Yağlı Tohum Çeşidi ve Transesterifikasyon Yöntemlerinin Biyoyakıt Üretimine ve Kalitesine Etkileri

Öz

Tükenmekte olan enerji kaynakları yenilenebilir enerji konusunu dünyanın gündemine taşımıştır. Bitkisel ürünlerden biyoyakıt eldesi konusunda giderek artan çalışmalar üretim maliyeti ile birlikte elde edilen ürünün kalitesini de optimize etme noktasına ulaşmıştır. Temel olarak hammadde çeşidi ile üretim yönteminin elde edilen biyodizel kalitesinde etkileri bulunmaktadır. Kanola, ayçiçek, soya, aspir, pamuk, fındık, yağ keteni, mısırözü, palmiye ve jatropa gibi yağlı tohum bitkileri ile hayvansal yağlar, yağ teknolojileri yan ürünleri ve bitkisel yağların rafinasyonunda kullanılan ağartma toprakları biyozidel üretiminde kullanılabilmektedir. Genel olarak bitkisel yağların katalizör eşliğinde kısa zincirli bir alkol ile reaksiyonunu içeren biyodizel üretimi konvansiyonel transesterifikasyon olarak tanımlanmaktadır. Son zamanlarda ise yağlı tohumlardan ham yağ üretimine gerek kalmadan doğrudan gerçekleştirilen reaksiyona ise in situ transesterifikasyon adı verilmektedir. Bu yöntem ürün kalitesinin yanında maliyeti ve üretim süresini de etkilemektedir. Her iki transesterifikasyon yönteminde de yağ:alkol molar oranı ile katalizör tipi ve miktarı da kaliteye etki etmektedir. ASTM D6751 standartları biyodizelin kinematik viskozitesi, bulutlanma noktası, asit sayısı, oksidasyon stabilitesi gibi kalite parametreli ile ilgili limitleri içermektedir. Bu çalışmada özellikle son yıllarda yapılan çalışmalardan farklı hammaddelerin ve farklı üretim proseslerinin biyodizel üretimine ve kalitesine etkileri derlenmiştir.        

Anahtar Kelimeler

• Biyoyakıt, Yağlı tohum, Biyodizel üretimi, Biyodizel kalitesi

Kaynakça

1. Anonim, “ Bitkisel Atık Yağların Yönetimi ” T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü, Ankara, 2010
2. Ar, F. F., “ Biyoyakıtlar” DEK-TMK, Yayın No: 0016/2010. Ankara, 2010.
3. Adıyaman, A., Günay, S., “ Türkiye’de Yüksek Tarım Maliyeti Sorununun Çözümünde Biyodizelin Yeri” Doğu Coğrafya Dergisi, 13:19, 105-122, 2008.
4. Cirik, S., Koru, E., Can, Ş. S., Turan, G., Tekoğul, G., “ Mikroalglerden Yenilenebilir Temiz Bir Enerji Kaynağı Olan Biyodizelin Elde Edilmesi” Tübitak Proje No: 107Y013, 2011.
5. Anonim, Enerji Raporu 2013, Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi, s: 295, 2014
6. Kum, H., “Yenilenebilir Enerji Kaynakları: Dünya Piyasalarındaki Son Gelişmeler Ve Politikalar” Erciyes Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 33, 207-223, 2009.
7. Anonim, “Otobiodizel'e İlişkin Teknik Düzenleme Tebliği: Otobiodizel’in Üretimi, Yurtdışı ve Yurtiçi Kaynaklardan Temini ve Piyasaya Arzına İlişkin Teknik Düzenleme Tebliği (Seri No: 2)”, http://www3.epdk.org.tr/index.php/petrol-piyasas/mevzuat/14-icerik/petrol-icerik/798-petrol- piyasasi-benzin-turleri-teknik-duzenleme-tebligleri-uid-152 Kurumu Web Stesi:
8. Taşkaya Top, B., Uçum, İ., “ Türkiye’de Bitkisel Yağ Açığı” TEPGE Bakış, 14/2: 1-8, 2012.

