BİYOYAKIT VE ENERJİ BİYOTEKNOLOJİLERİ

Transkript

1 BİYOYAKIT VE ENERJİ BİYOTEKNOLOJİLERİ DERS NOTU 1

2 Karşımıza çıkan terimler; Biyo?? Enerji?? Yakıt?? Biyoteknoloji??

3 Biyoteknoloji; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimlerinin yanı sıra makine mühendisliği, elektrik-elektronik mühendisliği ve bilgisayar mühendisliği gibi mühendislik dallarından yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, doğal olarak var olmayan veya ihtiyacımız kadar üretilemeyen yeni ve az bulunan maddeleri (ürünleri) elde etmek için kullanılan teknolojilerin tümüdür. Biyoteknoloji uygulamaları; mikrobiyoloji, biyokimya, moleküler biyoloji, hücre biyolojisi, immünoloji, protein mühendisliği, enzimoloji ve biyoproses teknolojileri gibi farklı alanları bünyesinde toplar. Bu nedenle de biyoteknoloji birçok bilimsel disiplinle karşılıklı ilişki içinde gelişir.

4 Biyoteknoloji, insan, hayvan ve bitki hücrelerinin fonksiyonlarını anlamak ve değiştirmek amacıyla uygulanan çeşitli teknikleri ve işlemleri tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Canlıların iyileştirilmesi ya da endüstriyel kullanımına yönelik ürünler geliştirilmesini, modern teknolojinin doğa bilimlerine uygulanmasını kapsar. Uygulamalar arasında; İnsan sağlığına yönelik olarak proteinlerin üretilmesi Bazı hormon, antikor, vitamin ve antibiyotik üretilmesi Çok zor şartlara sahip çevrelerde yaşayan organizmaların enzimlerini ve biyomoleküllerini saflaştırarak bunların sanayide kullanılması Yeni sebze ve meyve üretimi İnsandaki zararlı genlerin elemine edilmesi Aşı, pestisit, tıbbi bitki üretimi İnsanın zarar görmüş veya işlevini kaybetmiş organ ve dokularının değiştirilmesi için yapay organ ve doku üretimi

5 Biyoteknolojinin topluma sağladığı faydalar nelerdir? Sağlık alanındaki yararları i. Hastalıkların erken tanımında, tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi. ii. DNA, sentetik peptid, rekombinant aşı endüstrisinin geliştirilmesi. iii. Biyoteknoloji ile üretilen ilaçların geliştirilmesi. iv. Tedavi amaçlı yapay hücre, doku, organların klonlama yöntemi ile yapılıp saklanması. v. Genetik hastalıkların önlenmesi ve azaltılması için kök hücrelerin saklanması. vi. Kanserlerde gen tedavisi uygulamalarının geliştirilmesi.

6 Tarımsal alandaki yararları i. Tarım ürünlerinde verimi etkileyen biyolojik ajanlara karşı (bakteri, virüs, mantar) dayanıklı bitki türleri geliştirme çalışmaları yapılmaktadır. Bu çalışmalarda çevreye zarar veren kimyasal ilaçlar kullanılmadan bitkiler daha elverişli hale getirilmektedir. ii. iii. Bitkilerde faydalı maddeler (buğdayda lisin, baklada metiyonin gibi) zenginleştirilerek daha kaliteli ürünler elde edilmektedir. Özellikle buğday, pamuk, yağ bitkileri, domates gibi stratejik önemi olan bitkilerin melezleme yöntemi ile yeni çeşitleri elde edilmekte yapay tohum olanakları araştırılmaktadır. Hayvancılık alanındaki yararları i. Türkiye için özgün olan hayvan ırklarının genomları belirlenerek devamlılığı sağlanmaktadır. ii. iii. Hayvanların daha verimli, daha sağlıklı, daha kaliteli üremelerini sağlamak için modern tekniklerle çalışmalar yapılmaktadır. Hayvanların daha sağlıklı olması için aşılar üretilmektedir.

