Farklı Biyokütle Kaynaklarının Biyokimyasal Metan Potansiyellerinin Saptanması Üzerine Bir Araştırma

Year 2024, Volume: 20 Issue: 2, 72 - 83, 29.08.2024

Birol Kayişoğlu , Melis İnci Giray

Abstract

Bu araştırmada, Trakya bölgesinde yoğun olarak üretimi yapılan ve biyogaz tesislerinde hammadde olarak kullanılan bitkisel ve hayvansal kökenli biyokütle artıklarının teorik ve deneysel biyokimyasal metan potansiyelleri ile biyobozunma dereceleri saptanmıştır. Ayrıca, bu biyokütlelerden elde edilen biyogazın özgül enerji değeri ve enerji dönüşüm verimlilikleri de saptanmıştır. Bitkisel biyokütle artıkları olarak ayçiçeği sapı, çeltik sapı ve kavuzu, kanola sapı, hayvansal biyokütle artıkları olarak sığır gübresi ve etlik piliç ile yumurta tavuğu gübresi kullanılmıştır. Denemeye alınan biyokütlelerin teorik ve deneysel biyometan potansiyelleri ile biyobozunma dereceleri sırasıyla 0,335-0,472 Nm3CH4/kgVS, 0,051-0,308 Nm3CH4/kgVS ve %15,2-%69,0 arasında değişmiştir. Biyogazdaki teorik metan içerikleri deneysel metan içeriklerinden daha düşük olduğu ve deneysel metan içeriklerinin %56,0 ile %58,07 arasında değiştiği belirlenmiştir. Hayvansal kökenli biyokütle kaynaklarında biyokimyasal metan potansiyellerinin daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Biyokütlelerden elde edilen biyogazın teorik ve deneysel özgül enerji değerleri, enerji dönüşüm verimlilikleri sırasıyla 12,3-17,3 MJ/kgVS, 1,9-11,3 MJ/kgVS, %83,7-87,0 ve %12,7-58,6 arasında değişmiştir. Bölgede yaygın üretimi yapılan biyokütle kaynaklarından, çeltik kavuzu hariç, diğer organik artıkların rahatlıkla biyogaz işletmelerinde değerlendirilebileceği sonucuna varılmıştır.

Keywords

Biyogaz, Biyometan, bitkisel artıklar, sığır gübresi, tavuk gübresi, biyobozunma

Ethical Statement

Etik beyanına gerek bulunmamaktadır.

Supporting Institution

---

Thanks

---

References

• Garcia, N. H., Mattioli, A., Gil, A., Frison, N., Battista, F., & Bolzonella, D. (2019). Evaluation of the methane potential of different agricultural and food processing substrates for improved biogas production in rural areas. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 112(May), 1–10. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.05.040
• İleez, B. (2020). Türkiye’de Biyokütle enerjisi İçinde: Türkiyenin Enerji Görünümü.
• Kayişoğlu, B., & Aktaş, T. (2023). Biyokütle Enerjisi Dönüşüm Teknolojileri (1st ed.). Nobel Akademik Yayıncılık.
• Khanal, S. K. (2008). Anaerobic Biothecnology for Bioenergy Production: Principles and Aplications. John Wiley & Sons Ltd.
• Kougias, G.P., & Angalidaki, I. (2018). Biogas and its Opportunities—A review. Frontiers of Environ. Sci. Eng., 12(3), 1–14.
• Labatut, R. A., Angenent, L. T., & Scott, N. R. (2011). Biochemical methane potential and biodegradability of complex organic substrates. Bioresource Technology, 102(3), 2255–2264. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.10.035
• Li, Y., Jin, Y., Li, H., Borrion, A., Yu, Z., & Li, J. (2018). Kinetic studies on organic degradation and its impacts on improving methane production during anaerobic digestion of food waste. Applied Energy, 213(December 2017), 136–147. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.01.033
• Mohamed, M. A., Nourou, D., Boudy, B., & Mamoudou, N. (2018). Theoretical models for prediction of methane production from anaerobic digestion: A critical review. International Journal of Physical Sciences, 13(13), 206–216. https://doi.org/10.5897/ijps2018.4740
• Nielfa, A., Cano, R., & Fdz-Polanco, M. (2015). Theoretical methane production generated by the co-digestion of organic fraction municipal solid waste and biological sludge. Biotechnology Reports, 5(1), 14–21. https://doi.org/10.1016/j.btre.2014.10.005
• Pöschl, M., Ward, S., & Owende, P. (2010). Evaluation of energy efficiency of various biogas production and utilization pathways. Applied Energy, 87(11), 3305–3321. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.05.011
• Sahil, S., Karvembu, P., Kaur, R., Katyal, P., & Phutela, U. G. (2023). Enhanced biogas production from rice straw through pretreatment with cellulase producing microbial consortium. Energy Nexus, 12, 100246. https://doi.org/10.1016/j.nexus.2023.100246 Sawyerr, N., Trois, C., & Workneh, T. (2019). Identification and characterization of potential feedstock for biogas production in South Africa. Journal of Ecological Engineering, 20(6), 103–116. https://doi.org/10.12911/22998993/108652
• Triolo, J. M., Pedersen, L., Qu, H., & Sommer, S. G. (2012). Biochemical methane potential and anaerobic biodegradability of non-herbaceous and herbaceous phytomass in biogas production. Bioresource Technology, 125, 226–232. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.08.079
• Weiland, P. (2010). Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology, 85, 849–860.
• Yan, H., Zhao, C., Zhang, J., Zhang, R., Xue, C., Liu, G., & Chen, C. (2017). Study on biomethane production and biodegradability of different leafy vegetables in anaerobic digestion. AMB Express, 7(27), 1–9.