Aspir Tohumu Pres Küspesinin Pirolizinde Sürükleyici Gaz (N 2 ) Akış Hızının Etkisi Ve Sıvı Ürün Karakterizasyonu *

Transkript

1 Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi Science and Eng. J of Fırat Univ. 18 (4), , (4), , 06 Aspir Tohumu Pres Küspesinin Pirolizinde Sürükleyici Gaz (N 2 ) Akış Hızının Etkisi Ve Sıvı Ürün Karakterizasyonu * Dilek ANGIN 1 ve Sevgi ŞENSÖZ 2 1 Adapazarı Ticaret Borsası Özel Gıda Kontrol Laboratuvarı, Tekeler Mah. Çevreyolu Üzeri Borsa Kampüsü 5-Sakarya 2 Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Meşelik Kampüsü, Eskişehir info@atbgidalab.com (Geliş/Received: ; Kabul/Accepted:.06.06) Özet: Bu çalışmada, ülkemizdeki enerji açığı göz önüne alınarak, biyokütle kaynakları arasında yer alan, iklimsel ve jeolojik koşullar açısından seçici olmayan ve yağı alındıktan sonra sadece hayvan yemi olarak kullanılan aspir (Charthamus tinctorius L.) tohumu pres küspesi alternatif enerji kaynağı olarak seçilmiştir. Bu amaçla, termokimyasal dönüşüm süreçlerinden biri olan piroliz yöntemi kullanılarak sürükleyici gaz (N 2 ) akış hızının piroliz ürün verimleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen katran, spektroskopik ve kromatografik yöntemler ile incelenerek, elde edilen sonuçlar, petrol ve petrol türevi yakıtların özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir Enerji, Biyokütle, Aspir, Chartamus tinctorius L., Piroliz, Katran Influence of Sweeping Gas (N 2 ) Flow Rate on The Pyrolysis Safflower Seed Press Cake and Characterization of Liquid Product Abstract: In this study, the safflower (Charthamus tinctorius L.) seed press cake choosen as an alternative energy source by considering the energy requirements of our country because it is a significant biomass source which in adaptable to geographic and climatic conditions yet it can only be used as animal feed after the extraction of safflower seed oil. By this aim, the experiments were made by using the pyrolysis process which was the thermochemical conversion processes and examined the effects of swepping gas (N 2 ) flow rate on the pyrolysis product yield. The tar obtained from pyrolysis experiments was examined by spectroscopic and chromatographic methods. These results were compared with the properties of the fuels based on petroleum derivatives. Key Words: Renewable Energy, Biomass, Safflower, Chartamus tinctorius L., Pyrolysis, Tar, Bio-Oil * Bu çalışma Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Araştırma Fonu 03/15041 No'lu proje tarafından desteklenmiştir. 1. Giriş Enerji, günümüzde insan hayatının vazgeçilmez bir parçası ve dünyadaki sürdürülebilir kalkınma çabalarının en önemli araçlarından biridir. Dünyadaki nüfus artışı, sanayileşme ve bilimsel faaliyetlerin gelişmesi ile enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. İhtiyaç duyulan bu enerjinin büyük bir kısmı fosil yakıtlar olarak nitelendirdiğimiz petrol, kömür ve doğalgazdan karşılanmaktadır. Ancak bu enerji kaynaklarının rezervlerinin kısıtlı olması ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri dünya genelinde bu enerji kaynaklarının en uygun şekilde kullanımını ve yeni enerji teknolojilerinin