Bazı ağaç türlerine ait odunların sıvılaştırılması ve sıvı ürünün kompozisyonunun belirlenmesi

Odunun sıvılaştırılması, uygun kimyasal maddeler içeren çözücü ortamında ısı etkisi ile yüksek sıcaklık ve basınçta odun bileşenlerinin parçalanması sonucu sıvı ürünlerin elde edildiği bir biyokütle dönüşüm işlemidir. Bu tez çalışmasında, İran palamut meşesi (Quercus brantii), beyaz çiçekli yalancı akasya (Robinia pseudoacacia) ve kızılçam (Pinus brutia) gibi ağaçlardan elde edilen odun örnekleri tane boyutu 0.5 mm' den küçük olacak şekilde öğütüldü, 105 °C' de etüvde kurutuldu ve sulu ortamda sıvılaştırıldı. Odun örneklerinin sıvılaştırılması sonucu elde edilen yağ ürün verimi üzerine sıcaklık, odun konsantrasyonu, sıvılaştırma süresi ve katalizör gibi parametrelerin etkileri incelendi. Ayrıca havada kurutulmuş ve etüvde kurutulmuş odun örneklerinin sıvılaştırılmasından elde edilen yağ ürünlerin verimleri kıyaslandı. Sıvılaştırma deneyleri, yarı kesikli bir reaktörde farklı sıcaklıklarda (240, 280, 320 ve 350 °C), farklı odun konsantrasyonlarında (% 5, 10 ve 15) ve farklı sıvılaştırma sürelerinde (0, 0.25, 0.5, 1.0 ve 1.5 saat) gerçekleştirildi. Sıvılaştırma deneylerinde katalizör olarak formik asit (HCOOH), sodyum karbonat (Na2CO3) ve çinko klorür (ZnCl2) kullanıldı. Sıvılaştırma ürünü yağlar dietil eter ile ekstrakte edildi ve FTIR spektroskopisi ve GC-MS cihazları yardımıyla analiz edilerek yağ ürünü oluşturan bileşikler tespit edildi. Ayrıca elde edilen yağ ürünlerin viskoziteleri döner viskozimetre kullanılarak ölçüldü ve üs kanunu kullanılarak Newton kanununa uymayan akış davranışı modellendi.Yağ ürün veriminin sıcaklık arttıkça belli bir sıcaklığa kadar arttığı ve bu noktadan daha yüksek sıcaklıklarda azaldığı gözlendi. Yağ ürün veriminin 280-320 °C sıcaklıklarda en yüksek değere ulaştığı görüldü. Sıvılaştırma süresindeki artma ile yağ ürün veriminin azaldığı ve en yüksek yağ ürün veriminin 0 saat sonunda elde edildiği görüldü. Sıcaklık yükseldikçe ve sıvılaştırma süresi uzadıkça yağ ürün verimi azalırken, gaz ürün veriminin arttığı görüldü. Odun konsantrasyonundaki artma ile yağ ürün veriminin arttığı belirlendi. Çinko klorür katalizörünün sıvılaştırma işleminde diğer katalizörlere göre daha etkin bir rol oynadığı tespit edildi. En yüksek yağ ürün verimi akasya odunundan en düşük yağ ürün verimi ise meşe odunundan elde edildi. Odun örneklerinin lignin içeriğine bağlı olarak yağ ürün veriminin değiştiği ve lignin oranı arttıkça yağ ürün veriminin azaldığı görüldü. Havada kurutulmuş ve etüvde kurutulmuş odun örneklerinden elde edilen yağ ürün verimleri arasında belirgin bir fark görülmedi. Elde edilen yağ ürünlerin analizlerinden yağ ürünü oluşturan bileşiklerin ağırlıklı olarak fenolik bileşikler olduğu ve bunların yanında aldehit ve karboksilli asit bileşiklerinin de olduğu tespit edildi. Sıvılaştırma sonunda oluşan sıvı ürünlerin pseudo plastik tipte Newtonian olmayan akışkanlar oldukları ve sıvı üründeki fenolik bileşiklerin miktarına ve cinsine bağlı olarak viskoz davranışlarının değiştiği belirlendi.