Biyokütle
73 theses under this subject heading
Kimyasal olarak modifiye edilmiş pPunıca Granatum L. kabuklarının ağır metallere karşı biyosorpsiyon davranışının incelenmesi
Bu çalışmada, kimyasal olarak modifiye edilmiş Punica granatum L. kabuklarının (PGL) ağır metallere karşı biyosorpsiyon davranışı incelenmiştir. PGL'nin modifikasyon işlemi farklı kimyasallar ile gerçekleştirilmiştir. En yüksek modifikasyon miktarına hekzametilendiamin (HMDA) ile modifiye edilen biyokütle ile ulaşılmıştır. PGL ve HMDA-PGL üzerine Pb+2 ve Cu+2 iyonlarının biyosorpsiyonu pH, etkileşim zamanı ve sıcaklığa bağlı olarak incelenmiş; bunun yanısıra, deneysel veriler kullanılarak biyosorpsiyonun kinetik ve izoterm verileri çıkartılmıştır. Biyosorpsiyonun kinetik ve izoterm modellemesiyle deneysel verilerin yalancı-ikinci-derece kinetik ve Langmuir izotermine modellerine uygunluk gösterdiği belirlenmiştir. Sürekli sistem ile gerçekleştirilen biyosorpsiyon deneylerinde biyokütlelerin tekrar kullanılabilirliği araştırılmış ve metallerin biyosorpsiyonuna ait kırılma eğrileri türetilmiştir. Ayrıca PGL'nin HMDA ile modifikasyonunun ve biyosorpsiyon sürecinin aydınlatılması amacıyla FT-IR, BET, SEM, TG ve elementel analiz yöntemleri kullanılarak karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Atık su arıtma çamurunu değerlendirme imkanlarının araştırılması
Bu çalışmada, atıksu arıtma çamurunun karakteristik özellikleri belirlenerek 125 mm iç çap ve 1.8 m yüksekliğe sahip laboratuvar ölçekli Dolaşımlı Akışkan Yatak (DAY) bir fırında; arıtma çamuru+kömür, arıtma çamuru+biomas ve arıtma çamuru+kömür+biomas karışımları şeklinde ayrı ayrı yakılmıştır. Deneysel çalışmalarda değişik arıtma çamuru/kömür/biomas oranla rı(% 0-20 çamur, %80-100 kömür ve %80-100 biomas) denenmiştir. Akışkan yatak malzemesi olarak silis kumu ve kül karışımı kullanılmıştır. Yatak boyunca oluşan basınç dağılımları (mbar), yatak sıcaklıkları (°C) ve baca gazındaki 02, S02, C02, CO, NOx ve CmHn konsantrasyonları on-line olarak ölçülmüştür. Ayrıca yanma verimi (%) ve termik kapasite (kW) değerleri belirlenerek; yatak sıcaklığı (°C), yakıt besleme oram (kg/s), terminal hız (m/sn) gibi işletme parametreleri için optimal çalışma koşullan tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Arıtma Çamuru, Biomas, Kömür, Yakma, Dolaşımlı Akışkan Yatak
Process simulation of biomass and coal chemical looping gasification for hydrogen production
Chemical looping gasification (CLG) is an innovative process developed for the production of syngas by the gasification of fossil and biomass solid fuels. It can be integrated into the CLG process, chemical looping combustion (CLC), and chemical looping reforming (CLR) processes for sustainable energy and hydrogen production. For the gasification of solid fuels, coal direct chemical looping (CDCL) process development studies are carried out, in which chemical looping processes are used together. In this study, Simsci Pro/İİ chemical process simulation program was used to simulate the CDCL system. For hydrogen production CDCL process models were created by using Soma lignite and biomass (sawdust) as solid fuel and hematite ore as an oxygen carrier. The effects of process parameters such as Soma lignite coal, wood sawdust, and oxygen carrier ratio, air and fuel reactor temperatures, and the amount of oxygen carriers on gasification products and hydrogen yield were investigated.
Orman ağaçlarında depolanan karbon miktarının farklı biyokütle tahmin yöntemleri ile belirlenerek zamansal değişiminin analiz edilmesi: Alara planlama birimi örneği
Orman ekosistemleri topluma çeşitli mal ve hizmetler sunan önemli doğal kaynaklarından bir tanesidir. Karbon depolama önemli bir orman fonksiyonu olup, günümüzde en önemli küresel ve ekolojik endişelerden biri olan iklim değişikliğini önleme ve kontrol etme açısından, orman ekosistemleri önemli bir rol ve görev üstlenmektedir. Bu çalışmada öncelikle, Türkiye'nin güneyinde yer alan Alara Orman Planlama Biriminin, 1997-2018 yılları arası arazi kullanım değişimi ile orman yapı ve kuruluşunda meydana gelen konumsal ve zamansal değişimi analiz edilmiştir. Daha sonra orman ekosisteminde meydana gelen değişimin orman biyokütlesinde depolanan karbon miktarı üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Son olarak farklı biyokütle hesaplama yöntemlerine göre planlama birimi düzeyinde biyokütle ve karbon hesabı yapılmış, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda planlama biriminde 21 yıllık süreçte; orman alanı miktarında %2,3 azalma, bozuk orman alanında %62 oranında azalma, yerleşim ve ziraat alanında %6,8 azalma ile verimli orman alanı miktarında %15'lik bir artış olduğu belirlenmiştir. Meşcere gelişim çağı ve kapalılık itibariyle orman yapısında önemli ve olumlu bir gelişimin olduğu gözlenmiştir. Orman yapı ve kuruluşundaki olumlu gelişmelere bağlı olarak, 2018 yılında 1997 yılına göre orman biyokütlesinde depolanan karbon miktarında %10'luk bir artış olduğu tahmin edilmiştir. Biyokütle denklemine göre hesaplanan orman biyokütlesi miktarının, biyokütle dönüşüm katsayılarına göre %48 daha yüksek sonuç verdiği görülmüştür. Çalışma sonuçlarına göre, orman biyokütle ve karbon hesaplamalarında hem uzaktan algılama verilerinin hem de ağaç türü düzeyinde geliştirilmiş biyokütle denklemlerinin kullanılmasının daha uygun olacağı önerilmektedir.