gerekliliğini açıkça ortaya koymuştur. Bu durum, enerjiyi gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler için en önemli ve çözümlenmesi gerekli bir sorun haline getirmiştir [1]. Ülkemiz, enerji ihtiyacının büyük bir kısmını fosil yakıtlardan sağlamaktadır. Başta petrol olmak üzere bu enerji kaynaklarının önemli bir kısmı ithal ürünler olup, ülke ekonomisine olan yükü ve çevreye yaptığı olumsuz etkileri her geçen gün artmaktadır. Ülkemizin kalkınması, sanayileşmesi ve gelişmesi enerji üretimiyle doğru orantılıdır. Bu nedenle enerji sektöründe temel amaç, gelişen ekonominin ve artan nüfusun enerji

2 D. Angın ve S. Şensöz gereksinimlerini sağlıklı, güvenilir, sürekli, kesintisiz ve en ekonomik maliyetle karşılayabilmektir. Ulusal çıkarlarımız ise, petrol ve doğalgaz gibi ithal yakıtlara olan bağımlılığımızın azaltılması için yerel ve yenilenebilir enerji kaynakları arayışlarını hızlandırmamızı gerekli kılmaktadır [1]. Ülkemiz, su (hidroelektrik, jeotermal, deniz enerjisi), güneş, rüzgar ve biyokütle olarak sınıflandırabileceğimiz yeni-yenilenebilir enerji kaynakları açısından oldukça iyi bir potansiyele sahiptir. Ülkemizde yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları üretimi, toplam kömür üretiminden sonra ikinci en yüksek üretime sahiptir. Bu kaynakların yaklaşık üçte ikisini biyokütle oluşturmaktadır [2]. Geri kalan üçte birlik yenilenebilir enerji kaynağının da büyük çoğunluğunu hidroelektrik enerji oluşturmaktadır. Görüldüğü gibi ülkemiz için biyokütlenin özel bir önemi vardır. Bu durum uygun süreçler geliştirilerek biyokütlenin enerji kaynağı olarak değerlendirilmesinde yapılacak olan çalışmaların önemini daha da arttırmaktadır [2]. Biyokütle enerjisi, yetiştiriciliğe dayalı olduğu için yenilenebilir, çevre dostu, yerli ve yerel bir kaynak olarak önem kazanmaktadır [3]. Biyokütle doğrudan yakılarak veya çeşitli süreçlerle yakıt kalitesi attırılıp, mevcut yakıtlara eşdeğer özelliklerde alternatif biyoyakıtlar (kolay taşınabilir, depolanabilir ve kullanılabilir yakıtlar) elde edilerek enerji teknolojisinde değerlendirilmektedir [4]. Biyokütle kaynakları son yıllarda araştırmacıların oldukça ilgisini çekmekte ve biyokütleden enerji kaynağı olarak yararlanmak amacıyla bir çok çalışma yapılmaktadır [5-9]. Termokimyasal süreçler içerisinde yer alan ve biyokütlenin şekline, cinsine ve yapısına bağlı olmaksızın yüksek verimde sıvı ürün elde edilmesine olanak sağlayan piroliz yöntemi ile elde edilen sıvı ürün, iyileştirme işlemleri sonucunda ısıl değeri yüksek, kolaylıkla depolanabilir, taşınabilir ve ölçülebilir özellikleriyle petrol türevi sıvı yakıtlar için bir alternatif oluşturmaktadır [10]. Piroliz, organik maddelerin katı, sıvı ve gaz ürün elde etmek amacıyla, oksijensiz ortamda ısıtılarak bozundurulması işlemidir [11]. Biyokütleden, piroliz yöntemi ile motorin, fuel-oil ve türbin yakıtı alternatifi sıvı yakıtlar elde edilebilmektedir. Böylece bitkisel, hayvansal, şehir ve endüstriyel atıklar enerji kaynağı olarak değerlendirilmekte, özellikle piroliz işlemi 536 sonucunda elde edilen sıvı ürünün ham petrol eşdeğeri olması, biyokütlenin diğer kullanım alanları