7 Gıda üretimindeki yararları 1. Sağlığa zararlı gıda üretiminin tesbiti, önlenmesi, Gıdada zararlı maddelerin tespitine yarayan tekniklerin geliştirilmesine çalışılmaktadır. 2. Genleri ile oynanmış gıdaların dünya standartlarına uygun olması, insan ve çevreye zarar vermemesi bunlar için yasal denetimler yapılması gereklidir. Diğer alanlardaki yararları 1. Rekombinant teknikler protein veantikor üretimi,aşıların geliştirilmesi, hormon üretimi. 2. Kriminal çalışmada DNA analizi. 3. Tarım alanında çeşitli zor şartlara uygun bitki türlerinin geliştirilmesi. 4. Yeni ilaç moleküllerinin geliştirilmesi. 5. Hızlı tanı yöntemleri için spesifik genler, nükleoititler, peptitleri kullanarak hasta başı tanı kitleri geliştirme çalışmaları yapılmaktadır.

8 Endüstriyel biyoteknoloji uygulamaları biyomalzeme, biyoenzim, biyoyakıt, biyosensör çalışmalarını ve ürünlerini kapsamaktadır. Bu uygulamalara bakıldığında biyosensörlerin ve biyoremedasyon gibi çevresel uygulamaların giderek arttığı, enerji kısıtı ve kullanılan enerji kaynaklarının iklim değişikliğine ciddi etkisi nedeniyle de YENİLENEBİLİR BİYOYAKIT uygulamalarının önemli vekiritk bir gündem yarattığını söylemek doğrudur.

9 YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI???? Güneş, rüzgar, biyokütle, su gücü (hidrolik enerji, jeotermal enerji, deniz enerjisi (dalga enerjisi, akıntı enerjisi ve gel-git enerjisi)) şeklinde sınıflandırılır. Yenilenebilir enerji kaynakları içinde en büyük teknik potansiyele BİYOKÜTLE sahiptir ve BİYOYAKIT TEKNOLOJİSİ kapsamında, bu kaynaklar doğrudan veya dönüşüm ürünleri ile değerlendirilebilmektedir.

10 Biyokütle biyolojik kökenli fosil olmayan organik madde kütlesidir. Biyokütle enerjisi ise doğada yaygın olarak mevcut tarımsal kökenli ürünlerden değişik fiziksel, kimyasal ve biyolojik yöntemlerle üretilen, ticari özelliğe sahip, temel ve belirli özellikleri standartlaştırılmış olan katı, sıvı ve gaz haldeki bitkisel enerji kaynaklarıdır. Bitkilerin fotosentezi sırasında kimyasal olarak özellikle selüloz şeklinde depo edilen ve daha sonra çeşitli şekillerde kullanılabilen enerjinin kaynağı güneştir. Güneş enerjisinin biyokütle biçimindeki depolanmış enerjiye dönüşümü, insan yaşamı için esastır. Fotosentez yoluyla enerji kaynağı olan organik maddeler sentezlenirken tüm canlıların solunumu için gerekli olan oksijen de atmosfere verilir. Üretilen organik maddelerin yakılması sonucu ortaya çıkan karbondioksit ise, daha önce bu maddelerin oluşması sırasında atmosferden alınmış olduğundan, biyokütleden enerji elde edilmesi sırasında çevre, karbondioksit salınımı açısından korunmuş olacaktır.

11 Hammaddeleri bitkisel ve hayvansal kökenli, yenilenebilen kaynaklar olan; bazı istisnalar hariç genellikle sentetikleri, toksinleri ya da diğer bir deyişle çevreye zarar veren maddeleri içermeyen, gıda ve yem dışındaki ürünler Biyokökenli Endüstriyel Ürünler olarak tanımlanmaktadır. biyokökenli endüstriyel ürünler giderek artan oranlarda yaşamımıza girmekle birlikte biyomalzemeler, biyoyakıtlar ve biyokimyasallar olmak üzere çok sayıda Yeşil ürün karşımıza çıkmaktadır. İnsanoğlunun kullandığı en eski biyokökenli ürün hint tohumu yağı (castorbean oil) olup, Mısırlılar bu bitkisel yağı lambalarda aydınlatma yakıtı olarak kullanmışlardır. Bir başka deyişle, bilinen en eski alternatif sıvı yakıt hint tohumu yağıdır.