Tarımsal atıklardan elde edilen biyokömür değerlerinin araştırılması
Dünya genelinde kömür, petrol, doğalgaz gibi enerji kaynaklarının kullanımı sonucu ortaya çıkan atıklar doğada tahribata sebebiyet vermekle birlikte ekonomik ve çevresel faktörler açısından da olumsuz etkilere yol açabilmektedir. Ülkemizde kullanılan kömür çeşitlerinde özellikle odun ve taş kömürü çeşitlerinin yanması sonucu meydana çıkan kül moleküllerinde toksik maddeler bulunmaktadır. Bu toksik maddeler çevre ve canlı sağlığı için tehdit unsuru olabilmektedir.Teknolojinin gelişimi ile bu tehdidin yavaşlatılması veya engellenmesi için alternatif enerji kaynakları ile çözümler üretilmeye çalışılmaktadır.Artan Dünya nüfusu ile birlikte alternatif enerji kaynaklarıyla çözümler aranmaya başlanmıştır. Küresel ısınmanın da artmasıyla Dünyanın karşılaştığı enerji problemleri de artmıştır. Bu nedenle enerji üretimine ilişkin doğal ve çevreye zararın azaltımına yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Biyokütlenin ısı enerjisi kaynağı olarak kullanımı klasik yöntemlerden farklı olarak piroliz yönteminin (biyokütlenin günümüz hayatına uygun katı, sıvı ve gaz ürünlere dönüştürülmesini sağlayan yöntem) yaygın olarak kullanıldığı görülmüştür. Bu amaçla, tarımsal atıkları kullanılarak sürekli kapalı sistem proliz yöntemi ile elde edilen biyokömürünün alternatif enerji kaynağı olarak kullanılabilirliği bu tezde incelendi. Bu amaçla üç farklı kömür çeşiti torluk yöntemi sıkıştırma tekniği ve tarımsal atıklardan elde edilen biyokömür fiziksel ve kimyasal analizler yapılarak kıyaslandı. Sonuç olarak bu tez çalışmasında, tarımsal atıklardan üretilen biyokömürün üretim süreçleri araştırılmış olup sonrasında elde edilen kömürün fiziksel ve kimyasal analizleri yapılarak veriler istatistiksel olarak değerlendirildi.
Ceviz (Juglans regia) üretiminde yeşil ceviz ve sert ceviz kabuğu yan ürünlerinin biyokütle miktarlarının belirlenmesi ve tahmini
Cevizler, sulu etli, yenilmeyen bir mezokarp, odunsu endokarp ve yağ ve proteince zengin tohum kısımlarından oluşan küçük meyvelere sahiptir. Cevizlerin tohumu olarak kabul edilen iç cevizleri gıda olarak tüketilir. Üretim sürecinde sert kabuklar ve yeşil kabuklar birer yan ürün olarak ortaya çıkarlar. Ceviz meyvelerinden ortaya çıkan atık, yan ürün miktarlarının ölçülmesi ve istatistiği üzerine çok fazla çalışma bulunmamaktadır.Bu tez çalışmasında, ülkemiz ceviz üretim desenine uygun olarak, Chandler, Fernette, Fernor, Franquette ve Kaman-1 çeşitlerinde tüm meyvenin, meyve kısımlarından yeşil kabukların, sert kabukların, iç cevizlerin ve sert kabuklu cevizlerin biyokütle miktarları belirlenmiş, farklı meyve kısımlarının nemli ve kuru biyokütle değerleri arasındaki oranlar hesaplanmıştır. Ceviz meyvelerinde elde edilen biyokütle verilerinin yeşil kabuk ve sert kabuk biyokütleleri arasındaki korelasyonlar incelenmiş ve yan ürünlerin tahminine yönelik olarak regresyon eşitlikleri hesaplanmıştır. İncelenen çeşitlerde nemli biyokütle ve kuru biyokütle değerleri önemli düzeyde farklılık göstermiştir. Ölçülen biyokütle değerlerine dayalı olarak NYKB'nin NTMA'dan tahminin %90'ın üzerindeki öngörülen r2 değerleri ile kolaylıkla tahmin edilebileceği belirlenmiştir. KSKB değerlerinin tahmin edilmede KYKB'ye göre daha avantajlı olduğu, KYKB değerlerinin tüm çeşitlerde Basit Regresyon Eşitliği ile tahmin edilmesinin mümkün olmadığı, KSKB değerlerinin ise KYKB değerlerine göre daha fazla çeşitte ve daha yüksek öngörülen r2 değerleri ile özellikle KSKCB'den ve KİCB değerlerinden tahmin edilebileceği belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Ceviz, Juglans regia, yan ürün, biyokütle, yeşil kabuk, sert kabuk, Chandler
Bir bölgesel ısıtma sisteminde biyokütle örneğinin modellenmesi
Yenilenebilir enerji kaynakları içinde yer alan biyokütle, geniş bir ürün yelpazesine sahiptir. Odunsu materyaller ve endüstriyel atıkların yanında servis ömrünü tamamlamış ahşap bazlı ürün ve yapılar da önemli biyokütle kaynaklarıdır. Bu kaynakların pelet veya kömüre dönüştürülmesi ile enerji elde edilebildiği gibi doğrudan yakılarakta enerji elde edilebilir. Bu çalışmada, mısır bitkisi artıklarından elde edilen mısır samanı Salihli İlçesinin şehir ısıtma hattında kullanılmıştır. Mısırın hasadından sonra kalan artıklar toplanıp balya haline getirilmiştir, balyalardan pelet fabrikasında biyoyakıt elde edilmiştir. Salihli İlçesi için jeotermal bölgesel ısıtma sistemine alternatif bir ısıtma sistemi oluşturulmuştur ve biyoyakıt üretimi planlanmıştır. Biyoyakıt üretim tesisi ve bölgesel ısıtma sistemi 3 boyutlu olarak çizilmiştir ve sistemin bileşenlerinin seçimleri yapılmıştır. Gerekli yakıt miktarı ve gerekli ısı miktarı bulunmuştur, biyoyakıt ve bölgesel ısıtma sistemi için maliyet analizleri yapılmıştır. Bu tez çalışması; biyokütle enerjisi kullanılarak bir bölgesel ısıtma sisteminin örnek modellemesi çalışmasıdır.
Upgrading fuel characteristic of poultry sludge via wet torrefaction
The main barriers to the use of biomass as an energy source are high humidity, ash, and oxygen content which can be eliminated by wet torrefaction (WT). In this study, dewatered poultry sludge (DPS), as being complex biomass to dispose of, was subjected to WT by considering the reaction temperature, time, and feed concentration as the independent process parameters. The parameter range is determined using response surface methodology and the experiments were carried out in a laboratory-scale batch reactor. The optimum conditions for both maximum solid yield (SY) and calorific value (CV) were evaluated for the reaction temperature, time, and feed concentration of 268°C, 47 min, 50wt%, respectively. According to the results, the feed concentration was the most influential parameter on calorific value and solid yield, whereas the reaction time has the lowest effect. In addition to their individual effects, the interactive effects of process parameters on CV and SY were also analyzed by two and three-dimensional contour plots. Besides, the proximate analysis revealed that the fixed carbon was observed to be increased while the amount of ash and volatile matter in the torrefied DPS (TDPS) decreased under optimum conditions. Through the ultimate analysis, a remarkable reduction in the atomic ratio of oxygen to carbon was reported. According to the results it is concluded that the WT significantly enhances and converts raw poultry sludge to a more efficient solid fuel.
