ŞANLIURFA EKOLOJİSİNDE FARKLI TATLI SORGUM GENOTİPİ SAPLARINDAN ELDE EDİLEN PELETLERİN YANMA ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Year 2022, Issue: 374, 76 - 86, 30.04.2022

Mahmut Dok Mine Aksoy Ayşegül Çelik Celal Yücel

https://doi.org/10.33724/zm.1059386

Abstract

Bu çalışma ile 21 farklı tatlı sorgum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) genotipine ait sapların pelet olarak kullanılabilme potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Tarla denemeleri, Şanlıurfa İli’nde ikinci ürün koşullarında tesadüf blokları deneme desenine göre dört tekerrürlü olarak 2016 ve 2017 yıllarında yürütülmüştür. Araştırmada, hasat edilen bitkilerin sapları sıkılarak özsuları alındıktan sonra geriye kalan bitki saplarında (posa) katı biyoyakıt (pelet) elde edilmiştir. Peletlerin ısıl değeri (cal/g), kül miktarı (%) ve baca gazı emisyon (O, CO, CO2 NO2, NOx ve SO2 ) değerleri belirlenmiştir.
Araştırmada, genotiplere göre değişkenlik göstermekle birlikte elde edilen peletlerin ısıl değerlerinin 4228-4357 cal/g arasında, kül içeriklerinin % 3,41-4,63 arasında değiştiği ve standartlara uygun değerler elde edilmiştir. Baca gazı emisyon değerlerinden; O2 içeriğinin %13,1-17,4 arasında, CO2 içeriğinin %3,4-7,6 arasında, CO içeriğinin 287-1552 ppm arasında, NO içeriğinin 46-149 ppm arasında, NOX içeriğinin 48-156 ppm arasında olduğu tespit edilmiştir. SO2 içeriği, kullanılan baca gazı ölçüm cihazı ile ölçülemeyecek kadar az bulunmuştur. Sonuç olarak elde edilen veriler incelendiğinde, tatlı sorgum saplarından elde edilen peletlerin ısıl değeri ve kül miktarı standartlara uygun olduğu ve temiz, çevre dostu, kömüre alternatif bir yenilenebilir bir enerji kaynağı olabileceği belirlenmiştir.
Araştırmanın iki yıllık ortalamalarına göre peletlerde yapılan analizler sonucunda, genotiplere göre değişmekle birlikte, ısıl değerin 4228 ile 4357 cal/g arasında, kül içeriği %3.41 ile 4.63 arasında değiştiği ve standartlara uygun olduğu görülmüştür. Baca gazı emisyon değerleri yönüyle, O2 içeriği %13.1-17.4 arasında, CO2 içeriği %3.4-7.6 arasında, CO içeriği 287-1552 ppm arasında, NO içeriği 46-149 ppm arasında, NOX içeriği 48-156 ppm arasında olup SO2 içeriği yok denecek kadar az bulunmuştur. Sonuç olarak elde edilen veriler incelendiğinde, tatlı sorgum saplarından elde edilen peletlerin ısıl değer ve kül oranı yönüyle standartlara uygun olduğu ve kömür yerine kullanılabilen, temiz, çevre dostu ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olabileceği görülmüştür.

Keywords

tatlı sorgum, pelet, yakıt özellikleri

DETERMINATION OF COMBUSTION PROPERTIES OF PELLETS OBTAINED FROM DIFFERENT SWEET SORGHUM GENOTYPE STALKS IN SANLIURFA ECOLOGY

