Determination of the Biodiesel Fuel Characteristics of Poppy (Papaver somniferum L.) Seed Oil

Abstract

Poppy (Papaver somniferum L.) is an important medicinal plant both in the world and in our country. At the same time, oil is obtained from the seeds. In this study, the oils obtained from the seeds of two poppy cultivars (TMO-1 and OFİS 8) grown in Yozgat ecological conditions were produced by the Transesterification method in 2 stages, some biodiesel properties were determined and their compliance with the standards was examined. The data obtained are for TMO-1 and OFİS 8 cultivars; kinematic viscosities (at 40°C) 4.238, 4.139 mm2/s; densities, 884.46 kg/m3, 883.82 kg/m3, flash points, 169°C, 164°C; water contents, 425.38 mg / kg, 496.39 mg / kg; cloud points, -3°C, -7°C; pour points, -7°C, - 16°C; freezing points, -11 ° C, -21 ° C; their pH is 7, 6.6; sulfate and ash amounts were determined as 0.0095 m/m (%), 0.0110 m/m (%), SFTN, -1°C, -2°C, respectively. It was aimed whether the obtained fuel analysis results comply with EN 14214 and ASTM D6751 standards and it has been seen that they comply. According to these results, it can be said that poppy biodiesels B100 or different blended fuels have properties that can be used in diesel engines.

Keywords

• Poppy
• Seed oil
• Fatty acid
• Viscosity
• Density

HAŞHAŞ TOHUM (Papaver somniferum L.) YAĞININ BİYODİZEL YAKIT ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Abstract

Haşhaş (Papaver somniferum L.) hem dünyada hem de ülkemizde önemli bir tıbbi bitkidir. Aynı zamanda tohumlarından yağ elde edilmektedir. Bu çalışmada Yozgat ekolojik koşullarında yetiştiriciliği yapılan iki haşhaş çeşidinin (TMO-1 ve OFİS 8) tohumlarından soğuk presle elde edilen yağların, Transesterifikasyon yöntemi ile 2 aşamalı olarak üretimi gerçekleştirilerek bazı biyodizel özellikleri tespit edilmiş, standartlara uygunluğu incelenmiştir. Elde edilen veriler TMO-1 ve OFİS 8 çeşitleri için sırasıyla; kinematik viskoziteleri (40°C’de) 4.238, 4.139 mm2/s; yoğunlukları, 884.46 kg/m3, 883.82 kg/m3, parlama noktaları, 169°C, 164°C; su muhtevaları, 425.38 mg/kg, 496.39 mg/kg; bulutlanma noktaları, - 3°C, -7°C; akma noktaları, -7°C, -16°C; donma noktaları, -11°C, -21°C; pH’ları, 7, 6.6; sülfat ve kül miktarları, 0.0095 m/m (%), 0.0110 m/m (%), SFTN, -1°C, -2°C olarak tespit edilmiştir. Elde edilen yakıt analiz sonuçlarının EN 14214 ve ASTM D6751 standartlarına uygun olup olmadığı amaçlanmış ve uygunluk gösterdiği görülmüştür. Bu sonuçlara göre haşhaş biyodizelleri B100 ya da daha farklı karışım yakıtların dizel motorlarda kullanılabilecek özelliklere sahip olduğu söylenebilir.

