Biomass and Biofuel Potential of Food Industry in Turkey

Abstract

Progressive decrease in fossil fuel resources as a natural consequence of rapid population growth anddeveloping technology has increased the need for renewable and sustainable energy resources. Inrecent years, interest in energy obtained from biomass (i.e. biofuel) has increased as an alternative toexisting energy sources due to its contribution to sustainable development. Food industry wastes arevaluable sources of biomass. In this study, the amount of food waste generated in fruit juice, vegetableoil and meat industry as well as biofuel (biogas, bioethanol, biodiesel) potentials that can be producedfrom these wastes were estimated for Turkey. The amount of wastes generated from fruit juice, vegetableoil and meat industry are 209.9 thousands tons, 111.3 thousands tons and 118 million tons respectively.From these wastes 6.9 thousands tons bioethanol, 33.5 thousands tons biodiesel and 25.3 billion m3biogas can be generated

Keywords

• Keywords: Fruit juice industry wastes, vegetable waste oil, meat industry wastes, biogas,bioethanol, biodiesel

Türkiye'de Gıda Endüstrisi Kaynaklı Biyokütle ve Biyoyakıt Potansiyeli

Abstract

Geliflen teknoloji ve hızlı nüfus artıflının do¤al bir sonucu olarak fosil yakıt kaynaklarının giderekazalması; yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına olan ihtiyacı arttırmıfltır. Son yıllardamevcut enerji kaynaklarına alternatif olarak, ülkelerin sürdürülebilir kalkınmasına olan katkısı sebebiylebiyokütleden elde edilecek enerjiye (biyoyakıta) duyulan ilgi artmıfltır. Gıda endüstrisi atıkları oldukçade¤erli biyokütle kaynaklarıdır. Bu makalede Türkiye'deki meyve suyu, bitkisel ya¤ ve et endüstrisiüretim faaliyetleri sırasında ortaya çıkan atık potansiyeli ve bu atıklardan üretilebilecek teorik biyoyakıt(biyogaz, biyoetanol ve biyodizel) miktarları hesaplanmıfltır. Bir yılda üretilen meyve suyu, bitkisel ya¤ve et endüstrisi atık miktarları sırasıyla 209.9 bin ton, 111.3 bin ton ve 118 milyon tondur. Bu atıklardan6.9 bin ton biyoetanol, 33.5 bin ton biyodizel ve 25.3 milyar m3biyogaz elde edilebilir

Keywords

• Meyve suyu endüstrisi atıkları, bitkisel atık ya¤lar, et endüstrisi atıkları, biyogaz,biyoetanol, biyodizel

References

1. Altıkat S, Çelik A. 2012. I¤dır ‹linin Hayvansal Atık Kaynaklı Biyogaz Potansiyeli. I¤dır Uni Fen Bilimleri Enst Der2(1): 61-66.
2. Demircio¤lu C. 2003. Türkiye ‹çin Sürdürülebilir Enerji Çevre Politikaları. Ankara Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Yönetim Bilimleri Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ankara, Türkiye. 197 s. 3. Demirbas AH, Demirbas I. 2007. Importance of rural bioenergy for developing countries. Energy Convers Manage, 48(8): 2386-2398.
3. Mansourpoor M, Shariati A. 2012. Effect of mixture of alcohols on biodiesel properties which produced from waste cooking oils and compare combustion performance and emissions of biodiesels with petrodiesel. Adv Environ Sci, 4(3): 153.
4. MMO. 2012. Türkiye'nin Enerji Görünümü. Geniflletilmifl ‹kinci Baskı. TMMOB Makina Mühendisleri Odası, Ankara.
5. Haggerty AP. 2010. Biomass crops : production, energy, and the environment. Nova Science Publisher's, Hauppauge, N.Y., 323 s.
6. Klass D. 1998. Biomass for renewable energy, fuels, and chemicals. Academic Press, San Diego, USA, 651 s.
7. ‹flçi A, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyokütle Dönüflümleri lisanüstü dersi notları, 2013: Basılmamıfl.
8. Diya’uddeen BH, Abdul Aziz AR, Daud WMAW, Chakrabarti MH. 2012. Performance evaluation of biodiesel from used domestic waste oils: a review. Process Saf Environ Prot, 90(3): 164-179. 10. Abbasi T, Tauseef SM, Abbasi SA. 2012, Biogas and Biogas Energy: An Introduction. In Biogas Energy, Abbasi T. (bafl editör), Springer, New York, pp. 1-10.