Nohutta fusarium solgunluğu (Fusarium oxysporum f. sp. ciceris)'na karşı trichoderma türlerinin biyolojik etkinliklerinin araştırılması
Türkiye'de baklagiller içerisinde ikinci sırada yer alan nohut'un en önemli iki fungal hastalığından birisi Fusarum solgunluğu (Fusarium oxysporum f.sp. ciceris) (Foc) hastalığıdır. Bu çalışmada Mersin ili, Tarsus ilçesine bağlı Pınaroluk, Ziftlik ve Emissili mahallelerinde yetiştirilen nohut tarlalarından 20 farklı Foc izolatı elde edilmiştir. Solgunluk ve sarılık nekrozu oluşturan toplam 10 izolatı (Foc5,Foc7, Foc8, Foc10, Foc11, Foc12, Foc14, Foc15, Foc19 ve Foc20) üç farklı Trichoderma türü (T. virens, T. atroviride ve T. harzianum) (T1, T2 ve T3) ile in vitro koşullarda ikili kültür çalışmaları yapılmıştır. In vitro ikili kültür testlerinde tüm Foc izolatlarına karşı en etkili antagonist tür yerli izolat T. harzianum olmuştur. Patojenisite testi ile en virulent 3 Foc izolatı (Foc8, Foc12 ve Foc14) seçilerek sera çalışmalarında Trichoderma türlerinin biyokütle artışına etkisi araştırılmıştır. Biyokütle artışında da en etkili antagonist T. harzianum olup, bunu T. atroviride izlemiş, en az etkili antagonist ise T. virens olarak saptanmıştır.
Toprak altı damla sulama yönteminin tatlı sorgum bitkisinin biyokütle ve biyoetanol verimlerine etkisi
Bu çalışma, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü Deneme alanında 2021 yılında yürütülmüştür. Tesadüf blokları deneme deseninde, 3 yinelemeli olarak yürütülen çalışmada, toprak altı damla sulama yönteminin sorgum verimine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada, sorgum bitkisi gelişim dönemi boyunca dört farklı bitki-pan katsayısı (Kcp:1.00, Kcp:0.75, Kcp:0.50, Kcp:0.25) değerleri kullanılarak, farklı sulama suyu düzeyleri oluşturulmuştur. Tatlı sorgum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) M81E çeşidi kullanılan çalışmada, deneme konularına 330 mm ile 590 mm arasında sulama suyu uygulanmıştır. Konulara göre kuru madde verimleri 1720 kg/da ile 5420 kg/da arasında değişmiş olup, en yüksek kuru madde verimi, tam sulanan konudan elde edilmiştir. Sulama suyu kullanım randımanı (IWUE) değerleri 9.19 kg/m3 ile 5.21 kg/m3, su kullanım randımanı (WUE) değerleri ise 5.8 kg/m3 ile 10.5 kg/m3 arasında değiştiği tespit edilmiştir. Deneme konularından elde edilen biyokütle veriminin 4281 ile 9343 kg/da arasında, teorik biyoetanol veriminin ise 52.1 ile 207.3 L/da arasında değiştiği saptanmıştır. En yüksek özsu verimi 2463 L/da olarak I1 konusundan elde edilirken, en düşük özsu verimi 633 L/da olarak I4 konusundan elde edilmiştir. Farklı sulama düzeyleri altında brix (%) değerlerinde istatistiksel olarak önemli farklar elde edilmemiştir.
Hızlı gelişen bir tür olarak duglas göknarının (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco var. viridis) batı Karadeniz bölgesindeki doğal türlerle büyüme ve ekosistemdeki besin maddesi dağılımı açısından karşılaştırılması
Türkiye'de hızlı gelişen türlerle 1940'lardan beri deneme çalışmaları yapılmaktadır. Üzerinde en yoğun çalışma yapılan türler Amerikan kökenli olanlardır. Bunlardan duglas göknarı (DG) yeteri kadar orijinle temsil edilmiş ve endüstriyel odun üretimi için en başarılı türlerden birisi olarak gösterilmektedir. Marmara ve Batı Karadeniz Bölgesi DG'nın doğal yayılış alanları olan Kuzey Amerikanın kıyı bölgeleriyle benzer büyüme koşullarına sahiptir. DG'nin farklı orijinleriyle Doğu- ve Batı Karadeniz bölgelerinde yapılan birçok deneme başarısız olmuştur. Elde edilen DG büyüme farklılıklarının seçilen sahalardan kaynaklandığı belirtilmiş olsa da başarılı olarak nitelendirilen sahalardan elde edilen veriler idare süresinin ilk yıllarındaki belirli bir dönemi kapsamaktadır. DG ağaçlandırma sahalarının en geniş alana sahip olanlarından birisi Düzce Orman İşletme Müdürlüğü'ne bağlı Melen İşletme Şefliği sınırları içerisinde kalan Yeşilyayla bölgesindedir. Bu çalışmanın amacı; hızlı gelişen tür olarak nitelendirilen DG ile aynı bölgede doğal olarak yetişen türleri 16 yıllık biyokütle birikimi ve toprak altı ve üstü bazı ekosistem değişkenlerine etkileri açısından karşılaştırılmaktır.Araştırma sahaları, Batı Karadeniz Bölgesinde 900 m yükseklikte olup, yaklaşık 1200 mm yıllık yağış ve 10 0C nin altında yıllık ortalama sıcaklığa sahiptir. Tanecik bileşimi balçık ve killi balçık arasında değişen topraklar kahverengi orman toprağı olarak sınıflandırılmaktadır. Araştırma sahaları 1988 yılında tıraşlama kesimi yapılarak boşaltılmış ve diri-örtü temizliği yapılmıştır. Sahalara, Washington, ABD orijinli tohumlardan yetiştirilmiş 2 + 0 yaşında, çıplak köklü duglas göknarı fidanları (Pseudotsuga menziesii (mirb.) Franco var. viridis) 2.5 x 2 m. aralıklarla dikilmiştir. Ayrıca 18.5 ha sahaya 2 + 0 sarıçam (Pinus sylvestris L.) fidanları 1.25 x 2.5 m aralığında dikilmiştir. Aynı yıl bitişik sahada yer alan 95 ha kayın (Fagus Orientalis, Lipsky) sahalarında doğal gençleştirme yapılmıştır. Gençleştirme sahalarında bozuk meşçere halinde doğal olarak bulunan gürgen (Carpinus betulus), kestane (Castane sativa), keçi söğüdü (Salix caprea) ve titrek kavak (Populus tremula) sahanın temizlenmesi sırasında tıraşlama olarak kesilmiştir. Kesilen kütüklerden sürgün yoluyla gelen bireyler kısa sürede gelişerek meşçere tipini bu türlerin çoğunlukta olduğu karışık