Research Article

Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması

Volume: 13 Number: 2 June 15, 2023
EN TR

Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması

Abstract

Ülkemizde ve Dünyada hayvancılığın artması ile ortaya çıkan hayvansal atık miktarı çevre kirliliğinin en önemli kaynaklarından biri olmuştur. Hayvansal organik atıkların biyogaz üretiminde kullanılması, atık bertarafında ve atıklardan enerji geri kazanımında verimli bir atık yönetimi adımıdır. Bu çalışmada, sığır gübresinin mezofilik koşullar altında kesikli reaktörlerde anaerobik sindirim (AS) sonucu biyogaz ve metan (CH4) verimi incelenmiştir. Ardından kesikli reaktörlerdeki AS kalıntısına 60 °C, 80 °C, 100 °C ve 120 °C'de 4 saat termal ön işlemler uygulanmıştır. Ön işlemsiz sığır gübresinin CH4 verimi 203,5 ml/g uçucu katı (UK) iken 120 °C termal ön işlemli sığır gübresinin kümülatif CH4 verimi 251,7 ml/g UK olarak belirlenmiştir. Termal ön işlemler sayesinde sığır gübresinin birim kütle başına CH4 verimi kümülatif olarak en fazla %23,6 kadar artırılmıştır. Termal ön işlemler ile lignoselülozik bileşenlerin (selüloz, hemiselüloz ve lignin) çözünme verimleri incelenmiştir. Aynı zamanda tüm anaerobik süreç sonunda toplam kimyasal oksijen ihtiyaçları ve UK miktarlarının giderim verimleri belirlenmiştir. Çalışma bulguları Türkiye’de üretim yapan büyük ölçekli biyogaz tesisleri için kullanılabilir niteliktedir.

Keywords

Biyogaz, metan, anaerobik sindirim, sığır gübresi

Supporting Institution

Gİresun Üniversitesi

Project Number

FEN-BAP-A-250221-27

Thanks

Bu çalışma Giresun Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi tarafından FEN-BAP-A-250221-27 nolu proje ile desteklenmiştir. İlgili kuruma desteklerinden dolayı yazarlar olarak teşekkürlerimizi sunarız.

References

  1. Abd Allah, W.E., El-Wahab, A., Hassan, M., & Tawfik, M. (2016). Study on biogas unit using dairy cattle dung during winter in Egypt. Zagazig Journal of Agricultural Research, 43(3), 1051-1057.
  2. Alqaralleh, R.M., Kennedy, K., & Delatolla, R. (2019). Microwave vs. alkaline-microwave pretreatment for enhancing thickened waste activated sludge and fat, oil, and grease solubilization, degradation and biogas production. Journal of Environmental Management, 233, 378-392.
  3. Ayhan, K., & Şenol, H. (n.d.). Endüstriyel Anaerobik Reaktörler İçin Enerji Dönüşümünün Hızlandırılmasına Yönelik Bir Çalışma. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi, 17(2), 349-358.
  4. Cavinato, C., Fatone, F., Bolzonella, D., & Pavan, P. (2010). Thermophilic anaerobic co-digestion of cattle manure with agro-wastes and energy crops: comparison of pilot and full scale experiences. Bioresource Technology, 101(2), 545-550.
  5. Deepanraj, B., Sivasubramanian, V., & Jayaraj, S. (2017). Effect of substrate pretreatment on biogas production through anaerobic digestion of food waste. International Journal of Hydrogen Energy, 42(42), 26522-26528.
  6. Ennouri, H., Miladi, B., Diaz, S.Z., Güelfo, L.A.F., Solera, R., Hamdi, M., & Bouallagui, H. (2016). Effect of thermal pretreatment on the biogas production and microbial communities balance during anaerobic digestion of urban and industrial waste activated sludge. Bioresource Technology, 214, 184-191.
  7. Fang, W., Weisheng, N., Andong, Z., Weiming, Y. (2015). Enhanced anaerobic digestion of corn stover by thermo-chemical pretreatment. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 8(1), 84-90.
  8. Ferreira, L., Donoso-Bravo, A., Nilsen, P., Fdz-Polanco, F., & Pérez-Elvira, S. (2013). Influence of thermal pretreatment on the biochemical methane potential of wheat straw. Bioresource Technology, 143, 251- 257.
  9. Font-Palma, C. (2019). Methods for the treatment of cattle manure a review. Journal of Carbon Research, 5(2), 27.
  10. Jaffar, M., Pang, Y., Yuan, H., Zou, D., Liu, Y., Zhu, B., Korai, R. M., Li, X. (2016). Wheat straw pretreatment with KOH for enhancing biomethane production and fertilizer value in anaerobic digestion. Chinese Journal of Chemical Engineering, 24(3), 404-409.
APA
Türk Çakır, İ., Şenol, H., & Kaygusuz, E. (2023). Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 13(2), 652-664. https://doi.org/10.31466/kfbd.1256566
AMA
1.Türk Çakır İ, Şenol H, Kaygusuz E. Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması. KFBD. 2023;13(2):652-664. doi:10.31466/kfbd.1256566
Chicago
Türk Çakır, İlkay, Halil Şenol, and Ersin Kaygusuz. 2023. “Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 13 (2): 652-64. https://doi.org/10.31466/kfbd.1256566.
EndNote
Türk Çakır İ, Şenol H, Kaygusuz E (June 1, 2023) Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 13 2 652–664.
IEEE
[1]İ. Türk Çakır, H. Şenol, and E. Kaygusuz, “Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması”, KFBD, vol. 13, no. 2, pp. 652–664, June 2023, doi: 10.31466/kfbd.1256566.
ISNAD
Türk Çakır, İlkay - Şenol, Halil - Kaygusuz, Ersin. “Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi 13/2 (June 1, 2023): 652-664. https://doi.org/10.31466/kfbd.1256566.
JAMA
1.Türk Çakır İ, Şenol H, Kaygusuz E. Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması. KFBD. 2023;13:652–664.
MLA
Türk Çakır, İlkay, et al. “Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması”. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, vol. 13, no. 2, June 2023, pp. 652-64, doi:10.31466/kfbd.1256566.
Vancouver
1.İlkay Türk Çakır, Halil Şenol, Ersin Kaygusuz. Anaerobik Biyoreaktördeki Sığır Gübresinin Biyometan Veriminin Termal Ön İşlemlerle Artırılması. KFBD. 2023 Jun. 1;13(2):652-64. doi:10.31466/kfbd.1256566