo-yağ veriminin elde edildiği ve yapısında yüksek oranda fenol bulunan (100°C/dk ısıtma hızında 450°C piroliz sıcaklığında elde edilen biyo-yağ), MgO-C refrakter tuğla yapımında fenol-formaldehit reçinesi yerine bağlayıcı madde olarak kullanılmıştır. Biyo-yağlı fenol hidroksimetil furfural reçinesinden hazırlanan refrakter kompozisyonlara fiziksel ve mekanik testler uygulanmıştır.