12 Günümüzde biyoyakıtlar; kaynak rezerv sorunu, çevre kirliliği-iklim değişiklikleri, ülkelerin özkaynaklarını değerlendirme, kaynak çeşitliliği sağlama, enerji arz ve talep güvenliğine ulaşma, sürdürülebilir kalkınmayı yürütme, ekonomik getiriler kazanma hedefleriyle önemi artmakta ve biyoyakıt sektörünün işlevi bir kez daha önem kazanmaktadır. En önemli potansiyel olan biyokütle kaynakları, tarımsal ürünlerin atıkları (sap, saman, meyve ve sebze atıkları), orman ürünleri atıkları, gıda ve tarım endüstri atıkları, evsel atık su organik yapılı endüstriyel atık sular evsel katı atıkların organik kısmı hayvan gübreleri

13 BİYOKÜTLE ve ENERJİ Biyokütle enerji teknolojisi kapsamında; odun (enerji ormanları, ağaç artıkları), yağlı tohum bitkileri (ayçiçeği, kolza, soya, aspir, pamuk, vb.), karbo-hidrat bitkileri (patates, buğday, mısır, pancar, vb.), elyaf bitkileri (keten, kenevir, sorgum, vb.), bitkisel artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk vb.), hayvansal atıklar ile şehirsel ve endüstriyel atıklar değerlendirilmektedir. Biyokütle yenilenebilir, her yerde yetiştirilebilen, sosyo-ekonomik gelişme sağlayan, çevre dostu, elektrik üretilebilen, taşıtlar için yakıt elde edilebilen stratejik bir enerji kaynağıdır. Biyokütle doğrudan yakılarak veya çeşitli süreçlerle yakıt kalitesi arttırılıp, mevcut yakıtlara eşdeğer özelliklerde alternatif biyoyakıtlar (kolay taşınabilir, depolanabilir ve kullanılabilir yakıtlar) üretilerek enerji teknolojisinde değerlendirilmektedir.

14 BİYOKÜTLE ve ENERJİ Biyokütle enerji teknolojisi kapsamında; odun (enerji ormanları, ağaç artıkları), yağlı tohum bitkileri (ayçiçeği, kolza, soya, aspir, pamuk, vb.), karbo-hidrat bitkileri (patates, buğday, mısır, pancar, vb.), elyaf bitkileri (keten, kenevir, sorgum, vb.), bitkisel artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk vb.), hayvansal atıklar ile şehirsel ve endüstriyel atıklar değerlendirilmektedir. Biyokütle yenilenebilir, her yerde yetiştirilebilen, sosyo-ekonomik gelişme sağlayan, çevre dostu, elektrik üretilebilen, taşıtlar için yakıt elde edilebilen stratejik bir enerji kaynağıdır. Biyokütle doğrudan yakılarak veya çeşitli süreçlerle yakıt kalitesi arttırılıp, mevcut yakıtlara eşdeğer özelliklerde alternatif biyoyakıtlar (kolay taşınabilir, depolanabilir ve kullanılabilir yakıtlar) üretilerek enerji teknolojisinde değerlendirilmektedir.

15 BİYOKÜTLEYE UYGULANAN İŞLEMLER Biyokütleden; fiziksel süreçler (boyut küçültme-kırma ve öğütme, kurutma, filtrasyon, ekstraksiyon ve biriketleme) ve dönüşüm süreçleri (biyokimyasal ve termokimyasal süreçler) ile pek çok sıvı, katı veya gaz biyoyakıt elde edilmektedir. Biyokütle enerjisini klasik ve modern olarak iki sınıfa ayırmak mümkündür. 1. Ağaç kesiminden elde edilen odun ve hayvan atıklarından oluşan tezeğin basit şekilde yakılması klasik biyokütle enerjisi olarak tanımlanırken, 2. Enerji bitkileri, enerji ormanları ve ağaç endüstrisi atıklarından elde edilen biyodizel, etanol gibi çeşitli yakıtlar, modern biyokütle enerjisinin kaynağı olarak tanımlanır

16 Biyokütle Çevrim Yöntemi Yakıtlar Uygulama Alanları Orman atıkları Havasız çürütme Biyogaz Elektrik üretimi, ısınma Tarım atıkları Piroliz Etanol Isınma, ulaşım araçları Enerji bitkileri Doğrudan yakma Hidrojen Isınma Hayvansal atıklar Fermantasyon, havasız çürütme Metan Ulaşım araçları, ısınma Çöpler (organik) Gazlaştırma Metanol Uçaklar Algler Hidroliz Sentetik yağ, roketler Enerji ormanları Biyofotoliz Motorin Ürün kurutma Bitkisel ve Hayvansal yağlar Esterleşme reaksiyonu Mototin Ulaşım araçları, ısınma, seracılık

17 Doğrudan Yakma: Biyokütlenin doğrudan yakılarak enerji üretilmesi, bilinen en eski yöntem olmasına karşın, son yıllarda verimi yükseltmek için yeni yakma sistemleri geliştirilmektedir. Yanma, biyokütle içindeki yanabilir maddelerin oksijenle hızlı kimyasal tepkimesi olarak tanımlanır. Bu ısı veren bir tepkimedir ve kimyasal tepkime sonucu ortaya çıkan atık maddeler karbondioksit, su buharı ve bazı metal oksitlerdir.