9. Üçgül ‹, Akgül G. 2010. Biyokütle Teknolojisi. Journal of YEKARUM, 1(1): 3-11.
10. McGowan T. 2009. Biomass and alternate fuel systems : an engineering and economic guide. John Wiley & Sons Hoboken, New York, 264 s.
11. Brown RC. 2003. Biorenewable resources : engineering new products from agriculture. Iowa State Press, Ames, Iowa, 286 s.
12. EPA. 2009. Wastes - Hazardous Waste - Waste Types. (Eriflim Tarihi 04.05.2014); http://www.epa. gov/osw/hazard/wastetypes/characteristic.htm.
13. UNEP. 2009. Solid Waste Manual.(Eriflim Tarihi 04.05.2014); http://www.cep.unep.org/issues/ solid%20waste%20manual/SOLID%20WASTE %204%20&%205%20ENGLISH.pdf.
14. GKGM. 2012. Türkiye’de Hayvansal Kaynaklı Ürünleri iflleyen Tarım-Gıda Tesisleri için bir Modernizasyon Planının Hazırlanması. Türkiye Gıda Güvenli¤i Teknik Yardım Programı Gıda ‹flletmelerinin Modernizasyonuna ‹liflkin ‹htiyaç De¤erlendirmesi (Eriflim Tarihi 01.05.2013); http://www.setbir.org.tr/ana/rapor.asp?uid=21.
15. Carson KJ, Collins JL, Penfield MP. 1994. Unrefined, dried apple pomace as a potential food ingredient. Journal of Food Science, 59(6): 1213- 1215. 18. Cemero¤lu B. 2004. Meyve ve Sebze ‹flleme Teknolojisi. Gıda Teknolojisi Derne¤i Yayınları, Ankara, Türkiye, 670 s.
16. Gull n B, Falqué E, Alonso JL, Paraj JC. 2007. Evaluation of apple pomace as a raw material for alternative applications in food industries. Food Technology and Biotechnology, 45(4): 426-433.
17. Zheng Y, Lee C, Yu C, Cheng Y-S, Simmons CW, Zhang R, Jenkins BM, VanderGheynst JS. 2012. Ensilage and Bioconversion of Grape Pomace into Fuel Ethanol. Journal of agricultural and food chemistry, 60(44): 11128-11134.
18. Pourbafrani M, Forgács G, Horváth IS, Niklasson C, Taherzadeh MJ. 2010. Production of biofuels, limonene and pectin from citrus wastes. Bioresource Technology,101(11): 4246-4250.
19. Akda¤ E. 2011. Türkiye Meyve Suyu v.b. Ürünler Sanayi Raporu. MEYED, Türkiye.
20. Hang Y, Lee C, Woodams E. 1986. Solid-state fermentation of grape pomace for ethanol production. Biotechnology letters, 8(1): 53-56.
21. Du Z, Tang Z, Wang H, Zeng J, Chen Y, Min E. 2013. Research and development of a sub-critical methanol alcoholysis process for producing biodiesel using waste oils and fats. Chinese J Catal, 34(1): 101-115.
22. Knothe G. 2008. "Designer" biodiesel: optimizing fatty ester composition to improve fuel properties. Energy Fuels, 22(2): 1358-1364.
23. Ramos MJ, Fernández CM, Casas A, Rodr guez L, Pérez . 2009. Influence of fatty acid composition of raw materials on biodiesel properties. Bioresour Technol, 100(1): 261-268.
24. Çaynak S, Gürü M, Biçer A, Keskin A, ‹çingür Y. 2009. Biodiesel production from pomace oil and improvement of its properties with synthetic manganese additive. Fuel, 88(3): 534-538.
25. Anonim. 2010. Bitkisel Atık Ya¤larin Yönetimi. (Eriflim Tarihi 25.07.2013); http:// www.cygm.gov.tr/ CYGM/Files/yayinlar/kitap/bitkisel_atik_yaglarin_ yonetimi_kitapcigi.pdf.
26. Yücel Y. 2012. Optimization of biocatalytic biodiesel production from pomace oil using response surface methodology. Fuel Process Technol, 99: 97-102.
