Yumuşak ve sert odun peletlerinden torrefaksiyonla biyokömür üretimi

Günümüz dünyasında sera gazı emisyonunun gitgide artmasının neden olduğu iklimsel değişiklik endişeleri enerji üretiminde kullanılan yanma, gazlaştırma ve piroliz gibi ısıl kimyasal işlemler için yenilenebilir hammaddeler olarak lignoselülozik biyokütlelere daha fazla ilgi gösterilmesini sağlamaktadır. Lignoselülozik kütleler genellikle karmaşık kimyasal yapılı heterojen maddelerdir. Menşelerine bağlı olarak fiziksel ve kimyasal bileşimlerinin geniş bir aralıkta değişmesinden dolayı ısıl kimyasal işlem teknolojilerinin uygulanabilirliği karmaşıktır. Çoğu uygulamada asıl işlem öncesi ön işlemlere sokulmaları gerekmektedir. Torrefaksiyon da bilinen biyokütle ön işleme yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada sert ve yumuşak ağaç odunundan hazırlanan peletlerin torrefaksiyon işlemi ile kullanılabilir bir katı yakıta dönüştürülmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle meşe ve çam ağacı odunu gibi iki farklı odun türü sabit yatak sisteminde torrefaksiyon işlemine tabi tutuldu. Ürün verimi ve katı ürünün özelliklerine, sıcaklık, işlem süresi ve biyokütle türü gibi parametrelerin etkisi araştırıldı. Torrefaksiyon işlemi 230, 260, 300 °C sıcaklık ve 10, 20, 40, 60 dakika işlem süresinde gerçekleştirildi. İşlem sonunda elde edilen katı ürünün özelliklerinin belirlenmesi ve ham biyokütle ile karşılaştırılması için; kısa, elementel, TGA ve DTG analizleri yapıldı. Meşe ve çam ağacı odunlarının torrefaksiyon işlemi ile kullanılabilir bir katı yakıta dönüştürülmesi amacıyla yapılan çalışma sonucunda, ürün veriminin en fazla çalışma sıcaklığından etkilendiği ve artan sıcaklıkla katı ürün verimi düşerken sıvı ürün veriminin arttığı belirlendi. İşlem süresinin ise düşük sıcaklıklarda etkili olduğu görüldü. Meşe ağacı odunundan elde edilen katı ürün veriminin çam ağacı odunundan düşük olduğu tespit edildi. Artan işlem sıcaklığının katı ürünün sabit karbon oranını artırdığı ve oksijen içeriğinde azalmaya neden olduğu belirlendi. İşlem sıcaklığı ile peletlerin yoğunluğunun azaldığı görüldü. Ham biyokütle ve torefiye biyokütlelerin TGA ve DTG eğrileri incelendiğinde, torrefaksiyon sıcaklığının lignoselülozik yapı üzerinde etkili olduğu ve artan torrefaksiyon sıcaklığı ile lignin içeriği yüksek bir katı ürün elde edilebileceği sonucuna varıldı. Katı üründeki lignin içeriğinin meşe ağacı odununda belirgin bir şekilde yüksek olduğu gözlemlendi.