Abstract

In this study, it was aimed to determine the potential of using the stalks of 21 different sweet sorghum (Sorghum bicolor var. saccharatum (L.) Mohlenbr.) genotypes as pellets. Field experiments were carried out in the GAP Region Şanlıurfa Province under second crop conditions in a randomized block design with four replications in 2016 and 2017. In the study, solid biofuel (pellet) was obtained from the remaining plant stems (pulp) after the juices was extracted by squeezing the harvested plant stems. The heating value (cal/g), ash (%) and flue gas emissions (O, CO, CO2 NO, NOx and SO2) of the pellets were determined. In the study, although it varies according to genotypes, it was seen that the calorific value of the pellets obtained ranged between 4228-4357 cal/g, the ash content varied between 3.41-4.63% and the results were in accordance with the standards. From the flue gas emission values; It has been determined that the O2 content is between 13.1-17.4%, the CO2 content is between 3.4-7.6%, the CO content is between 287-1552 ppm, the NO content is between 46-149 ppm, the NOX content is between 48-156 ppm. SO2 content was found too low to be measured with the flue gas measuring device used. As a result, when the data obtained were examined, it was determined that the heating value and ash amount of the pellets obtained from the sweet sorghum stalks were in accordance with the standards and could be a clean, environmentally friendly, alternative renewable energy source to coal. In consequence of the analyses performed on pellets, two-year averages of calorific value and ash content ranged from 4228 to 4357 cal/g, from 3.46 to 4.63 %, respectively and these values varied by genotypes. When flue gas emission values were examined, the values of O2, CO2, CO, NO and NOX ranged from 13.1 to 17.4 %, 3.4 to 7.6 %, 287 to 1552 ppm, 46 to 149 ppm and 48 to156 ppm, respectively. Also, SO2 value was scarcely any. As a result of the study, it was seen that calorific values and ash contents of pellets obtained from sweet sorghum stalks conformed to the standards and it could be used instead of coal, clean, environmentally friendly and a renewable energy source.

Keywords

sweet sorghum, pellet, combustion characteristics

References

• Acar, R. ve 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, Hatay, 1: 637-640, 19-22 Ekim 2009.
• Akbulut, M. and Özcan, M.M. 2008. Some physical, chemical and rheological properties of sweet sorghum (Sorghum bicolor (L) Moench) pekmez (molasses). International Journal of Food Properties, 11(1): 79-91.
• Anonim, 2005. Isınmadan Kaynaklanan Hava Kirliliğini Kontrolü Yönetmeliği, 13.01.2005 Tarihli Resmi, Gazete Sayısı: 25699
• Anonim, 2014. TS EN ISO 17225-6.: 2014. Katı biyoyakıtlar - Yakıt özellikleri ve sınıfları - Bölüm 6. Öğütülmüş odunsu olmayan peletler.
• Balat, M., Balat, H., Öz, C., 2008. Progress in bioethanol processing. Progress in Energy and Combustion Science, 34: 551-573.
• Dinç, U., Şenol, S., Sayın, M., Kapur, S. ve Güzel, N., 1988. Güneydoğu Anadolu Bölgesi Toprakları (GAT), I. Harran Ovası , TÜBİTAK, Tarım Ormancılık Araştırma Grubu Güdümlü Araştırma Projesi kesin sonuç raporu ,TOAG – 534, Adana.
• Eren, Ö., 2011. Çukurova bölgesinde tatlı sorgum (sorghum bıcolor (L.) moench) üretiminde yaşam döngüsü enerji ve çevresel etki analizi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarım Makinaları Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 1-196.
• Karayılmazlar, S., Saraçoğlu, N., Çabuk, Y., Kurt, R., 2011. Biyokütlenin Türkiye’de enerji üretiminde değerlendirilmesi, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 13 (19):63-75.
• Küsek, G., Güngör. C., Öztürk, H. H., Akdemir, Ş. 2015. “Tarımsal Artıklardan Biyopelet Üretimi”, U. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi, 2, 137-145.
• 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.
• Sabancı, A., 2010. Türkiye’de biyodizel ve biyoetanol üretiminin tarım sektörü açısından değerlendirilmesi. Ziraat Mühendisleri Odası 7. Teknik Kongresi, Ankara, 2:933-953.
• Sluiter A., Hames B., Ruiz R., Scarlata C., Sluiter J., Templeton, D. 2008. Determination of ash in Biomass, National Renewable Energy Laboratory, NREL/TP-510-42622, 1-5.
• 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, 482-498.
• TS EN ISO 18125. Katı biyoyakıtlar-Kalorifik değerin belirlenmesi (ISO 18125:2017).
• Tolay M., R. Baileys, A. Waterschoot, 2010. Tarım ve Orman Atıklarından Enerji Üretimi, VIII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, UTES’2010, 1-5 Aralık 2010, Bursa.
• Ungureanu, N., Vlăduţ. V., Biriş S.Ş., Dincă M., Ionescu M., Zăbavă B.S., Munteanu, G.B., Voıcea L. 2016. “A review on the durability of biomass pellets”, 5th International Conference on Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development, TE-RE-RD 2016, At Golden-Sands / Bulgaria, Volume: 2016, section 2.