meşçere olarak belirlemiştir.Gençliğin sahaya gelmesinden 16 yıl sonra (2004) biyokütle ve yapraktaki besin analizleri için her sahadan rastgele yöntemle belirlenen 4 noktadan 5 x 5 m büyüklüğünde deneme alanlarında bulunan ağaçların tamamı motorlu testerelerle kesilerek, dal, yaprak ve gövde olarak ayrılıp biyokütle hesaplamaları yapılmıştır. Yaprak ve ibrelerde toplam azot (N), fosfor (P), potasyum (K), kalsiyum (Ca), kükürt (S) ve magnezyum (Mg) yoğunlukları ve miktarları belirlenmiştir. Ayrıca her bir sahadan rasgele seçilen 5 noktadan 20 x 20 cm büyüklüğündeki alanlardan ölü-örtü örnekleri toplanarak ölü-örtü miktarı ve makro besin analizleri yapılmıştır. Toprağın hacim ağırlığı ve besin içeriğinin belirlenmesi için her örnek alandan rasgele belirlenen 5 noktadan 0-10 ve 10-20 cm derinliklerinden, toprak örneği alınmıştır. Topraklarda da toplam karbon (C), N, P, K, Ca, S, Mg, katyon değişim kapasitesi (KDK) ve asitliği (pH) belirlenmiştir. Veriler rasgele deneme desenine uygun olarak varyans analizi (ANOVA) kullanılarak analiz edilmiştir.Denemenin 16'ıncı yılında sarıçam ve duglas göknarının biyokütleri birbirlerinden farklı olmamakla birlikte kayın ağaçlarının toplam biyokütlesi her iki türün ortalama biyokütlesinden yaklaşık % 148 daha fazladır. Yine en fazla biyokütleye sahip kayın ağacı en az biyokütleye sahip karışık türlerin ortalama biyokütlesinden yaklaşık 10 kat daha fazla biyokütle biriktirmiştir. Kayın yaprakları da duglas ibrelerinden % 25, sarıçam ibrelerinde bulunandan yaklaşık % 45 daha fazla N içermektedir. Besin yoğunlukları ve biyokütle miktarları kullanılarak yapılan hesaplamalar sonucu kayın ağaçlarının duglastan yaklaşık 4.9, karışık türlerden yaklaşık 8.6, sarıçamdan da 2.6 kat fazla N içerdiği hesaplanmıştır. Kayın ağaçları duglas ve karışık türlerin içerikleri ortalamasının yaklaşık 5 kat fazlası fosfor içermektedir. Potasyum bakımından yapılan incelemede kayın ağaçlarının duglastan 5.2, karışık türlerin ortalamasından 10.6 ve sarıçamdan 2.3 kat daha fazla K içerdiği ortaya çıkmıştır. Kalsiyum bakımından da potasyuma benzer bir eğilim görülmekte olup kayının duglastan 4.5, karışık türlerin ortalamasından 8 ve sarıçamdan yaklaşık 3 kat daha fazla Ca içerdiği belirlenmiştir. Araştırma sahalarının toprak analizinde, toprağın hacim ağırlığı, toprak tepkimesi ve KDK değerleri bakımından istatistiki olarak önemli bir farklılık bulunmamıştır. Ekosistemdeki toplam besin miktarları karşılaştırıldığında En fazla azota sahip kayın sahalarının en az azota sahip karışık türlerin bulunduğu sahadan yaklaşık 1.9 kat sarıçam sahalarından da 1.6 kat daha fazla N içerdiği hesaplanmıştır. Kayın sahalarının duglas sahalarından 1.6, karışık türlerin bulunduğu sahalardan da 2.5 kat daha fazla toplam ekosistem fosforu içerdiği belirlenmiştir.
Batı Karadeniz orman ekosistemlerinde ölü örtü dinamiği
Bu çalışmanın amacı Batı Karadeniz Düzce Akçakoca bölgesi doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky) ve Anadolu kestanesi (Castanea sativa Mill.) karışık meşçerelerindeki biyokütle ile biyokütle, ölü örtü ve toprakta tutulan karbon miktarının ve ölü örtü dinamiği ve ayrışmasının belirlenmesidir. Kayın ve kestane ağaçlarının biyokütleleri ile C miktarlarının ağaçların göğüs yüksekliğindeki çapları ile doğru orantılı ve pozitif bir ilişkisinin olduğu belirlenmiştir. Bu ekosistemlerde toprak, ölü örtü, diri örtü ve ağaçların içerdiği C miktarları sırasıyla 92,1, 4,2, 25 ve 169 Mg ha-1 bulunmuş ve toplamda 290,3 Mg ha-1 C depolandığı hesaplanmıştır. Ölü örtü ayrışması dört zaman periyodunda (3, 6, 15 ve 27 ay) incelenmiş ve kestane yapraklarında her bir zaman periyodunun sonunda toplam kütlenin sırasıyla % 81, % 68, % 55 ve % 42'sinin kaldığı, kayın yapraklarında ise yüzde kalan kütle miktarlarının kestane yapraklarından yaklaşık sırasıyla 1,1, 1,2, 1,2 ve 1,4 kat daha fazla olduğu, bununla birlikte kestane için her bir zaman periyodunda hesaplanan "k" değerlerinin, kayın için aynı zaman periyotlarında hesaplananlardan yaklaşık 2 kat daha fazla olduğu belirlenmiştir. Kayın ve kestane meşçerelerinde en düşük "k" değeri ikinci yılsonunda sırasıyla 0.248 ve 0.398 olarak hesaplanmıştır. En yüksek "k" değerleri ise üçüncü ay sonunda, en düşük k değerlerinin yaklaşık 2 katı olarak hesaplanmıştır. Birinci yılsonu k değerleri kestane ve kayın için sırasıyla 0.478 ve 0.307 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak kestane yapraklarında meydana gelen kütle kaybının ve hesaplanan "k" değerlerinin, kayın yapraklarından daha fazla olduğu ve dolayısıyla kestane de meydana gelen ayrışmanın da daha hızlı olduğu belirlenmiştir. Nitekim kayın yapraklarının % 95'inin ayrışması için gereken süre (3/k değeri) 10-12 yıl, kestane için ise 6-7,5 yıl olarak hesaplanmıştır. Kayında ayrışmanın başlangıç aşaması doğu bakıda batı bakıya oranla daha hızlı gerçekleşirken, kestane için aynı sonuç ayrışmanın daha ileri safhaları olan birinci ve ikinci yılsonu için bulunmuştur. Kayın meşçerelerinde birinci yılsonunda yükselti arttıkça ayrışmanın hızlandığı, ikinci yılsonunda ise tam tersi bir durumun olduğu belirlenmiştir. Kestane meşçerelerinde ise birinci yılsonuna kadar ayrışma hızında bir fark yokken, ikinci yılsonunda genel eğilimin yükselti arttıkça ayrışma hızının yavaşladığı yönünde olduğu belirlenmiştir.