yanında bir üstünlük sağlamaktadır. Ayrıca piroliz sonucu elde edilen katran (biyo-oil, biyoyakıt) kimyasal hammadde girdisi olarak da kullanım alanı bulabilmektedir [12]. Bitkisel atıklar içerisinde yağlı tohum bitkilerinden yağ alındıktan sonra kalan küspeler önemli bir kaynak oluşturmaktadır. Dünya genelinde, gerek yemeklik yağ gerek diğer endüstriyel kullanım alanları için çeşitli yağlı tohum bitkileri yetiştirilmekte ve bu tohumlardan bitkisel yağ üretimlerinde yan ürün olarak küspe elde edilmektedir. Bu küspeler ise sadece hayvan yemi olarak kullanım alanı bulabilmektedir [13]. Türkiye nin jeolojik ve iklimsel şartları enerji bitkileri üretimi için son derece uygun olup, 25 milyon hektar ekilebilir alan ile büyük bir tarımsal potansiyele sahiptir. Bu potansiyelde yaklaşık 1,5 milyon hektar alanı (Ha) yağlı tohumlar kapsamaktadır [14]. Yağlı tohumlar arasında yer alan aspir (Chartamus tinctorius L.) tohumu, birçok ülkede uzun süredir yetiştirilip kullanılmasına rağmen ülkemizde yetiştirilmesi kısa bir geçmişe sahiptir li yıllarda yemeklik yağ üretiminde kullanılmak istenmiş ancak ayçiçek ve mısıra göre çok daha zor işlendiği için üretimi durdurulmuştur. Buna karşın aspir tohumunun en büyük avantajları, iklimsel ve jeolojik koşullar açısından seçici olmaması, kurak arazilerde dahi yetiştirilebilmesi, çiftçiye ekstra bir maliyet getirmeyen en ucuz yağlı bitkilerden biri olmasıdır. Tohumunda yağ oranı yaklaşık olarak %25-35 iken, küspesindeki yağ oranı %2- arasında değişmektedir. Yağı alındıktan sonra kalan küspe ise sadece hayvan yemi olarak kullanılmaktadır [15]. Aspir bitkisinin alternatif enerji kaynağı olarak değerlendirilmesi amacıyla günümüze kadar yapılan çalışmalar aspir tohumu [16] ve aspir yağı [17,18] ile sınırlı kalmıştır. Şimdiye kadar sadece hayvan yemi olarak kullanım alanı bulunan aspir tohumu pres küspesinin enerji kaynağı olarak değerlendirilmesine yönelik ilk çalışma ise Angın [19] tarafından yapılmıştır. Ülkemizdeki enerji açığı göz önüne alındığında aspir tohumu pres küspesinin sahip olduğu özellikleri nedeni ile enerji alanında değerlendirilebileceği düşünülmüş ve bu amaçla aspir tohumu pres küspesine sabit yataklı reaktörde piroliz işlemi uygulanmıştır. Bu çalışmada, piroliz

3 Aspir Tohumu Pres Küspesinin Pirolizinde Sürükleyici Gaz (N 2 ) Akış Hızının Etkisi Ve Sıvı Ürün Karakterizasyonu * parametrelerinden biri olan sürükleyici gaz (N 2 ) akış hızının piroliz ürün verimlerine etkisi incelenmiş ve katran verimi açısından en uygun piroliz koşulları saptanmaya çalışılmıştır. Bu koşullarda elde edilen katranın özellikleri spektroskopik ve kromatografik yöntemler kullanılarak araştırılmıştır. 2. Materyal ve Metot Deneysel çalışmada kullanılan aspir (Charthamus tinctorius L.) tohumu, Eskişehir Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsünden temin edilmiştir. Tohum, Bozüyük ilçesinde evsel pres atölyesinde preslenerek yağı ayrılmış ve küspe üzerinde çalışmalar yapılmak üzere laboratuvarda depolanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında numunede nem, uçucu madde, sabit karbon, kül, ham selüloz, hemiselüloz, ham protein, ekstraktif madde, lignin