9. Öğüt, H., “ Enerji Güvenliğinin Sağlanmasında Biyoyakıtların Rolü” Elektrik Mühendisleri Odası, İç Anadolu Enerji Forumu, Nevşehir, 2007.
10. Çağatay, S., Kıymaz, T., Koç, A., Bölük, G., Bilgin, D., “ Dünya ve Türkiye Biyo-enerji Piyasalarındaki Gelişmelerin ve Potansiyel Değişikliklerin Türk Tarım ve Hayvancılık Sektörleri Üzerindeki Etkilerinin Modellenmesi ve Türkiye için Biyo-enerji Politika Alternatiflerinin Oluşturulması” TEPGE, Yayın No: 204. Ankara, 2012.
11. Reşitoğlu, İ. A., “ Atık Yağlardan Üretilmiş Biyodizelin Dizel Motor Performans ve Emisyonuna Etkisinin Deneysel Olarak Araştırılması” Mersin Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Mersin, 2010.
12. Fore, S. R., Lazarus, W., Porter, P., Jordan, N., “ Economics of small-scale on-farm use of canola and soybean for biodiesel and straight vegetable oil biofuels” Biomass and Bioenerg, 35, 193-202, 2011.
13. Alptekin, E., Çanakçı, M., “Biyodizel ve Türkiye’deki Durumu” Mühendis ve Makina, 47:561, 57-64, 2006.
14. Güven, Ö., Aktaş. T., Kılıç, E., “Türkiye Koşullarında Üretilen Biyodizelin Bazı Özelliklerinin Standartlara Uygunluğunun ve Yakıt Püskürtme Miktarı Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi” Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 7:2, 167-177, 2010.
15. Azcan, N., Yılmaz, Ö., “Yemeklik Atık Yağın Mikrodalga Destekli Transesterifikasyonu ile Biyodizel Eldesi ve Moleküler Distilasyonla Saflaştırılması” Tübitak Proje No: 110M011, 2011.
16. Haagenson, D., M., Wiesenborn, D. P., “ Impact of the North Dakota Growing Location on Canola Biodiesel Quality” Journal of American Oil Chemists Society, 88, 1439-1445, 2011.
17. Demirbaş, A., “ Progress and recent trends in biodiesel fuels” Energy Conversion and Management, 50:14-34, 2009.
18. Ana, I., Carrapiso, A. I., García, C., “ Development in Lipid Analysis: Some New Extraction Techniques and in situ Transesterification” Lipids, 35:11, 1167-1177, 2000.
19. Georgogianni, K.G., Kontominas, M.G., Pomonisa, P.J. , Avlonitisb, D., Gergisc, V., “ Conventional And In Situ Transesterification Of Sunflower Seed Oil For The Production Of Biodiesel” Fuel Processing Technology, 89, 503-509, 2008.
20. Abo El-Enin, S.A., Attia, N.K., El-Ibiari, N.N., El-Diwani, G.I., El-Khatib, K.M., “ In-situ transesterification of rapeseed and cost indicators for biodiesel production” Renewable and Sustainable Energy Reviews, 18, 471–477, 2013.
21. Boz, N., İlgen, O., Yıldız, M., Kibar, M. E., Kara, M., Sunal, O., “ Atık Yemeklik Yağların ve Bitkisel Yağların Transesterifikasyon Reaksiyonu için Uygun Katalizör Tasarımı ve Kinetik Çalışmalar” Tübitak Proje No:106M041, 2008.
22. Anonim, “ Türkiye’de Biyodizel” Alternatif Enerji ve Biyodizel Üreticileri İşbirliği Web Sitesi: http://www.albiyobir.org.tr/trde_b.htm (Erişim: 18.02.2013), 2013 [23] Anonim, Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Web Sitesi: http://www.tarim.gov.tr/sgb/Belgeler/SagMenuVeriler/BUGEM.pdf (Erişim: 16.11.2015), 2015.
23. Onurlubaş, H. E., Kızılaslan, H., “ Türkiye’de Bitkisel Yağ Sanayindeki Gelişmeler ve Geleceğe Yönelik Beklentiler” TEAE Yayınları, No: 157. Ankara, 2007.
24. Anonim, “Bitkisel Atık Yağların Kontrolü Yönetmeliği” Resmi Gazete, Tarihi ve Sayısı: 06/006/2015; 29378, 2015.
25. Kayahan, M, “ Yağlı Tohumlardan Ham Yağ Üretim Teknolojisi” TMMOB Gıda Mühendisleri Odası Kitaplar Serisi:7. Ankara, 2004.