Kayın, meşe ve çam ağacı odunlarının katalitik torrefaksiyonu
Bu çalışmada meşe, çam ve kayın ağacı odunlarının torrefaksiyonu işlemi üzerine biyokütlenin termokimyasal dönüşümünde doğal bir katalizör ve bitkinin büyümesinde önemli bir rol oynayan potasyumun etkisi incelenmeye çalışıldı. Bu amaçla, üç oduna ait toz örnekler farklı konsantrasyonlarda (0,005M, 0,010M, 0,015M ve 0,030M) potasyum karbonat ile muamele edildi ve potasyum karbonat emdirilmiş toz örnekler ile ham odun örneklerinden peletler hazırlandı. Torrefaksiyon işlemi sabit yatak sisteminde yürütüldü. Torrefaksiyon işlemi sonrası elde edilen katı, sıvı ve gaz ürün verimleri üzerine işlem sıcaklığı, katalizör miktarı ve biyokütle türünün etkisi ortaya konmaya çalışıldı. Torrefaksiyon işlemi 250 ve 300 °C sıcaklıklarda 60 dakika işlem süresinde gerçekleştirildi. İşlem sonunda elde edilen katı ürünün özelliklerinin belirlenmesi ve ham biyokütle ile karşılaştırılması için; kısa analiz, elementsel analiz ve FTIR analizleri yapıldı. Torrefaksiyon işlem sıcaklığının katı ürün verim üzerinde etkili olduğu, katalizör miktarının orta torrefaksiyon işleminde genel olarak etkili olmadığı belirlendi. Şiddetli torrefaksiyon işleminde ham örnekler ile karşılaştırıldığında katalizörün katı ürün verimi üzerinde etkili olduğu görüldü. Torrefaksiyon işleminden elde edilen katı ürünün kül miktarının hem işlem sıcaklığı hem de katalizör ilavesi ile arttığı sonucuna varıldı. Ayrıca katı ürünün uçucu madde içeriği katalizör miktarı ve işlem sıcaklığı ile belirgin olarak azaldı. Ham ve potasyum karbonat emdirilmiş odun örneklerinin H/C ve O/C oranları Van Krevelen diyagramına yansıtıldığında ham odun örneklerinin atomik H/C ve O/C oranının torrefiye olmuş örneklere göre daha yüksek olduğu tespit edildi. Potasyum karbonat emdirilmiş kayın ve çam ağacı odunlarının şiddetli torrefaksiyon işleminden elde edilen torrefiye örneklerin Van Krevelen diyagramında linyitin bulunduğu bölgeye yaklaştığı görüldü.
Sinop yöresi doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky.) ormanlarının toprak üstü biyokütle ve karbon depolama miktarlarının belirlenmesi
Bu çalışma, yatay yayılışını Sinop-Türkeli Orman İşletme Müdürlüğü sınırları içinde, dikey yayılışını ise 450 m'den başlayıp 900 m yükseltiye kadar yapmakta olan Doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky.) ormanlarında yapılmıştır. Çalışmanın amacı; araştırma alanında yayılış gösteren kayın ormanlarının toprak üstü biyokütle ve karbon depolama miktarlarını belirleyerek bunlara ilişkin denklemleri düzenlemektir. Bu amaca yönelik olarak; araştırma alanında yükselti-iklim kuşakları (400m-600m, 600m-800m, 800m-1000m) ve bakıya (kuzey-güney) bağlı olarak seçme örnekleme yöntemi ile 400 m2 büyüklüğünde 55 adet deneme alanı alınmıştır. Her bir deneme alanından kesilecek olan ağaçların seçiminde; ağaçların değişik çap ve boy kademesinde, çeşitli gelişim çağlarında değişik yetişme ortamı ve kapalılık derecesinde, canlı, tepesi sağlam, tek gövdeli ve sağlıklı olmasına dikkat edilmiştir. Belirlenen örnek ağaçlar toprak seviyesinden kesilmiş, seksiyonlara ayrılarak kesitler alınmıştır. Ayrıca, örnek ağaç ve dalları temsilen bir dal seçilmiş ve bu örnek dalın yaş ağırlığı tespit edildikten sonra yaprakları daldan ayrılarak yaş yaprak ve dal ağırlıkları hassas terazi ile ölçülerek belirlenmiştir. Daha sonra dal ve yapraklardan örnekler alınarak polietilen torbalara konularak laboratuvara getirilmiştir. Örnekler üzerinde biyokütle ve karbon depolama tayinleri yapılmıştır. Çalışma sonucunda; biyokütlenin % 77,5'inin gövde odunundan oluştuğu tespit edilmiş olup, bunu sırasıyla dal (% 13,3), kabuk (% 7,4) ve yaprak (% 1,8) takip etmiştir. Benzer durumu karbon depolama açısından da görmek mümkündür. Zira depolanan karbon miktarları içerisinde en yüksek değerin % 77.9 ile gövde odununda elde edildiği, bunu sırasıyla dal (% 13), kabuk (% 7,3) ve yaprak (% 1,8) gibi ağaç bileşenlerinin takip ettiği tespit edilmiştir. Gerek biyokütle ve gerekse karbon depolamaya yönelik olarak belirlenmiş olan denklemler ilgili bölümlerde verilmiştir. Çalışma sonuçları yükseltiye bağlı olarak ağaç bileşenlerinin biyokütle ve karbon içeriklerinin anlamlı oranda değiştiğini göstermektedir. Bakı ile toprak üstü biyokütle ve karbon içerikleri arasında ise anlamlı bir ilişki belirlenememiştir.
Gıda sanayii biyokütle atıklarının enerji potansiyeli ve geri kazanımı
Günümüzde enerji üretiminin güçlüğü ve ekonomik sıkıntıları nedeniyle endüstriyel tesislerde kullanılan fosil yakıtların, doğalgazın, LPG gibi ürünlerin yerine olabildiğince tesislerde oluşan biyokütlelerin değerlendirilmesi düşünülmektedir. Bu çalışmada biracılık sektöründe oluşan biyokütlelerin enerjiye dönüşümü ve bu enerjinin tesislerde kullanılması amaçlanmaktadır. Ülkemizde çeşitli sektörlerde benzer çalışmalar yapılmaktadır. Örneğin zeytinyağı üretimi tesislerinde oluşan zeytin çekirdeği önemli bir enerji kaynağı olabilmektedir. Ayrıca ay çekirdeği kabuğu, antep fıstığı kabuğu gibi ürünler de önemli enerji kaynakları olabilmektedir. İlgili tesislerde kurulan uygun teknolojilerle istenen düzeyde enerji elde edilebilmektedir. Bira sektöründe üretim sonucunda oluşan arıtma çamurları, maya, kieselgur toprağı ve küspe gibi biyokütlelerin enerji potansiyeline bakılarak yine uygun teknolojiler kullanılarak istenilen düzeylerde enerji elde edilmesi hedeflenmektedir. İlgili biyokütlelerin emisyon değerlerinin altında kalacak şekilde yakılması sonucu elde edilecek enerji, tesisin değişik bölümlerinde kullanılabilecek ve önemli ölçüde kazanç elde edilebilecektir. Bu şekilde bu tür biyokütlelerin özellikle bertarafının zorluğunun önüne geçilmesi ve gübre şeklinde tarım sanayinde kullanılması yerine aynı tesiste uygun şartlarda yakılarak enerjiye dönüştürülmesi ve bu enerjinin tesis içinde istenilen bölgelerde kullanılması amaçlanmaktadır. Bu çalışmada küspe ve arıtma çamurundan enerji üretimine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Öncelikle her iki atık biyokütlenin analizleri yapılmış, STA analizleri ile gazlaşma özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Her iki türde biyokütlenin de büyük oranlarda susuzlaştırmaya ihtiyacı vardır. Bu amaçla kullanılabilecek olan kurutma sistemi incelenmiş ve bir döner kurutucu tasarımı yapılmıştır. Atık biyokütleler kullanılarak tesisin enerji ihtiyacının hangi oranda karşılanabileceği ortaya konmuştur.