ve yağ miktarı tayinleri yapılarak numunenin özellikleri saptanmıştır. Ayrıca hammaddenin elementel analizi gerçekleştirilmiş ve ısıl değeri belirlenmiştir. Daha sonra örnek, statik Heinze retordunda piroliz işlemine tabii tutulmuştur. Sürükleyici gaz (N 2 ) akış hızının piroliz ürün verimlerine etkisini araştırmak amacıyla yapılan piroliz deneyleri, daha önceki çalışmalarda [,21] optimum piroliz koşulları olarak belirlenen 500 C piroliz sıcaklığı ve 50 C/dk ısıtma hızında gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, 50, 100, 150 ve 0 cm 3 /dk lık sürükleyici gaz (N 2 ) akış hızlarında deneyler yapılmıştır. Piroliz işlemleri 316 paslanmaz çelikten yapılmış 0 cm 3 hacmindeki retort ve bu retordu çevreleyen 00 watt ısıtıcı rezistanslı, izolasyonu yapılmış fırında gerçekleştirilmiştir. Konik ağızlı retort çıkış borusu, sıvı ürünün burada yoğunlaşmasını önlemek amacıyla 600 watt lık bir ısıtıcı ile çevrelenmiştir. Piroliz buharlarını yoğuşturmak amacıyla tuz-buz-su karışımı kullanılmıştır. Piroliz deneyleri için ön analizleri tamamlanmış olan aspir tohumu pres küspesinden g tartılarak statik retorda konulmuştur. Retort fırın içine yerleştirilmiş ve piroliz düzeneğinin diğer birimleriyle bağlantıları yapıldıktan sonra ayar noktasından çalışmak istenilen sıcaklık ve ısıtma hızına göre sisteme uygulanacak voltaj ve azot akış hızı ayarlanmıştır. Piroliz sıcaklığı istenilen değere geldikten sonra piroliz sürecinin tamamlanabilmesi için 30 dk daha bu sıcaklıkta beklenilmiş ve gaz çıkışı kontrol edilerek deneye son verilmiştir. 537 Piroliz işlemi sonucunda, sıvı toplama kaplarında birikmiş olan sıvı ürün (katran+sulu faz) diklorometan ile yıkanarak ayırma hunisine alınmış ve sulu faz dekantasyon yöntemi ile katrandan ayrılarak miktarı belirlenmiştir. Katran içerisindeki suyu tamamen uzaklaştırmak amacıyla katran Na 2 SO 4 den süzüldükten sonra döner buharlaştırıcıda çözücüsünden ayrılarak verimi hesaplanmıştır. Retortta kalan katı ürünün (char) verimi tartılarak, gaz ürün verimi ise toplam kütle denkliğinden bulunmuştur. Piroliz deneyleri sonucunda, katran verimi bakımından en uygun sürükleyici gaz (N 2 ) akış hızı belirlenerek, bu koşullarda elde edilen katranın ısıl değeri ölçülmüş ve elementel analizi yapılarak molar gösterimi belirlenmiştir. Ayrıca, katranın yapısında bulunan fonksiyonel gruplar ile hidrojenlerin ve bunların birbirine göre konumlarının belirlenmesi amacıyla FTIR ve 1 H- NMR spektrumları uygulanmıştır. Bunlara ilave olarak katran, sütun kromatografisi sonucunda alifatik, aromatik ve polarlar olarak fraksiyonlarına ayrılmış ve bu fraksiyonların FTIR spektrumları alınarak elementel analizleri gerçekleştirilmiştir. 3. Sonuçlar Hammadde üzerinde yapılan nem, uçucu madde, sabit karbon, kül, ham selüloz, hemiselüloz, ham protein, ekstraktif madde, lignin ve yağ miktarı tayinleri Tablo 1 de, elementel analiz ve ısıl değer sonuçları ise Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 1 de verilen değerler, biyokütleye uygulanacak olan ısıl dönüşüm sürecinin belirlenmesinde önemli olan parametrelerdir. Bu parametreler incelendiğinde, nem, kül ve uçucu madde içeriğinin literatürde piroliz işlemi için öngörülen değerler (nem<%10; kül<%5; uçucu madde>%65) arasında olduğu görülmektedir [22]. Tablo 1. Aspir tohumu pres küspesinin analiz sonuçları [19] Analiz Yöntem % Ağırlık Nem ISO R 771 6,0 Kül ISO R 779 3,0 Sabit karbon Farktan 14,0 Uçucu madde ASTM E ,0 Ham selüloz ISO EN 9189,0 Ekstraktif madde ASTM D ,3 Lignin ASTM D ,7 Hemi selüloz Farktan 16,0 Ham protein ISO ,8 Yağ miktarı ISO ,0

