Antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuğunun piroliz kinetiği ve termodinamik parametrelerinin incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET SERCAN SARAÇOĞLU
Danışman: Meltem KIZILCA ÇORUH
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Tarımsal atık olarak kullanılan Antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuğunun piroliz koşullarında elde edilen termogravimetrik analiz verileri üzerinden kinetik ve termodinamik parametrelerin hesaplanması ve reaksiyon mekanizması belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmada bitkisel biyokütle kaynakları olan antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuklarının termogravimetrik analiz (TGA/DTG) yöntemleriyle yüksek sıcaklıkta termal bozunma davranışları incelenmiştir. 25-900 oC sıcaklık aralığında azot ortamında 5, 10, 20 ve 25 oC.min-1 ısıtma hızlarında gerçekleştirilmiştir. Flynn-Wall-Ozawa (FWO), Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) ve model bazlı metot Coats-Redfern (CR) metodu ile aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır. Reaksiyon mekanizması ve pre-exponantial faktör ise Coats-Redfern metodu ile belirlenmiştir. Termodinamik özellikler, termodinamik eşitlikler kullanılarak hesaplanmıştır. Biyokütle kaynakları taramalı elektron mikroskopu (SEM-EDS) ve Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) analizi ile karekterize edilmiştir. Bulgular: FWO ve KAS metoduna göre hesaplanan ortalama 𝛥H değerleri: Antep fıstığı için FWO 105,11 kj.mol-1; KAS için ise 97,54 kj.mol-1; Badem kabuğu için FWO 124,52 kj.mol-1; KAS için ise 114,55 kj.mol-1; ceviz kabuğu için FWO 115,57 kj.mol-1; KAS için ise 108,47 kj mol-1; fındık kabuğu için FWO 106,46 kj.mol-1; KAS için ise 98,17 kj.mol-1 olarak hesaplanmıştır. FWO ve KAS metoduna göre hesaplanan 𝛥S değerleri: Antep fıstığı için FWO metoduna göre -85,21 ve -132,66 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -73,36 ve -116,68 kj.mol-1; Badem kabuğu için FWO metoduna göre -5,93 ve -112,01 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -42,51 ve -127,44 kj.mol-1; ceviz kabuğu için FWO metoduna göre -30,45 ve -140,10 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -85,51 ve -172,17 kj.mol-1; fındık kabuğu için FWO metoduna göre -50,54 ve -129,76 kj.mol-1; KAS metoduna göre ise -67,10 ve -147,51 kj.mol-1 olarak hesaplanmıştır. FWO ve KAS metoduna göre hesaplanan ortalama 𝛥G değerleri: Antep fıstığı için FWO 169,44 kj.mol-1; KAS için ise 153,87 kj.mol-1; Badem kabuğu için FWO 160,26 kj.mol-1; KAS için ise 160,63 kj.mol-1; ceviz kabuğu için FWO 176,18 kj.mol-1; KAS için ise 195,83 kj.mol-1; fındık kabuğu için FWO 159,69 kj.mol-1; KAS için ise 160,62 kj.mol-1 olarak hesaplanmıştır. FWO ve KAS metoduna göre hesaplaman aktivasyon enerjilerine göre kullandığımız biyokütle örneklerinin kinetik modellerinin I. Bölgede F modellerinden ve II. bölgede D modellerinden birisi olduğu görülmüştür. Elementel ve kısmı analiz sonuçlarına göre Antep fıstığının diğer örneklere göre iyi bir biyoenerji kaynağı olabileceği gibi oranlarda yakıtlarla karıştırılabileceği düşünülmektedir. Sonuç: Antep fıstığı, badem, ceviz ve fındık kabuğunun piroliz, süreçlerinin geliştirilebilmesi, tasarlanabilmesi ve optimize edilebilmesi mümkün olabileceğinden yapılan çalışma ile mevcut biyokütle örneklerinin piroliz prosesi ile değerlendirilmesine olanak sağlayacak ve sanayi sektöründe yenilenebilir, çevre dostu yakıt maddelerin üretiminin tasarımının önü açılacaktır. Anahtar Kelimeler: TGA, DTG, FWO-KAS metodu, CR metodu, Kinetik, Termodinamik Eylül 2022, 77 sayfa