18 Havasız Çürütme: Havasız çürütme biyolojik bir işlem olup, oksijensiz ortamda yaşayabilen mikroorganizmalar tarafından yapılır ve; Organik madde + bakteri + su = metan+ karbondioksit+ hidrojen, kükürt + gübre + bakteri olarak ifade edilir. Bu işlem ancak tümüyle oksijensiz bir ortamda gerçekleşebilir. Biyokütle, mikroorganizmalar yardımıyla, oksijensiz ortamda fermantasyona uğrayarak, geride değerli bir gübre, metan gazı ve karbondioksit bırakmaktadır.

19 Fermantasyon: Biyokütlede, bilindiği üzere değișik oranlarda, hemiselüloz ve lignin bulunmaktadır. Selüloz enzimatik hidrolizin arkasından uygulanan, kimyasal hidroliz, enzimler veya kimyasal ișlemler ile glikozla parçalanabilir. Kimyasal hidroliz șartları bazen glikozu bozabildiği için, bu ișlem son derece dikkatle yapılması gerekmektedir. Glikozun fermantasyonu ile etanol, aseton, bütanol ve ham petrol ürünlerinden elde edilen ürünlere eș değer bir çok kimyasal ürün elde edilebilir.

20 Piroliz: Piroliz, biyokütleden gaz elde etmek için kullanılan en eski ve basit bir yöntem olup, oksijensiz ortamda odunun 9000C ye kadar ısıtılması ile olușan kimyasal ve fiziksel olaylar dizisi olarak tanımlanır. Piroliz sonucu gazlar, katran, organik bileșikler, su ve odun kömürü gibi maddeler elde edilir.

21 Gazlaștırma: Gazlaștırma, karbon içeren biyokütle gibi katıların yüksek sıcaklıkta bozunması ile yanabilir gaz elde etme ișlemidir. Bu ișlem sırasında denetimli bir șekilde yakıt hücresine verilen hava ile biyokütle yakılır ve çıkan ürünler arasında hidrojen, metan gibi yanabilir gazların yanı sıra karbon monoksit, karbondioksit ve azot bulunur.

22 Biyofotoliz: Biyofotoliz, bazı mikroskobik alglerden güneș enerjisi yardımıyla hidrojen ve oksijen elde edilme ișlemidir. Deniz suyu içindeki bu algler bir tür güneș pili gibi çalıșarak deniz suyunu fotosentetik olarak ayrıștırmaktadır. Dünya genelinde ticari uygulamalarda öne çıkan biyoyakıtlar: biyodizel, biyoetanol ve biyogaz seklindedir.

23

24 Biyokütle kökenli en önemli alternatif biyoyakıtlar; 1) Biyodizel 2) Biyoetanol- Biyometanol- Biyodimetil eter 3) Biyogaz, 4) Biyoyağ ve 5) Biyohidrojen olarak gruplandırılabilir.

25 BİYOGAZ Doğal olarak oluşmuş bataklıklarda mikroorganizmalar, oksijensiz veya sınırlı oksijenli ortamda kendi metabolik faaliyetleri için organik ve inorganik maddeler kullanarak metan, karbon dioksit ve eser miktarda hidrojen, azot ve hidrojen sülfür içeren bir gaz karışımı oluştururlar. Bu gaz, bataklık gazı, gübre gazı veya biyogaz gibi isimlerle anılmaktadır. Oluşan bu gazın bileşimi kullanılan hammaddeye ve ortam koşullarına göre değişmekle beraber; % 99 CH4 içeren biyogazın (doğalgaz) ısıl değeri 37.3 MJ/m³, % 65 CH4 içeren biyogazın ısıl değeri ise 24.0 MJ/m³ dür.