Keban Baraj Gölü Gülüşkür Koyu kesiminin rotifera faunası ve mevsimsel değişimleri
Ill ÖZET DOKTORA TEZİ KEBAN BARAJ GÖLÜ GÜLÜŞKÜR KOYU KESİMİ' NİN ROTİFERA FAUNASI VE MEVSİMSEL DEĞİŞİMLERİ SERAP (EMİROĞLU) SALER Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Su Ürünleri Temel Bilimler Anabilim Dalı 2001, Sayfa: 113 Bu çalışmada, Ekim 1996-Eylül 1998 yılları arasında Keban Baraj Gölü Gülüşkür Koyu Kesimi'nin Rotifera Faunası ve Mevsimsel Değişimleri, suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri ile birlikte incelenmiştir. Çalışma sırasında Rotifera'ya ait 18 cins ve bu cinslere ait 27 tür kaydedilmiştir. Rotifera türlerinin birey sayılarında, ilkbahar ve yaz aylarında artış kaydedilmiştir. Sonbahar ve kış mevsimi rotiferlerin birey sayılarının düşük olduğu mevsimler olmuştur. Birey sayısı bakımından Keratella cochlear is, Kellicottia longispina ve Polyarthra vulgaris önemli olurken, biyomas bakımından Asplanchna priodonta ve Synchaeta pectinata dikkat çekmiştir. Asplanchnopus hyalinus ve Hydatina (Epiphanes) senta Keban Baraj Gölü için ilk kayıt olmuşlardır. İstatistiksel olarak kıyı kısımda rotifer dağılımında fark önemli olmazken, dikey olarak alınan açık bölge örneklerinde, fark önemli olmuştur. Anahtar Kelimeler: Keban Baraj Gölü, Gülüşkür Koyu, Rotifera, Mevsimsel Değişim, Biyomas
Dolaşımlı akışkan yatakta düşük sıcaklıklarda orman ürünlerinden oluşan gaz ürünlerin deneysel incelenmesi
Tüm fosil ve yenilenebilir enerji kaynakları günes kökenlidir. Güneste olusan hidrojen fizyon reaksiyonları ile açıga çıkan enerji ısıma yoluyla uzaya yayılmakta, bu enerjinin dünyamıza ulasabilen kısmı fotosentez ve metabolizma süreçlerinde rol oynamaktadır. Bitki yaprakları havadan karbondioksiti, yerden suyu ve mineralleri alarak bünyesindeki mineral kökenli katalizör etkisi ve günes ısınımı enerjisi ile bitkisel hidrokarbonları (CmHn) üretmekte ve çevreye oksijen vermektedir. Bitkisel hidrokarbonlar, canlılar tarafından tüketilerek metabolizma süreçleri ile metabolik hidrokarbonlara ve yaga dönüsmektedir. Bitkisel ve hayvansal hidrokarbonlar çesitli tektonik hareketler sonunda yer altında yüksek sıcaklık ve basınçlarda kalarak, milyonlarca yıl süren karbonizasyon süreçleri ile katı (kömür), sıvı (petrol) ve gaz (dogalgaz) fosil yakıtların olusumunu saglanmaktadır. Bu baglamda fosil yakıtlar tekrar olusum döngüsü milyonlarca yıl süren bir bakıma yenilenemeyen enerji kaynaklarıdır. Yeniden olusum döngüsü, çok daha kısa, yüz yılın altıda, olan fotosentezle olusan bitkisel hidrokarbonlar ve hayvansal metabolik hidrokarbonlardan olusan enerji kaynakları ise yenilenebilir enerji kaynakları olarak isimlendirilebilir. Bitkisel ve hayvansal, fosillesmemis artıklardan ya da v kalıntılardan olusan bu enerji kaynaklarına genel olarak biyokütle denilmektedir. Bu arastırmada, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Isıl - Güç laboratuarının altyapısı ve bilgi birikimi kullanılarak çam, gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugu gibi biokütlelerin gazlastırılması için dolasımlı akıskan yataklı gazlastırma sistemi tasarımlanmıs ve imal edilmistir. Baslangıçta gazlasma da buhar kullanımı öngörülmüs, gerekli kaynak saglanamadıgı için, buhar kullanmaksızın gazlastırma arastırmaları yapılmıstır. Gazlastırma ısı kaynagı olarak yatak dıs yüzeylerine konumlanan elektrikli ısıtıcılar ve biyokütlenin eksik yanma ısıları kullanılmıstır. Gazlasma derecesini belirlemek için brüt gazlasma verimi tanımlanmıstır. Sisteme verilen elektrik enerjisi dikkate alınmayarak, birim biyokütle basına üretilen sentetik gaz ısıl degeri, birim biyokütlenin alt ısıl degeri olarak kabul edilmistir. Tez çalısması, çam, gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugu üzerine yapılmıs, yapılan ölçüm ve hesaplamalar sonucunda, çam, gürgen agaç talası ve gürgen agaç kabugunun gazlasma verimleri sırasıyla %26,1, %26,7, %9,9 bulunmustur. Buradan da görüldügü gibi biyokütle gazlasma potansiyelinin en az yararlanılan gürgen agaç kabugu, en fazla yararlanılan gürgen agaç talasıdır. Bunun nedenleri incelenmis, bu biyokütlelerde gazlasma verimlerini artırılması ile ilgili yapılması gerekenler irdelenmistir. Anahtar Kelimeler : Gazlastırma, akıskan yatak, biyokütle.
