Determination of Some Physical Properties of Pellets Produced from Bagasse of Different Sweet Sorghum [Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.] Genotypes

Year 2022, Volume 9, Issue 3, 304 - 313, 31.10.2022

Mahmut DOK Mine AKSOY Ayşegül ÇELİK Celal YÜCEL

https://doi.org/10.19159/tutad.1127371

Abstract

This study was carried out to determine some physical properties of the pellets obtained from bagasse of sweet sorghum [Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.] genotypes grown as a second crop in Şanlıurfa-Türkiye conditions. In the study, after the stems of the harvested plants were squeezed and the water was removed, the remaining bagasse was dried and pellets were obtained. Physical properties such as moisture content, durability resistance, bulk density, particle density, hardness, and moisture absorption resistance affecting the pellet quality were determined. According to the two-year average results of the study, moisture content, durability, bulk density, particle density, and moisture sorption resistance ranged from 3.44 to 9.48%, 94.6 to 98.9%, 488 to 724 kg m3, 1039 to 1305 kg m3 and 9.98 to 16.60%, respectively. Hardiness resistance, on the other hand, differed according to genotypes, and it was determined as 3770 N on average in 2016 and 1908 N on average in 2017. According to the data obtained, pellets produced from sweet sorghum bagasse can be considered a renewable energy source that is not affected by ambient conditions and is easy to transport and store.

Keywords

Renewable energy, biofuel, quality characteristics, sweet sorghum, bagasse

Farklı Tatlı Sorgum [Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.] Genotiplerinin Posasından Yapılan Peletlerin Bazı Fiziksel Özelliklerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma, Şanlıurfa ikinci ürün koşullarında yetiştirilen tatlı sorgum [Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.] genotiplerinin posasından elde edilen peletlerin bazı fiziksel özelliklerini saptamak amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada, hasat edilen bitkilerin sapları sıkılarak suyu alındıktan sonra geriye kalan posa kurutularak pelet yapılmıştır. Elde edilen peletlerde, pelet kalitesini etkileyen nem içeriği, dayanıklılık direnci, yığın yoğunluğu, parça yoğunluğu, sertlik ve nem alma direnci gibi fiziksel özellikler belirlenmiştir. Çalışmanın iki yıllık ortalama sonuçlarına göre, nem içeriğinin % 3.44-9.48, dayanıklılık direncinin % 94.6-98.9, yığın yoğunluğunun 488-724 kg m-3, parça yoğunluğunun 1039-1305 kg m-3 ve nem alma direncinin % 9.98-16.60 değerleri arasında değiştiği belirlenmiştir. Sertlik direnci ise, genotiplere göre farklılık göstermiş olup, 2016 yılında ortalama 3770 N, 2017 yılında ise ortalama 1908 N olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, tatlı sorgum posasından yapılan peletler, ortam koşullarından etkilenmeyen, taşınması ve depolanması kolay yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak değerlendirilebilir.

Keywords

Yenilenebilir enerji, biyoyakıt, kalite özellikleri, tatlı sorgum, posa, Renewable energy, biofuel, quality characteristics, sweet sorghum, bagasse