26 Biyogaz oluşumnda yaş biyokütle, mikrobiyolojik bakteri faaliyetleri ile parçalanır, oksijensiz ortamda biyokimyasal fermantasyon gerçekleşir. 1 m 3 lük biyogazın ortalama hacimsel bileşimi, %54-80 CH4, %20-45 CO2, %0-1 N2, %1-10 H2, %0.1 CO, %0.1 O2, eser miktar H2S şeklindedir. Elde edilen biyogaz; gaz motoru ve jeneratör yardımıyla ısı ve elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Ancak, kullanıma sunulmadan önce korozif etkisi olan ve motor için uygun olmayan H2S, CO, CO2 gibi gazlardan arındırılmalıdır.

27 Biyogaz teknolojisi ile üretilen metan gazı yandığı zaman geleneksel fuel yakıtlara göre çok daha az miktarda CO2 emisyonu yapar, dolayısıyla çevreye dost bir yakıttır. Ayrıca, biyokütlenin çürümeye terkedilmesi sırasında oluşacak metan gazının, CO2 ye göre kat kat fazla olan sera gazı etkisi de ortadan kaldırılmış olur. Biyogaz teknolojisi; tarım atıkları, kanalizasyon atıkları, zirai atık sular, hayvan gübreleri, evsel biyolojik atıklar ve küspe gibi nem içeriği yüksek atıklar için daha uygundur. Hidrojen üreten bakteriler kullanılarak, biyogaz üretim yöntemleri ile çok önemli bir enerji kaynağı olan hidrojen de üretilebilir.

28 BİYOGAZ ÜRETİM AŞAMALARI March 17

29 Hidroliz aşaması: İlk aşamada mikroorganizmaların salgıladıkları enzimler ile çözünür halde bulunmayan maddeler çamur içerisinde çözünür hale dönüşürler. Uzun zincirli kompleks karbonhidratları, proteinleri yağları ve lipidleri kısa zincirli yapılara dönüştürürler. Bu basit organiklere dönüşüm sonucunda birinci aşama olan hidroliz tamamlanmış olur. Asit oluşturma aşaması: Çözünür hale dönüşmüş organik maddeleri asetik asit, uçucu yağ asitleri, hidrojen ve karbondioksit gibi küçük yapılı maddelere dönüşür. Bu aşama anaerobik bakteriler ile gerçekleştirilir. Bu bakteriler metan oluşturucu bakterilere uygun ortam oluştururlar. Metan oluşumu: Bakterilerin asetik asiti parçalayarak veya hidrojen ile karbondioksit sentezi sonucunda biyogaza dönüştürülmesi işlemdir. Metan üretimi diğer süreçlere göre daha yavaş bir süreçtir.

30 Biyogaz üretiminde kullanılan materyaller 1) Hayvansal atıklar Hayvancılık ile elde edilen atıklar, Hayvan gübreleri, 2) Bitkisel atıklar Bahçe atıkları, Yemek atıkları, 3) Endüstriyel atıklar Zirai atıklar, Orman endüstrisinden elde edilen atıklar, Deri ve tekstil endüstrisinden ele edilen atıklar, Kağıt endüstrisinden elde edilen atıklar, Gıda endüstrisi atıkları, Şeker endüstrisi atıkları, Evsel katı atıklar, Atıksu arıtma tesisi atıkları.

31

32 BİYOGAZ ÜRETİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER Genel olarak biyogaz oluşumuna etki eden mikrobiyolojik bakterilerin etkileneceği her faktör biyogaz üretimini de etkiler. Bir bakterinin yaşamsal faaliyetlerini devam ettirebilmesi için belirli sıcaklık ve ph değerlerine ihtiyacı vardır. Aynı zamanda toksisite de bakterilerin faaliyetlerini direk olarak etkiler. C/N oranı (Karbon / Azot) bir bakterinin ayrıştırma hızına etkisi bulunduğu için önemlidir. C/N oranın dar olması bakterilerin o atığı daha hızlı ayrıştırması anlamına gelir. Son olarak da biyogaz üretiminin yapıldığı reaktörde organik yükleme hızı ve hidrolik bekleme süreside biyogaz üretimine direk olarak etkiler.