4 D. Angın ve S. Şensöz Tablo 2. Aspir tohumu pres küspesinin elementel analiz ve ısıl değer sonuçları [19] Bileşen % Ağırlık C 49,47 H 6,91 N 3,01 O*,61 H/C 1,68 Molar gösterim CH 1,68 O 0,62 N 0,05 Üst Isıl değer (MJ/kg) 24,82 * farktan Aspir tohumu pres küspesi için ham protein, ham selüloz ve lignin değerleri incelendiğinde selülozik yapının ağırlıklı olduğu görülmektedir. Bunun nedeni, numunenin kabuklu pres küspesi olmasından kaynaklanmaktadır. Belirlenen bu değerlerin literatürde diğer pres küspeleri için verilen değerler ile karşılaştırıldığında, yine birbirlerine yakın olduğu görülmüştür [23,24]. Deneyler sonucunda elde edilen piroliz ürün dağılımları Tablo 3 de, grafik olarak gösterimi ise Şekil 1 de verilmiştir. Tablo 3. Aspir tohumu pres küspesinin farklı sürükleyici gaz akış hızlarında yapılan piroliz deney sonuçları (Isıtma hızı; 50 C/dk, Piroliz sıcaklığı; 500 C) Verim (Ağırlıkça %, kkt) Sürükleyici gaz akış hızı (cm 3 /dk) Piroliz dönüşümü (%) Sıvı ürün Katran Sulu faz Toplam Katı Gaz 50 72,50 34,34 19,51 53,85 27,50 18, ,79 36,06 19,51 55,57 25,21 19, ,04 34,29 19,51 53,80 24,96 21, ,18 32,99 19,51 52,50 24,82 22,68 % verim Katı Ürün Katran Gaz Ürün Azot akış hızı, cm 3 /dk Şekil 1. Aspir tohumu pres küspesinin 500 C piroliz sıcaklığı, 50 C/dk ısıtma hızı ve farklı sürükleyici gaz akış hızlarında elde edilen ürün dağılımları Daha önceki çalışmalarda, statik ortam pirolizinde 500 C sıcaklık ve 50 C/dk ısıtma hızında gerçekleştirilen deneyler sonucunda sırasıyla %73,71; %32,61; %29,29 ve %,38 olan piroliz dönüşümü, katran, katı ve gaz ürün verimleri [21], Çizelge 3 den de görüldüğü gibi farklı sürükleyici gaz akış hızlarında yapılan piroliz çalışmaları sonucunda yaklaşık olarak piroliz dönüşümleri %73-75, katran verimleri %33-36, katı ürün verimleri %25-28 ve gaz ürün verimleri %19-23 aralığında gerçekleşmiştir. Piroliz sırasında oluşan uçucu bileşenler, sürükleyici gaz akımındaki artışla sistemi daha kolay terk edebilmektedir. Ancak, belli bir azot akış hızının üzerindeki hızlarda mevcut piroliz düzeneğindeki soğutma sisteminin yeterli olamadığı varsayımıyla bu sırada oluşan uçucu bileşenlerin yoğuşturulamadan sistemi terk ettiği düşünülmektedir. Bu durum azot akış hızı 100 cm 3 /dk nın üstüne çıktığında açıkça kendini göstermektedir. Tüm bu verilere göre piroliz ortamında kullanılan sürükleyici gazın, oluşan buharları sıcak reaksiyon ortamından hızla uzaklaştırarak kütle aktarım sınırlamalarını ortadan kaldırdığı, ısıl parçalanma ve yeniden polimerizasyon gibi ikincil reaksiyonları minimuma indirerek statik ortama göre katran verimlerinde bir artış sağladığı söylenebilir. Sıvı ürünün karakterizasyonu amacıyla yapılan kromatografik ve spektroskopik analizler 100 cm 3 /dk lık azot akış hızında elde edilen katran üzerinde gerçekleştirilmiştir. Katranın elementel analiz ve ısıl değer sonuçları Tablo 4 de, 1 H-NMR (Proton Nükleer Manyetik Rezonans) ve FTIR (Fourier Transform Infrared Rezonans) spektrumları ise sırasıyla Şekil 2 ve Şekil 3 de verilmiştir. 538