References

• Acar, R., Akgün, N., 2009. Şeker darısının (Sorghum bicolor (L.) Moench var. saccharatum) yeşil ot verimi ve verim öğelerine farklı azot dozlarının etkisi. Türkiye VIII. Tarla Bitkileri Kongresi, 19-22 Ekim, Hatay, s. 637-640.
• Anonim, 2016a. Katı Biyoyakıtlar-Pelet ve Briketlerin Mekanik Dayanıklılığının Tayini-Bölüm 1: Peletler (TS EN ISO 17831-1). Türk Standardı Enstitüsü, (https://intweb.tse.org.tr/Standard/Standard/Standard.aspx?081118051115108051104119110104055047105102120088111043113104073097083066101107056122104047069070), (Erişim Tarihi: 23.09.2022).
• Anonim, 2016b. Katı Biyoyakıtlar-Yığın Yoğunluğunun Tayini (TS EN ISO 17828). Türk Standardı Enstitüsü, (https://intweb.tse.org.tr/Standard/Stan dard/Standard.aspx?081118051115108051104119110104055047105102120088111043113104073081071115076068070116075056076082), (Erişim tarihi: 23.09.2022).
• Anonim, 2018. Şanlıurfa İli İklim Verileri. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, (http://www.mgm.gov.tr/veri degerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspxm= SANLIURFA), (Erişim tarihi: 03.09.2018).
• Anonim, 2021. Katı Biyoyakıtlar-Yakıt Özellikleri ve Sınıfları-Bölüm 6: Sınıflandırılmış Ahşap Olmayan Peletler (TS EN ISO 17225-6). Türk Standardı Enstitüsü, (https://intweb.tse.org.tr/standard/standard /Standard.aspx?081118051115108051104119110104055047105102120088111043113104073089049103080101043071081047106088), (Erişim tarihi: 23.09 2022).
• Anonim, 2022. Türkiye’nin Toplam Biyokütle Enerji Potansiyeli. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Enerji İşleri Genel Müdürlüğü, Biyokütle Enerjisi Potansiyeli Atlası, (https://bepa.enerji.gov.tr/), (Erişim tarihi:10.09.2022).
• Anonymous, 2016. Solid Biofuels-Determination of Particle Density of Pellets and Briquettes (ISO 18847:2016). International Organization for Standardization, (https://www.iso.org/standard/ 63560.html), (Erişim tarihi: 23.09.2022).
• Balat, M., Balat, H., Öz, C., 2008. Progress in bioethanol processing. Progress in Energy and Combustion Science, 34(5): 551-573.
• Celma, A.R., Cuadros, F., Rodriguez, F.L., 2012. Characterization of pellets from industrial tomato residues. Food and Bioproducts Processing, 90(4): 700-706.
• Dok, M., Adıyaman, C., Erbil, E., Hatipoğlu, H., Efendioğlu-Çelik, A., Aksoy, M., Acar, M., 2021c. Şanlıurfa şartlarında ikinci ürün olarak yetiştirilen bazı tatlı sorgum [Sorghum bicolor (L.) Moench] çeşitlerinin saplarından elde edilen peletlerin yakıt özelliklerinin belirlenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 26(3): 709-719.
• Dok, M., Çelik A.E., Aksoy, M., Yücel, C., 2021b. Çukurova koşullarında yetiştirilen tatlı sorgum posasından elde edilen peletlerin yanma özelliklerinin belirlenmesi. ISPEC Tarım Bilimleri Dergisi, 5(4): 820-832.
• Dok, M., Çelik, A.E., Aksoy, M., Yücel, C., 2021a. Çukurova koşullarında yetiştirilen tatlı sorgum posasından elde edilen peletlerin bazı fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. MAS Uygulamalı Bilimler Dergisi, 6(2): 284-295.
• Erdurmus, C., Yucel, C., Cınar, O., Bayır Yegin, A., Oten, M., 2018. Bioethanol and sugar yields of sweet sorghum. The International Journal of Engineering and Science, 7(11): 21-26.
• Guiying, L., Weibin, G., Hicks, A., Chapman, K.R., 2003. A Training Manual for Sweet Sorghum. FAO-TCP/CPR/0066, (http://ecoport.org/ep?SearchType= earticleView&earticleId=172&page=-2), (Erişim tarihi: 31.10.2018).
• Ivanova, T., Muntean, A., Havrland, B., Hutla, P., 2018. Quality assessment of solid biofuel made of sweet sorghum biomass. BIO Web of Conferences, Contemporary Research Trends in Agricultural Engineering, 10: 02007.