Keywords

• Haşhaş
• Tohum yağı
• Yağ asidi
• Viskozite
• Yoğunluk

References

1. Aklale, B., Aydeniz Güneşer, B., 2019, “Haşhaş Tohumu İçeren Peynir Formülasyonlarının Geliştirilmesi ve Kalite Parametrelerinin Değerlendirilmesi”, Uşak Üniversitesi Fen ve Doğa Bilimleri Dergisi, Cilt 3, Sayı 1, ss. 24-36.
2. Akın, G., 2006, “Küresel Isınma, Nedenleri ve Sonuçları”, Ankara Üniversitesi, Dil ve tarih Cohrafya Fakültesi Dergisi, Cilt 46, Sayı 2, ss. 29-43.
3. Aksoy, L., 2011, “Opium Poppy (Papaver somniferum L.) Oil for Preparation of Biodiesel: Optimisation of Conditions ”, Applied Energy, Cilt 88, ss. 4713-4718.
4. Atabani, A.E., Silitonga, A.S., Ong, H.C., Mahlia, T.M.I., Masjuki, H.H., Badruddin, I.A., Fayaz, H. 2013, “Non – Edible Vegetable Oil Extraction, Fatty Acid Compositions, Biodiesels Production Characteristicis, Engine Performance and Emissions Production”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 18, pp. 211-245.
5. Bankoviç-Iliç, I.B., Stamenkoviç, O.S., Veljkoviç, V.B., 2012, “Production from non-edible plant oil”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, pp: 3621-3647.
6. Bayraç, H.N., 2010, “Enerji kullanımının küresel ısınmaya etkisi ve önleyici politikalar”, Eskişehir Osman Gazi Üniversitesi, Sosyal Bilimler Dergisi, Cilt 11, Sayı 2, ss. 229-259.
7. Bhuiya, M.M.K., Rasul, M.G., Khan, M.M.K., Ashwath, N., 2020, “Biodiesel production and characterization of poppy (Papaver somniferum L.) seed oil methyl ester as a source of 2nd generation biodiesel feedstock”, Industrial Crops and Products, Vol. 152, Article Number: 112493.
8. Cvengros, J., Cvengrosova, Z., 2004, “Used frying oils and fats and their utilization in the production of methyl esters of higher fatty acids”, Biomass and Bioenergy, Vol. 27, pp. 173-181.