5 Aspir Tohumu Pres Küspesinin Pirolizinde Sürükleyici Gaz (N 2 ) Akış Hızının Etkisi Ve Sıvı Ürün Karakterizasyonu * % T Tablo 4. Piroliz katranının elementel analiz ve ısıl değer sonuçları Bileşen % Ağırlık C 66,98 H 6,29 N 4,58 O* 22,15 H/C 1,13 Molar gösterim CH 1, 13O 0,25 N 0,06 Isıl değer (MJ/kg) 36,00 * farktan 87, Kimyasal Kayma, ppm Şekil 2. Katranın 1 H-NMR spektrumu Dalga Sayısı, cm -1 Şekil 3. Katranın FTIR spektrumu. Katran için elementel analiz sonuçları incelendiğinde, oksijen içeriğinin yaklaşık %22 olduğu ve hammaddeye (%,61) göre bu değerin büyük bir oranda azaldığı görülmüştür. Katranın H/C oranı 1,13 olarak hesaplanmış olup, bu değerin ham petrol verilerine (1,5-1,9) oldukça yakın olduğu söylenebilir [25]. Katranın ısıl değeri ise 36 MJ/kg olarak belirlenmiştir. Bu değerin benzin (47 MJ/kg), dizel yakıt (43 MJ/kg) ve petrol (42 MJ/kg) ile karşılaştırıldığında bunlara göre bir miktar düşük olduğu, kömür (32-37 MJ/kg) ile karşılaştırıldığında ise oldukça yakın olduğu söylenebilir [26]. Piroliz katranının 1 H-NMR ve FTIR spektrumları incelendiğinde, yapılarında oksijenli bileşiklerin (fenol, alkol, keton, aldehit gibi), ester ve eterlerin bulunduğu saptanmıştır. Ayrıca, yüksek oranda aromatik halkaya farklı konumlarda bağlı alkil grupları da gözlenmiştir [19]. Bu sonuçlara göre, katranın ağırlıklı olarak aromatik yapıya sahip olmakla birlikte alifatik ve polar yapılardan oluşan karmaşık bir bileşenden meydana geldiği söylenebilir. Katranın kromatografik yöntemlerle analizinde, katrana sütun kromatografisi uygulanmış ve içerdiği hidrokarbon gruplarının yüzdeleri belirlenmiştir. Sütun kromatografisi sonuçları Tablo 5 de, elde edilen n-pentan, toluen ve metanol eluatlarının FTIR spektrumları ise Şekil 4 de verilmiştir. Sütun kromatografisi sonuçları incelendiğinde, alifatik yapıyı temsil eden n- pentan alt fraksiyonunun %11,10; aromatik yapıyı temsil eden toluen alt fraksiyonun %22, ve polar yapıyı temsil eden metanol alt fraksiyonun %66,70 olduğu görülmüştür. Eluatların FTIR spektrumları incelendiğinde ise cm -1 de O-H gerilim tireşimleri gözlenmiş olup, bu bantın alkolleri temsil ettiği söylenebilir cm aralığında gözlenen alifatik CH 3 gruplarının asimetrik ve simetrik C-H gerilim titreşim bantları molekülün büyüklüğünden bağımsızdır cm aralığında gözlenen C=O gerilme titreşimi, konjüge olmamış ve karbonil yanında elektronegatif atomları bulunmayan keton ve aldehit gibi oksijenli bileşiklerin varlığını kanıtlamaktadır. Bu titreşim aynı zamanda yapının alifatik ve aromatik yapıda olduğunun da bir göstergesidir [27]. Sütun kromatografisi sonucunda elde edilen n-pentan, toluen ve metanol alt fraksiyonlarının