27. Al-Hasan MI. 2013. Biodiesel production from waste frying oil and its application to a diesel engine. Transport, 28(3): 276-289.
28. Toscano L, Montero G, Stoytcheva M, Campbell H, Lambert A. 2011. Preliminary assessment of biodiesel generation from meat industry residues in Baja California, Mexico. Biomass Bioenergy, 35(1): 26-31.
29. Anonim. 2010. Bioheat, Biopower and Biogas Developments and Implications for Agriculture. OECD.
30. El-Mashad HM, Zhang R. 2010. Biogas production from co-digestion of dairy manure and food waste. Bioresour Technol, 101(11): 4021-4028.
31. Mara n E, Castrill n L, Quiroga G, Fernández- Nava Y, G mez L, Garc a M. 2012. Co-digestion of cattle manure with food waste and sludge to increase biogas production. Waste Manag. 32(10):1821-5.
32. Anonim. 2010. Guide to Biogas From Production to Use. (Eriflim Tarihi 20.07.2013); http://mediathek. fnr.de/media/downloadable/files/samples/g/ u/guide_biogas_engl_2012.pdf.
33. Avula RY, Nelson HM, Singh RK. 2009. Recycling of poultry process wastewater by ultrafiltration. Innov Food Sci Emerg Technol, 10(1): 1-8.
34. Kavaklı M, Civan Z. 1997. Türkiye’de Su Kullanımı, Atık suları Geri Kazanma ve Yeniden Kullanma Uygulamaları. Su ve Çevre Sempozyumu Bildiri Kitabı (Eriflim Tarihi 20. 04.2013); http://www.mmo.org.tr/resimler/dosya_ekler/ 996535e07258a7b_ek.pdf?dergi=178.
35. Topalo¤lu B, ‹mren V. 2011. Samsun ‹linde Biyogaz Enerjisi Potansiyeli ve Uygulanabilirli¤i. Samsun Sempozyumu, Samsun.
36. DBFZ. 2011. Türkiye'de biyogaz yatırımları için gerekli koflulların ve potansiyelin de¤erlendirilmesi. Türkiye’de Hayvansal Atıkların Biyogaz Yoluyla Kaynak Verimlili¤i Esasında ve ‹klim Dostu Kullanımı Projesi (Eriflim Tarihi 01.04.2013); http://www.biyogaz.web.tr/files/docs/dbfz_ turkiye_biyogaz_potansiyel_raporu.pdf.
37. Anonim. 2011. Anaerobic Digestion Report Turkey’s Situation in Biogas. IEA Bioenergy Task 37 (Eriflim Tarihi 17.12.2013); http://www.iea-biogas.net/country-reports.html. 48. Baflçetinçelik A. 2006. A Guide On Exploitati- on Of Agricultural Residues in Turkey. Agro- Waste Exploitation Of Agricultural Residues in Turkey Project, EU- Life Programme Project, Project No: LIFE03 TCY/TR/000061
38. Banks C, Wang Z. 2006, Treatment of Meat Wastes. In Waste treatment in the food processing industry, Wang L.K. (bafl editör), CRC Press, USA, pp. 67-100.
39. Menjoulet B. 2011. Urban Chicken Manure Management. (Eriflim Tarihi 17.12.2013); http: //extension.missouri.edu/webster/backyardchickens/ UrbanChickenManureManagement-BrieMenjoulet- (ScreenVersion).pdf.
40. Çaycı G, Kütük C, Soba MR.2011. Etlik Piliç Gübrelerinin Türkiye Tarımındaki Önemi ve Kullanım Uygulamaları. I. Uluslararası Beyaz Et Kongresi. Antalya. p. 82.
41. Aydın A, Demirulus H. 1996. Tavukçuluk Artık ve Atık Maddelerinin ‹fllenerek Çevre Kirlili¤inin Azaltılması. Ekoloji, (19): 22-26.
42. E‹E.2013.Biyogaz Üretiminde Kullanılan Organik Atık/Artık Hammaddeler. (Eriflim Tarihi06.11.2013); http://www.eie.gov.tr/eie-web/turkce/YEK/ biyoenerji/01-biyogaz/bg_hammadde.html.
43. Tolay M, Yamankaradeniz H, Yardımcı S, Reiter R. 2008. Hayvansal atıklardan biyogaz üretimi. VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, ‹stanbul.