33 BİYOGAZ ÜRETİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 1. Sıcaklığın biyogaz üretimine etkileri: Metanojenik bakteriler çok yüksek ve çok düşük sıcaklık değerlerinde aktif olmamaktadır. Bu yüzden biyogaz üretiminin gerçekleşeceği reaktör sıcaklığı biyogazın üretimine veya hızına direk olarak etki etmektedir. Bu bakteriler sıcaklık değişimlerine karşıda oldukça hassastırlar. Reaktörün içerisindeki sıcaklık bekleme süresini ve reaktör hacmini de belirler. Sıcaklığın düzeyine göre sınıflandırılması üç şekilde yapılabilir. Psikrofilik sıcaklık aralığı = Derece Mezofilik sıcaklık aralığı = Derece Termofilik sıcaklık aralığı = Derece

34 BİYOGAZ ÜRETİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 2. ph'nın biyogaz üretimine etkileri: Metan oluşturucu bakteriler için en uygun ph değerleri nötr veya hafif alkali değerlerdir. Anaerobik şartlarda fermantasyon işlemi devam ederken arasında değişir. ph değerinin 6.7 düzeylerine düşmesi durumunda bakteriler üzerinde toksik etki yapar. Asit oluşturucu bakterilerin ise sayısı artarak ph nın düşmesine ve metan oluşumunun durmasına sebep olabilirler. Bu gibi durumlarda reaktöre organik madde yüklenmesi kesilerek asit oranının düşmesi sağlanır. ph'nın kararlı bir hale gelebilmesi için kimyasal da kullanılabilmektedir. Bu kimyasallardan bir tanesi sönmüş kireç olarak bilinen kalsiyum hidrooksittir.

35 BİYOGAZ ÜRETİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 3. Toksisite'nin biyogaz üretimine etkileri: Mineral iyonları, ağır metaller ile deterjan gibi maddeler bakterilerin gelişimi üzerinde olumsuz etkiler oluştururlar. Bu maddelerin biyoreaktörlere sızması ile üretimin yavaşlaması veya durması söz konusu olabilmektedir. Tavuk yetiştiriciliğinde yemlere antibiyotik katılması, gaz üretiminde tavuk gübrelerinin kullanıldığı sistemlerde toksisite etkisi yapmaktadır. Bu şekildeki yemlerle beslenen tavukların gübrelerinde de antibiyotikler bulunmakta ve bu antibiyotikler metan oluşturucu bakteriler üzerinde olumsuz etki yapmaktadır.

36 BİYOGAZ ÜRETİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 4. C/N oranı'nin biyogaz üretimine etkileri: Anaerobik bakteriler karbonu enerji elde edebilmek için kullanmaktadırlar. Azot ise bakterilerin büyümesi ve çoğalması için gerekli olan diğer maddedir. C/N oranı biyogaz elde edilecek olan atık için uygun değerlerde olmalıdır. Oran 23/1 düzeyinden fazla ve 10/1 oranından az olmamalıdır. Azot oranının fazla olması amonyak oluşumu sebebiyle biyogaz üretimini olumsuz etkilemektedir. 5. Organik yükleme hızı'nın biyogaz üretimine etkileri: Organik yükleme hızı, birim hacim(m³) biyoreaktörlere günlük olarak beslenen organik madde miktarıdır. Organik yükleme hızının mümkün oldukça optimumda tutulması gereklidir Aksi halde ph seviyesi düşerek gaz oluşumunu tamamen durabilmektedir.

37 Üretimde dikkat edilmesi gerekenler I. Fermentörde kesinlikle oksijen bulunmamalı II. III. IV. Antibiyotik almış hayvansal atıklar üretim tankına alınmamalı Deterjanlı organik atıklar üretim tankına alınmamalıdır Ortamda yeni bakteri oluşturulması ve gelişmesi için yeterli miktarda azot bulunmalı V. Üretim tankında ph 7,0/ 7,6 arasında olmalı VI. Metan bakterileri için substratta (S) sirke asidi cinsinden organik asit konsantrasyonu mg/litre civarında olmalı VII. Fermantör sıcaklığı 35 ºC veya 56 ºC de sabit tutulmalı VIII. Üretim tankına ışık girmemeli ve ortam karanlık olmalı IX. Minimum %50, optimum %90 oranında suolmalı X. Ortamda metan bakterilerinin beslenmesine yetecek kadar organik madde parçalanmışöğütülmüş olarak bulunmalıdır.