6 D. Angın ve S. Şensöz elementel analiz sonuçları ile molar gösterimleri Tablo 6 da verilmiştir. Eluatların elementel analiz sonuçları incelendiğinde, H/C oranları n-pentan, toluen ve metanol eluatları için sırasıyla 1,49; 1,25 ve 1,58 olarak hesaplanmıştır. Bu değerlerin ham petrol (1,5-1,9) için verilen değerler ile uyum içerisinde oldukları söylenebilir [25]. Bu fraksiyonların oksijen içerikleri incelendiğinde, toluen alt fraksiyonunun yapısındaki fenolik ve diğer oksijenli bileşiklerin varlığından dolayı, oksijen içeriğinin n-pentan eluatından daha yüksek olduğu görülmektedir. Tablo 5. Katranın sütun kromatografisi alt fraksiyonlarının verimleri Piroliz sıcaklığı: 500 C Isıtma hızı: 50 C/dk 3 N 2 akış hızı:100 cm /dk n-pentanda çözünenler (%) Asfaltenler (%) n-pentan eluatı Verim (Ağırlıkça %) Toluen eluatı Metanol eluatı 37,50 62,50 11,10 22, 66,70 Tablo 6. Sütun kromatografisi alt fraksiyonlarının elem entel analiz sonuçları Bileşen N-pentan Eluatı Toluen Eluatı Metanol Eluatı C 86,76 78,07 69,72 H 10,77 8,12 9, O 2,08 12,24 17,76 N 0,39 1,57 3,32 H/C 1,49 1,25 1,58 Molar Göste rim CH 1,49O0,02N 0,01 CH 1,25O0,12N 0,02 CH 1,58O0,19N 0, ,3 80 % T 60 % T 60 (a) Dalga Sayısı, cm -1 (b) Dalga Sayısı, cm -1 85, % T (c) Dalga Sayısı, cm -1 Şekil 4. (a) n-pentan, (b) toluen ve (c) metanol eluatlarının FTIR spektrumları. 5

7 Aspir Tohumu Pres Küspesinin Pirolizinde Sürükleyici Gaz (N 2 ) Akış Hızının Etkisi Ve Sıvı Ürün Karakterizasyonu * Metanol alt fraksiyonunun oksijen içeriğinin, diğer eluatların oksijen içeriklerinden daha yüksek olması ise polar yapıdaki oksijenli bileşiklerden kaynaklanmaktadır. Ayrıca metanol alt fraksiyonunda bulunan yüksek azot değeri, yapıda düz zincir ve heterosiklik bileşiklerin bulunduğunu göstermektedir. 4. Teşekkür Bu çalışma, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Araştırma Fonu 03/15041 No lu proje tarafından desteklenmiştir. 5. Kaynaklar 1 Ültanır, M. Ö. (1996). 21. Yüzyılın eşiğinde güneş enerjisi, Bilim ve Teknik (TÜBİTAK), Ankara. 2 Türkiye Enerji Raporu (03). Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi, Ankara,101s. 3 Sayigh, A. (1999). Renewable energy-the way forward. Applied Energy, 64 (1-4), Çetinkaya, M., Karaosmanoğlu, F. (03). Türkiye enerji profili ve hidrojen. II. Ulusal Hidrojen Kongresi, (9 Temmuz 03) Bildirileri, Filiz Karaosmanoğlu, Merve Çetinkaya, Ertim Orkun (Editörler) Ankara, Islam, M. N., Islam, M. N., Alam Beg, M. R., Islam, M. R. (05). Pyrolytic oil from fixed bed pyrolysis of municipal solid waste and its characterization. Renewable Energy, 30 (3), Zhang, S., Yan,Y., Li, T., Ren, Z. (05). Upgrading of liquid fuel from the pyrolysis of biomass. Bioresource Technology, 96 (5), Prevsuren, B., Avid, B., Gerelmaa, T., Davaajav, Y., Morgan, T. J., Herod, A. A., Kandiyoti, R. (04). The characterization of tar from the pyrolysis of animal bones. Fuel, 83 (7-8), Şensöz, S. and Can, M. (02). Pyrolysis of pine (Pinus Brutia Ten.) chips: 1. Effect of pyrolysis temperature and heating rate on the product yields. Energy Sources, 24 (4), Çulcuoğlu, E., Ünay, E., Angın, D., Şensöz, S., Karaosmanoğlu, F. (05). Characterization of the Bio-Oil of Rapeseed Cake. Energy Sources, 27 (13), Soltes, E. J. (1988). Of biomass, pyrolysis, and liquids therefrom. ACS Symposium Series 376, Denver, Colorado, pp Soltes, E. J. and Elder, T. J. (1981). Pyrolysis, Organic chemicals from biomass, I.S. Goldstein (Eds.), CRC Pres, Inc., Florida, Bridgwater, A. V. (03). Renewable fuels and chemicals by thermal processing of biomass. Chemical Engineering Journal, 91 (2-3), Mc New, K. and Bixley, S. (01). Safflower: Production, uses and exports, Agricultural Marketing Policy Center, Briefing No: 26, Montano State University, Bozeman. 