9. David F., Sandra P., Vickers A.K., 2005, Column selection for the analysis of fatty acid methyl esters, Food Analysis, Agilent Technologies Application Notes, pp. 1-12.
10. Davis. P.H.. Mill. R.R., Tan. K., 1988, Papaver L. Flora of Turkey and East Aegean Islands. University Press, Edinburg.
11. Demirbaş, A., 2009, “Progress and recent trends in biodiesel fuels”, Energy Conversion and Management, Vol. 50, pp. 14-34.
12. Dündar Emir, D., 2014, Soğuk Pres Yöntemiyle Elde Edilen Haşhaş Yağlarının, Yağsız Keklerinin ve Protein İzolatlarının Teknolojik ve Fonksiyonel Özelliklerinin Belirlenmesi, Doktora Tezi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çanakkale.
13. Eliçin, A.K., Saçılık, K., Erdoğan, D., 2007, “Haşhaş Yağı Esterlerinin Bir Dizel Motorda Kullanım Olanaklarının Belirlenmesi”, Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, Cilt 3, Sayı 3, ss. 137-144.
14. Fan, X., Burton, R., 2009, “Recent Development of Biodiesel Feedstock and The Applications of Glycerol: A Review”, Open Fuels Energy Science Journal, Vol. 2, pp. 100-109.
15. FAO, 2020, http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/visualize, ziyaret tarihi: 7.12.2020.
16. Gümüşçü, A., 1996, Seçilmiş Bazı Haşhaş (Papaver somniferum L.) Çeşit ve Hatlarının Verim Öğelerinin Karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
17. Güner, A., Aslan, S., Ekim, T., Vural, M., Babac, M.T., 2012, Türkiye Bitkileri Listesi (Damarlı bitkiler). Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi ve Flora Araştırmaları Derneği Yayını. İstanbul.
18. Hatunoğlu, E.E., 2010, Biyoyakıt Politikalarının Tarım Sektörüne Etkileri. DPT Uzmanlık Tezi, Yayın No:2814, Ankara.
19. İnan, Ş., 2013, Haşhaşta (Papaver somniferum L) Bazı Tarımsal Özellikler İle Yağ ve Morfin Miktarının Belirlenmesi. Adnan Menderes Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı, Aydın.
20. Kahraman, M. 2011. Türkiye’de Haşhaş’ta Uygulanan Politikalar ve Haşhaşın Türkiye için Önemi, Namık Kemal Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ.
21. Karakoç, E.B., Ayvaz, B., Kuşakçı, A.O., Öztürk, F., 2018, “Biyodizel Yakıtlar İçin Çok Önemli Tedarik Zinciri Ağ Tasarımı Örneği”, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Dergisi Part C., Cilt 6, Sayı 4, ss. 862-876.
22. Korkmaz, K., 2007, “Küresel Isınma ve Tarımsal Uygulamalara Etkisi”, Alatarım Dergisi, Cilt 6, Sayı 2, ss. 43-49.
23. Kovancılar, B. 2001. “Küresel Isınma Sorununun Çözümünde Karbon Vergisi ve Etkinliği”, Yönetim ve Ekonomi, Cilt 8, Sayı 2, ss. 1-13.
24. Leung, D.Y.C., Wu, X., Leung, M.K.H., 2010, “A Review on Biodiesel Production using Catalyzed Transesterification”, Applied Energy, Vol. 87, pp. 1083-1095.
25. Lira, L.F.B., dos Santos, D.C.M.B., Guida, M.A.B., Stragevitch, L., Korn, M.das G.A., Pimentel, M.F., Paim, A.P.S. 2011. Determination of phosphorus in biodiesel using FIA with spectrophotometric detection. Fuel. 90:3254-3258.
26. Öztürk, K., 2002, “Küresel İklim Değişikliği ve Türkiye’ye Olası Etkileri”, Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, Cilt 22, Sayı 1, ss. 47-65.
27. Rahimi, A., Kıralan, M., Arslan, N., Bayrak, A., Doğramacı, S., 2011, “Variation in Fatty Acid Composition of Registered Popy (Papaver somniferum L.) Seed in Turkey”, Akademik Gıda , Cilt 9, Sayı 3, ss. 22-25.
28. Shah, M., Ali, S., Tarıq, M., Khalid, N., Ahmad, F., Khan, M.A., 2014, “Catalytic Conversion of Jojoba Oil into Biodiesel by Organization Catalysts, Spectroscopic and Chromatographic Characterization”, Fuel, Vol. 118, pp. 392-397.
29. Shukla, S., Mishra, B.K., Mishra, R., Siddiqui, A., Pandey, R., Rastogi, A., 2015, “Comparative Study for Stability and Adaptability Through Different Models in Developed High the Baine Lines of Opium Poppy (Papaver somniferum L.)”, Industrial Crops Product, Vol. 74, pp. 875-886.
30. Silitonga, A.S., Masjuki, H.H., Mahlia, T.M.I., Ong, H.C., Chong, W.T., Boosroh, M.H., 2013, “Overview Properties of Biodiesel – Diesel Blends from Edible and Non – Edible Feedstock”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 22, pp. 346-360.
31. Tillem, İ. 2005, Dizel Motorlar için Alternative Yakıt Olarak Biyodizel Üretimi ve Kullanımı. Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli.
32. TÜİK, Türkiye İstatistik Kurumu, https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Bitkisel-Uretim-2.Tahmini-2020- 33736, ziyaret tarihi: 07.12.2020.
33. USDA (United States Department of Agriculture), Classification for Kingdom Plantae Down to Genus Papaver L. https://plants.usda.gov/java/ClassificationServlet?source=profile&symbol=PAPAV&display=31 , ziyaret tarihi:06 Kasım 2020.
34. USDA (United States Department of Agriculture), https://plants.usda.gov/core/profile?symbol=PASO2 erişim tarihi 09.12.2020.
35. Yaşar, F., 2016, Yosun Yağından Biyodizel Üretimi ve Bir Dizel Motorunda Yakıt Olarak Kullanılması. Doktora tezi, Batman Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Batman.
36. Yazici, L., Yılmaz, G., Gökalp, S., 2017, “Bazı Haşhaş (Papaver somniferum L.) Çeşit ve Genotiplerinin Alkaloid ve Yağ Oranlarının Belirlenmesi”, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, Cilt 20, Özel Sayı, ss. 313-317.
37. Yazici, L., 2018, Bazı haşhaş (Papaver somniferum L.) Diallel Melezlerinde Verim ve Kalite Özellikleri ile Heterosis Etkisinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.