Solanum Melongena tarımsal atığının pirolizi
Biyokütleye uygulanan hızlı piroliz işlemi sonucunda elde edilen sıvı ürünler hem enerji kaynağı hem de kimyasal madde eldesi için hammadde olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, biyokütle adayı Solanum Melongena sapı yenilenebilir enerji kaynağı olarak incelenmiştir. Öncelikle hammaddenin nem, kül, uçucu madde, sabit karbon, ekstraktif madde, hemiselüloz, selüloz ve lignin miktarı tayinleri ve elementel analizi yapılmıştır. Tarımsal atık olan Solanum Melongena sapının termal bozunma karakteristiği ve piroliz kinetiği incelenmiştir. Termogravimetrik analiz (TGA) cihazı ile farklı ısıtma hızlarında (2, 3, 5, 7, 10, 12, 15°C/dk) ve 50mL/dk hızla beslenen inert azot atmosferinde piroliz işlemi gerçekleştirilmiş ve Solanum Melongena sapının termal davranışı belirlenmiştir. Ayrıca, aktivasyon enerjisi Friedman (FR), Ozawa-Flynn-Wall (OFW) ve Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) kinetik modelleri kullanarak hesaplanmıştır. Hammaddenin piroliz deneyleri, bir sürükleyici gaz (N2) atmosferinde 310 paslanmaz çelikten yapılmış sabit yataklı boru reaktör içinde gerçekleştirilmiştir. Piroliz sıcaklığı ve sürükleyici gaz akış hızı gibi piroliz değişkenlerinin piroliz ürün verimlerine etkisi araştırılmıştır. Yapılan çalışmalarda en yüksek sıvı ürün verimi olan %28,16, 300°C/dk ısıtma hızında, 100cm3/dk sürükleyici gaz akış hızında, 550°C piroliz sıcaklığında elde edilmiştir. Elde edilen ürünlerin yapıları kromatografik ve spektroskopik yöntemlerle araştırılmıştır. Ayrıca sıvı ürün sütun kromatografisinde fraksiyonlarına ayrılmış, fraksiyonların FTIR spektrumları alınmış ve elementel analizleri gerçekleştirilmiştir. Piroliz deneylerinden elde edilen sıvı ürünlere ve bunların alt fraksiyonlarına uygulanan karakterize işlemlerinden sonra bu ürünlerin sıvı yakıt ve kimyasal hammadde kaynağı olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.
Biyokütleden elde edilen aktif karbonların yüksek performanslı süperkapasitör uygulamaları
Günümüzde artan enerji talebi, fosil yakıtların hızla tükenmesi ve çevresel sorunlar, toplumu yeni enerji üretim yolları bulmaya ve üretilen enerjiyi verimli bir şekilde depolamaya yöneltmiştir. Umut veren enerji depolama cihazları arasında yerini alan süperkapasitörler hızlı şarj/deşarj kabiliyeti, yüksek güç yoğunluğu ve uzun çevrim ömrü gibi ilgi çeken özelliklere sahiptir. Yüksek gözeneklilik ve yüzey alanı, iyi elektrik iletkenliği gibi özellikleri nedeniyle karbon temelli malzemeler süperkapasitör uygulamalarında büyük ilgi görmektedir. Bu çalışma kapsamında süperkapasitörlerde elektrot malzemesi olarak kullanılmak üzere nar posasından aktif karbonlar üretilmiştir. Üretilen farklı özellikteki aktif karbonların elektrokimyasal performansları incelenmiştir. Farklı gözenek yapıları ve yüzey alanlarına sahip aktif karbonlar elde etmek için KOH ve ZnCl2 aktivasyon araçları ile farklı doyurma oranları ve sıcaklıklarda kimyasal aktivasyon yöntemiyle üretim yapılmıştır. Üretilen aktif karbonların yapısal ve morfolojik özellikleri, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon izotermi (BET yüzey analizi), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier transform kızılötesi (FTIR) spektroskopisi kullanılarak araştırılmıştır. Hazırlanan elektrotların ise elektrokimyasal analizleri döngüsel voltametri (CV), empedans spektroskopisi (EIS) ve galvanostatik şarj-deşarj (GCD) teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda 500 °C'de 1:1 (ZnCl2/Nar posası, w/w) oranında üretilen aktif karbon 1384 m2/g ile en yüksek yüzey alanını göstermiştir. Elektrokimyasal testler sonucunda, yüksek mikro gözenekli alana sahip elektrot malzemesi ile, iletkenlik arttırıcı olarak Süper P Karbon siyahı kullanarak 6 M KOH elektrolitte 0.1 A/g'de 201 Fg-1'lik mükemmel spesifik kapasitans değerine ulaşılmıştır. Bu sonuçlar, nar posasından üretilen aktif karbonların süper kapasitör uygulaması için umut verici bir malzeme olduğunu göstermiştir.
Atık biyokütlelerden elde edilen karbon aerojellerin enerji depolama malzemesi olarak kullanım potansiyelinin belirlenmesi
Karbonlu malzemeler gözenek yapıları ve elektriksel iletkenliklerinin uygun olmasından dolayı enerji depolama ve dönüştürme sistemlerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Doğal biyokütleden üretilen karbonlu malzemeler, geniş ve sürdürülebilir kaynakları ve düşük maliyetleri nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Selüloz bazlı biyokütle atıklarından elde edilen karbon aerojeller, elektriksel ve termal özelliklerinin iyi olması, makro-mikro gözeneklere sahip olması ve yapısal özelliklerinin kontrol edilebilmesi nedeniyle pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu tezde, bir atık biyokütle türü olan atık nar kabuklarından, karbon aerojel üretilmiş ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Çalışmada; karbon aerojellerin üretimi için iki farklı yöntem kullanılmıştır. İlk yöntemde dondurarak kurutmanın ardından piroliz ile karbon aerojel üretilmiş, ikinci yöntemde birinci yönteme ek alarak hidrotermal karbonizasyon yöntemi kullanılmıştır. Her iki yöntemde de piroliz sıcaklıkları 400-600-800 °C ve ısıtma hızı 5 °C/dk seçilerek deneysel çalışmalar yapılmıştır. Son aşamada ise, üretilen karbon aerojellerin yoğunluk tayini, elementel analiz, FT-IR, Raman, TGA, DSC, XRD ve SEM analizleri ile ürünlerin karakterizasyonları yapılmıştır. Buna paralel olarak yapılan iki yöntem karşılaştırılmış ve yapısal özelliği en iyi olan karbon aerojeller tespit edilmeye çalışılmıştır. Hidrotermal karbonizasyon ile elde edilen karbon aerojellerin yapısal özelliklerinin daha üstün olduğu ve daha kararlı karbon yapılarına sahip olduğu yapılan karakterizasyon çalışmaları ile belirlenmiştir. Karbon aerojellerin sentezi ve enerji depolama alanında kullanılabilirliği için hidrotermal karbonizasyon prosesi kullanımının biyokütlenin kütle ve enerji değerini yükselttiği sonucuna varılmıştır.