• İlleez, B., 2020. Türkiye'de Biyokütle Enerjisi. Türkiye’nin Enerji Görünümü, (https://www.mmo. org.tr/sites/default/files/TEG-2020-13_%20Biyok% C3%BCtle%20Enerjisi%20_B%C3%BClent%20%C4%B0lleez.pdf), s. 317-344, (Erişim tarihi: 31.10.2021).
• Kalaycı, M., 2005. Örneklerle JUMP Kullanımı ve Tarımsal Araştırma İçin Varyans Analizi Modelleri. Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Yayın No: 21, Eskişehir.
• Karayılmazlar, S., Saraçoğlu, N., Çabuk, Y., Kurt, R., 2011. Biyokütlenin Türkiye’de enerji üretiminde değerlendirilmesi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 13(19): 63-75.
• Köppen, S., Reinhardt, G., Gartner, S., 2009. Assessment of Energy and Greenhouse Gas Inventories of Sweet Sorghum for First and Second-Generation Bioethanol. FAO Environmental and Natural Resources Service Series, No. 30, FAO.
• Liu, Z., Jiang, Z., Cai, Z., Fei, B., Yu, Y., Liu, X., 2013. Effects of carbonization conditions on properties of bamboo pellets. Renewable Energy, 51: 1-6.
• Puig-Arnavat, M., Shang, L., Sárossy, Z., Ahrenfeldt, J., Henriksen, U.B., 2016. From a single pellet press to a bench scale pellet mill-Pelletizing six different biomass feedstocks. Fuel Processing Technology, 142: 27-33.
• Raju, J., Narasimha, J., Kumari, N.N., Raghunanadan, T., Preetam, V.C., Kumar, A.A., Reddy, P.R.K., 2021. Feeding value of sorghum stover fed to tropical hair sheep as complete rations in chop, mash, pellet, and block forms. Veterinary World, 14(8): 2273-2281.
• Reddy, B.V.S., Sanjana, R.P., 2003. Sweet sorghum: characteristics and potential. International Sorghum and Millets Newsletter, 44: 26-28.
• Ruiz Celma, A., Cuadros, F., López-Rodríguez, F., 2012. Characterization of pellets from industrial tomato residues. Food and Bioproducts Processing, 90(4): 700-706.
• Sabancı, A., 2010. Türkiye’de biyodizel ve biyoetanol üretiminin tarım sektörü açısından değerlendirilmesi. Ziraat Mühendisleri Odası 7. Teknik Kongresi, 11-15 Ocak, Ankara, s. 933-953.
• Sluiter, A., Hames, B., Hyman, D., Payne, C., Ruiz, R., Scarlata, C., Sluiter, J., Templeton, D., Wolfe, J., 2008. Determination of Total Solids in Biomass and Total Dissolved Solids in Liquid Process Samples, Laboratory Analytical Procedure (LAP). National Renewable Energy Laboratory, NREL/TP-510-42621, Colorado.
• Tang, S., Wang, Z., Chan, C., Xie, P., Xie, Q., 2018. The prospect of sweet sorghum as the source for high biomass crop. Journal of Agricultural Science and Botany, 2: 5-11.
• Tenorio, C., Moya, R., Filho, M.T., Valaert, J., 2015. Quality of pellets made from agricultural and forestry crops in Costa Rican tropical climates. BioResources, 10(1): 482-498.
• Theerarattananoon, K., Xu, F., Wilson, J., Ballard, R., Mckinney, L., Staggenborg, S., Vadlani, P., Pei, Z.J., Wang, D., 2011. Physical properties of pellets made from sorghum stalk, corn stover, wheat straw, and big bluestem. Industrial Crops and Products, 33(2): 325-332.
• Tumuluru, J.S., 2019. Pelleting of pine and switchgrass blends: effect of process variables and blend ratio on the pellet quality and energy consumption. Energies, 12(7): 1198.
• Ungureanu, N., Vlăduţ, V., Biriş, S.Ş., Dincă, M., Ionescu, M., Zăbavă, B.S., Munteanu, G.B., Voicea, L., 2016. A review on the durability of biomass pellets. 5th International Conference on Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development, June 2016, Bulgaria, p. 383.
• Yücel, C., Yücel, D., Hatipoğlu, R., Dweikat, I., 2022. Research on the potential of some sweet sorghum genotypes as bioethanol source under Mediterranean conditions. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 46: 141-151.