38 Biyogaz Üretiminin Faydaları Hayvansal ve bitkisel organik atık/artık maddeler, çoğunlukla ya doğrudan doğruya yakılmakta veya tarım topraklarına gübre olarak verilmektedir. Bu tür atıkların özellikle yakılarak ısı üretiminde kullanılması daha yaygın olarak görülmektedir. Bu şekilde istenilen özellikte ısı üretilemediği gibi, ısı üretiminden sonra atıkların gübre olarak kullanılması da mümkün olmamaktadır.

39 Biyogaz Üretiminin Faydaları Biyogaz teknolojisi organik kökenli atık/artık maddelerden hem enerji eldesine hem de atıkların toprağa kazandırılmasına imkan vermektedir. Ucuz ve çevre dostu bir enerji ve gübre kaynağıdır. Atık geri kazanımı sağlar. Biyogaz üretimi sonucu hayvan gübresinde bulunabilecek yabancı ot tohumları çimlenme özelliğini kaybeder. Biyogaz üretimi sonucunda hayvan gübresinin kokusu hissedilmeyecek ölçüde yok olmaktadır. Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağlığını ve yeraltı sularını tehdit eden hastalık etmenlerinin büyük oranda etkinliğinin kaybolmasını sağlamaktadır. Biyogaz üretiminden sonra atıklar yok olmamakta üstelik çok daha değerli bir organik gübre haline dönüşmektedir.

40 BİYOGAZIN ISITMADA KULLANIMI Biyogazın yanma özelliği bileşiminde bulunan metan gazından ileri gelmektedir. Biyogaz hava ile 1/7 oranında karıştığı zaman tam yanma gerçekleşir. Isıtma amacıyla gaz yakıtlarla çalışan fırın ve ocaklardan yararlanılabileceği gibi termosifon ve şofbenlerde biyogazla çalıştırılarak kullanılabilir. Biyogaz, sıvılaştırılmış petrol gazı ile çalışan sobaların meme çaplarında basınç ayarlaması yapılarak kolaylıkla kullanılabilmektedir. Biyogaz sobalarda kullanıldığında bünyesinde bulunan hidrojen sülfür gazının yanmadan ortama yayılmasını önlemek üzere bir baca sistemi gerekli olmaktadır. Bu nedenle, daha sağlıklı bir ısınma için kalorifer sistemleri tercih edilmektedir.

41 BİYOGAZIN ENERJİ AMAÇLI KULLANILMASI Biyogaz hem doğrudan yanma hem de elektrik enerjisine çevrilerek aydınlatmada kullanılabilmektedir. Biyogazın doğrudan aydınlatmada kullanımında sıvılaştırılmış petrol gazları ile çalışan lambalardan yararlanılmaktadır.

42 BİYOGAZIN MOTORLARDA KULLANIMI Biyogaz, benzinle çalışan motorlarda hiçbir katkı maddesine gerek kalmadan doğrudan kullanılabildiği gibi içeriğindeki metan gazı saflaştırılarak da kullanılabilmektedir. Dizel motorlarda kullanılması durumunda belirli oranlarda (% 18-20) motorin ile karıştırılması gerekmektedir.

43 YAN ÜRÜN DEĞERLENDİRME İMKANLARI Biyogaz üretimi sonucu sıvı formda fermente organik gübre elde edilmektedir. Elde edilen gübre tarlaya sıvı olarak uygulanabilir, granül haline getirilebilir ve/veya beton-toprak havuzlarda doğal kurumaya bırakılabilir. Fermantasyon sonucu elde edilen organik gübrenin temel avantajı anaerobik fermantasyon sonucunda patojen mikroorganizmaların büyük bir bölümünün yok olmasıdır. Bu özellik kullanılacak olan organik gübrenin çok daha verimli olmasını sağlar.

44 YAN ÜRÜN DEĞERLENDİRME İMKANLARI Tüm bu kullanım alanlarının yanı sıra biyogaz çevreye karşı duyarlı bir enerji kaynağıdır. Bu yüzden gelişen koşullarda çevre kirliliğinin önlenmesinde yeşil yakıt olarak bilinen organik madde kökenli biyogaz kullanımı daha önemlidir. Biyogaz üretimi için kullanılan ham maddeler tarımsal arazilerde üretildiği için, tarımsal işletmelerde gerek seraların ve iskan yapılarının ısıtılmasında gerekse traktörlerin yakıtı olarak kullanılmasında önemli bir fayda sağlayabilmektedir. Bu şekilde kullanılan biyogaz işletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltmaktadır.

45

46

47

48

49

50