Aspir yağlı tohumunun katalitik hızlı piroliz
Yapılan çalışmada hammadde olarak Aspir tohumu olarak seçilmiştir, Çalışmanın ilk aşamasında Aspir tohumunun hızlı pirolizine, çeşitli piroliz parametrelerinin (piroliz sıcaklığı, ısıtma hızı, sürükleyici gaz akış hızı) etkisi araştırılmıştır. Maksimum sıvı ürün verimi, 550 oC piroliz sıcaklığında, 300 oC/dak ısıtma hızında, 200 cm3/dak azot akış hızında ve 1,25>Dp>0,85 mm parçacık boyutu aralığında elde edilmiştir. Bu koşullarda elde edilen maksimum sıvı ürün verimi %38,24 olarak bulunmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde ise, elde edilen sıvı ürünün kalitesini arttırmak için Aspir tohumunun katalitik pirolizi gerçekleştirilmiş; katalizör cinsinin ve sıcaklığının ürün verimlerine ve bileşimlerine olan etkisi araştırılmıştır. Çeşitli spektroskopik ve kromatografik yöntemler kullanılarak, elde edilen piroliz sıvı ürünlerinin karakterizasyonu yapılmıştır.
Güneş enerjisi destekli biyokütle gazlaştırma sistemi ile elektrik üretiminin incelenmesi
Fosil yakıtların sınırlandırılması, iklim değişikliği ve bu yakıtların kullanımından kaynaklanan çevresel kaygılar, son yıllarda yenilenebilir enerjilere büyük ilgi gösterilmesine vesile olmuştur. Güneş enerjisi ve biyokütle, dünyanın çoğu yerinde mevcut en kullanışlı yenilenebilir enerji kaynaklarından ikisidir. Ancak, her birinin bazı dezavantajları vardır. Bu enerji kaynaklarının birleştirilmesi ve hibrit bir sistem oluşturulması ile dezavantajlar azaltılmakta ve toplam enerji verimliliği iyileştirilebilmektedir. Bu çalışmada, biyokütle materyalin gazlaştırılmasıyla sunucunda oluşan sentez gazından gaz motorları ile enerjimi üretim işlemleri ile prosesinin ihtiyaç duyduğu enerjinin karşılanması için yenilenebilir kaynaklı bir güç üretim sisteminin modellenmesi amaçlanmıştır. Güneş enerjisi destekli biyokütle gazlaştırma teknolojisi gazlaştırmanın verimliliğini artırma girişimlerinden biridir. Biyokütle kullanım oranını ve ürün gazının kalitesini artırmayı ve geleneksel gazlaştırma işlemine kıyasla kirletici emisyonlarını azaltmayı amaçlamaktadır. Modellenen sistemin tesis tasarımı oluşturulması ve güç üretim sistemleri Aspen Plus Simülasyonu paket programı vasıtasıyla bilgisayar destekli benzetim yapılarak incelenmiştir. Ayrıca, yapılan hibrit sistem için maliyet analizi yöntemleri kullanılarak, modellenen sistemlerin maliyetleri ayrı incelenmiştir. Mühendislik uygulamalarında geri ödeme süresi (PP) yaklaşık olarak 22 – 23 yıllık bir geri ödeme süresi bulunmuştur. Aspen Plus benzetim programı ile oluşturulan sistemde elektrik enerjisi verimliliği % 9,25 ve toplam enerji verimliliği % 85.76 olduğu görülmektedir. Yapılan incelemeler sonucunda güneşten yararlanılması ile % 31.30 oranında bir doğalgaz ya da yakıt tasaruf sağlanmıştır. Böylece, güneş enerjisi destekli biyokütle gazlaştırma tesisi ile biyokütlenin kullanım oranını iyileştirebileceği, sistem çıkış gücünü artırdığını ve CO2 emisyonunu büyük oranında azaltan yenilenebilir kaynakların kullanıldığı hibrit bir güç üretim sisteminin yapılabilirliği araştırılmıştır.
Determination of surface biomass and carbon storage losses due to fire in Kavaklıdere (Muğla) district forest areas using remote sensing methods
Forest ecosystems are the most important natural carbon sink areas that play a role in reducing the amount of carbon in the atmosphere, which is considered to be the main responsible for global warming. The fire factor causes ecologically based disasters on the continuity of biodiversity and landscape quality and is therefore one of the main factors that seriously reduce the carbon sink potential of forests. This thesis study was carried out to analyze the changes in aboveground biomass and carbon storage capacity caused by fires in forest areas in Kavaklıdere (Muğla) district. Remote sensing methods were used to determine the damage of fire on the ecosystem and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), NDWI (Normalized Water Index), BAI (Burned Area Index), NBR (Normalized Burn Ratio), dNBR (Differential Normalized Burn Ratio), TSA (Surface Temperature Analysis) and CSA (Carbon Storage Analysis) Spectral index analyzes were conducted for an 11-year period (2013-2023). The analyzes were evaluated both district-wide and production area-specific. Studies have generally shown that especially after the explosion, when the forest area experienced 87% areal losses in the district and 99% when it became widespread, water stress increased by 14% and 51%, drought by 100% and 151%, respectively, while it decreased by 100% at high frequency and a decrease in carbon storage capacity by 42% and 87%, respectively. The study contributes to efforts regarding the discovery of losses caused by the explosion, the applicability of remote sensing techniques in combating the problem, and contribution to ecosystem management.
Farklı biyokütle-atık karışımlarının TGA yöntemiyle birlikte pirolizi
Bu çalışmada, biyokütle hammaddeleri olarak nar posası, kestane kabuğu, yonca sapları ve su kamışı seçilmiş, polivinilklorür (PVC) ve ömrünü tamamlamış lastik (ÖTL) ile belirli oranda (1:1, ağırlıkça) karıştırılarak piroliz işlemine tabi tutulmuştur. Piroliz işlemi, termogravimetrik analiz (TGA) yöntemiyle oda sıcaklığından 1000°C'ye kadar 10°C/dk ısıtma hızında ve 100 cm3/dk azot akışı altında gerçekleştirilmiştir. Piroliz deneyleri tamamlandıktan sonra, TGA'dan elde edilen veriler yardımıyla piroliz işlemine ait kinetik ifadeler türetilmiş, karışımların bozunma sıcaklıkları ve termal davranışları belirlenmiştir. TGA'da gerçekleştirilen birlikte piroliz işlemi sonrasında aynı hammaddeler sabit yataklı borusal reaktörde sıvı ürün elde etmek amacıyla oda sıcaklığından, 550°C sıcaklığa kadar 100 cm3/dk azot atmosferi altında ısıtılarak bozundurulmuşlardır. Piroliz işlemi sonucunda elde edilen ürünler FT-IR, elementel analiz ve GC-MS yöntemleri uygulanarak karakterize edilmiştir. Yapılan çalışmada, biyokütle ve plastik hammaddelerinin piroliz işlemine tabi tutularak çevreye dost, yakıt ve kimyasallara dönüştürülebileceği belirlenmiştir.