14 FAO, Food and Agricultural Organization, FAOSTAT Database, Esendal, E. (01). Safflower Production and Research in Turkey. V th International Safflower Conference, (23-27 July 01) Proceedings, Jerald W. Bergman and H. Henning Mündel (Editors), Williston, North Dakota, Sidney, Montana, USA, Bergman, J. W. and Flynn, C. R. (01). High oleic safflower as a diesel fuel extender-a potantial new market for Montano safflower. V th International Safflower Conference, (23-27 July 01) Proceedings, Jerald W. Bergman and H. Henning Mündel (Editors), Williston, North Dakota, Sidney, Montana, USA, Işığıgür, A., Karaosmanoğlu, F., Aksoy, H. A. (1994). Methyl ester from safflower seed oil turkish origin as a biofuel for diesel engines. Applied Biochemistry and Biotechnology, 45/46, Işığıgür, A., Karaosmanoğlu, F., Aksoy, H., Hamdullahpur, A. F., Gülder, Ö. L. (1994). Performance and emission characteristics of a diesel engine operating on safflower seed oil methyl ester. Applied Biochemistry and Biotechnology, 45/46, Angın, D. (05). Aspir (Charthamus tinctorius L.) Tohumu Pres Küspesinin Alternatif Enerji Kaynağı Olarak Değerlendirilmesi. Doktora Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 9s. Angın, D. and Şensöz, S. (03). Pyrolysis of Safflower (Charthamus tinctorius L.) Seed Cake in the Fixed Bed Reactor. The First International Exergy, Energy and Environment Symposium (IEEES-1), (13-17 July 03), Proceedings, İbrahim Dinçer and Arif Hepbaşlı (Editors), İzmir, Angın, D. ve Şensöz, S. (04). Aspir (Charthamus tinctorius L.) Tohumu Pres Küspesinden Sentetik Sıvı Yakıt Eldesi ve Sıvı Ürün Karakterizasyonu. V. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, ( Mayıs 04), Bildirileri,

8 D. Angın ve S. Şensöz Zekaki Şen, Filiz Karaosmanoğlu, Ahmet Duran Şahin, Ahmet Öztopal, Merve Çetinkaya (Editörler), İstanbul, Quaak, P., Knoef, H., Stassen, H. (1999). Biomass as a fuel, Energy from Biomass (A review of combustion and gasification Technologies), World Bank Tecnical Paper No:442, Energy Series, Washington D. C., pp Demirbaş, A. (02). Analysis of liquid products from biomass via flash pyrolysis. Energy Sources. 24 (4), Karaosmanoğlu, F., Tetik, E., Göllü, E. (1999). Biofuel production using slow pyrolysis of the straw and stalk of rapeseed plant. Fuel Processing Technology, 59 (1-2), Whitehurts, D., Mitchell, T. O., Farcasiu, M., Lin, N. H. (1980). Coal Liquefaction The Chemistry and Technology of Thermal Processes. Academic Press. Şensöz, S., Angın, D., Yorgun, S. (00). Influence of particle size on the pyrolysis of rapeseed (Brassica napus L.): fuel properties of bio-oil. Biomass and Bioenergy, 19 (4), Erdik, E. (1993). Organik Kimyada Spektroskopik Yöntemler. 2. Baskı, Gazi Kitabevi, Ankara. 542