26. Tosun, M., “ Bitkisel Sıvı Yağlar Sektör Araştırması GA/03-1-2” Türkiye Kalkınma Bankası A.Ş. Genel Araştırmalar, Araştırma Müdürlüğü, Ankara, 2003.
27. Nas, S., Gökalp, H.Y., Ünsal, M., “ Bitkisel Yağ Teknolojisi” Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Ders Kitapları, Yayın No: 005. Denizli, 2001.
28. Başoğlu, F, “ Yemeklik Yağ Teknolojileri” Nobel Yayın, No: 956. Ankara, 2006.
29. Przybylski, R., Mag, T., Eskin, N.A.M., McDonald, B.E, “ Edible Oil and Fat Products: Edible Oils: Canola Oil” Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Sixth Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2005.
30. Sobutay, T., “ Kanola Sektör Araştırması” İstanbul Ticaret Odası, Dış Ticaret Şubesi, Araştırma Servis,. İstanbul, 2004.
31. Dernekbaşı, S., Karayücel, I., “ Balık Yemlerinde Kanola Yağının Kullanımı” Journal of Fischeries Sciences, 4, 469-479, 2010.
32. Kulkarni, M. G., Dalai, A. K., Bakhshi, N. N, “ Utilization of green seed canola oil for biodiesel production” Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 81:1886–1893, 2006.
33. Lee, S. B., Han, K. H., Lee, J. D., Hong, I. K., “ Optimum process and energy density analysis of canola oil biodiesel synthesis” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 16, 1006– 1010, 2010.
34. Yavuz, H., Aksoy, F., Bayrakçeken, H., Baydır, S. A., “ Değişik Bitkisel Yağ Metil Esterlerinin Üretilmesi, Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin Karşılaştırılması” Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2: 23-30, 2008.
35. Salinas, D., Guerrero, S., Araya, P., “ Transesterification of canola oil on potassium-supported TiO2 catalysts” Catalysis Communications, 11,773–777, 2010.
36. Li, E., Xu, Z. P., Rudolph, P., “ MgCoAl–LDH derived heterogeneous catalysts for the ethanol transesterification of canola oil to biodiesel” Applied Catalysis B: Environmental, 88, 42–49, 2009.
37. Jang, M. G., Kimb, D. K. “ Parkb, S. C., Lee, J. S., Kim, S. W., “ Biodiesel production from crude canola oil by two-step enzymatic processes” Renewable Energy, 42, 99-104, 2012.
38. Dizge, N., Keskinler, B., “ Enzymatic production of biodiesel from canola oil using immobilized lipase” Biomass and Bioenergy, 32, 1274-1278, 2008.
39. Akbin, M., Gurkaya, B., Uyar, B., İlgen, O., Kapucu, N., “ Production of biodiesel catalyzed by immobilized Thermomyces lanuginose lipase from canola oil: process optimization using response surface methodology” New Biotechnology, 29, p: 38, 2012.
40. Marinkovic, S. S., Tomasevic. A., “ Transesterification of sunflower oil in situ” Fuel, Vol. 77: 12, 1389-1391, 1998.
41. Haagenson, D., M., Brudvik, R. L., Lin, H., Wiesenborn, D. P., “ Implementing an In Situ Alkaline Transesterification Method for Canola Biodiesel Quality Screening” Journal of American Oil Chemists Society, 87, 1351-1358, 2010.
42. Haas, M. J., Scott, K. M., Marmer, W. N., Foglia, T. A., “ In situ Alkaline Transesterification: An Effective Method for the Production of Fatty Acid Esters from Vegetable Oils” Journal of American Oil Chemists Society, 81:1, 83-89, 2004.
43. Harrington, K.J., Catherine, D.V., “ A comparison of conventional and in situ methods of transesterification of seed oil from a series of sunflower cultivars” JAOCS 62,1009–1013,1985.