KETENCİK [Camelina sativa (L.) Crantz] YAĞI BİYODİZELİNİN ve KARIŞIM YAKITLARININ FİZİKOKİMYASAL ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Year 2022, Volume: 10 Issue: 2, 287 - 300, 01.06.2022

Tanzer Eryılmaz , Seda Şahin , Murat Ertuğrul , Sadiye Ayşe Çelik

https://doi.org/10.36306/konjes.1006275

Cited By: 6

Abstract

Son yıllarda, bitkisel yağların biyoyakıt kaynağı olarak biyodizel üretimi için kullanılması, yağlı tohumlu bitkilerin öneminin artmasını sağlamıştır. Biyodizel üretiminde kullanılabilecek potansiyel bitkilerden birisi de ketenciktir [Camelina sativa (L.) Crantz]. Brassicacea familyası içerisinde yer alan tek yıllık bir bitki olan ketencik, yaygın olarak bilinen 6 Camelina türünden (C. sativa, C. laxa, C. rumelica, C. microcarpa, C. hispida ve C. anomala) biridir. Bu çalışmada, ketencik tohumlarından vidalı pres vasıtasıyla ketencik ham yağı elde edilmiş ve bu yağın yağ asidi bileşenleri incelenmiştir. Biyodizel üretimi, ketencik ham yağından, transesterifikasyon yöntemi ile iki aşamalı olarak (B100) gerçekleştirilerek, ketencik biyodizeli hacimce farklı oranlarda %20 (B20), %7 (B7) ve %2 (B2) dizel yakıtı ile harmanlanmıştır. Bu yakıtların, fizikokimyasal özellikleri; (kinematik viskozite, yoğunluk, su içeriği, kalorifik değer, parlama noktası, bulutlanma noktası, soğuk filtre tıkanma noktası, bakır şerit korozyonu, renk) B100 saf biyodizel yakıtı için EN 14214, B20 yakıtı için EN 16709, B7 ve B2 yakıtları için ise EN 590 standartlarına göre karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, ketencik biyodizeli (B100) ve karışım yakıtlar (B20, B7 ve B2) dizel motorlarda modifiye edilmeden kullanılabilecek yakıt özelliklerine sahip olduğu söylenebilir.

Keywords

Ketencik, Tohum yağı, Yağ asidi, Biyodizel, Karışım yakıt

Investigation of the Physicochemical Properties of Camelina [Camelina sativa (L.) Crantz] oil Biodiesel and its Fuel Blends

Abstract

In recent years, the use of vegetable oils in biodiesel production has led to an increase in the importance of oilseed plants. Camelina [Camelina sativa (L.) Crantz] is one of the potential plants that can be used in biodiesel production. Camelina is an annual plant in the Brassicacea family and one of the 6 widely known Camelina species (C. sativa, C. laxa, C. rumelica, C. microcarpa, C. Hispida, and C. anomala). In this study, camelina crude oil was obtained from camelina seeds with the help of a screw press and the fatty acid components of this oil were investigated. Biodiesel production (B100) was carried out from camelina crude oil in two stages by transesterification method, and camelina biodiesel was blended with diesel fuel of 20% (B20), 7% (B7) and 2% (B2) at different volumes. The physicochemical properties of these fuels including; (kinematic viscosity, density, water content, calorific value, flash point, cloud point, cold filter plugging point, copper strip corrosion, color) were determined and compared to EN 14214 for B100 pure biodiesel fuel, EN 16709 for B20 fuel, and EN 590 for B7 and B2 fuels. According to the results obtained, it can be said that camelina biodiesel (B100) and blended fuels (B20, B7 and B2) have fuel properties that can be used in diesel engines without being modified.

Keywords

Camelina, Seed oil, Fatty acid, Biodiesel, Fuel blends

References

• Agegnehu, M., Honermeier, B., 1997, “Effects of Seeding Rate and Nitrogen Fertilization on Seed Yield, Seed Quality and Yield Components of False Flax (Camelina sativa L.)”, Die Bodenkultur, Cilt 48, Sayı 1.
• Arslan, Y., Subaşı, İ., Katar, D., Kodaş, R., Kervanoğlu, H., 2014, “Farklı Azot ve Fosfor Dozlarının Ketencik Bitkisi (Camelina Sativa (L.) Crantz)’nin Bazı Bitkisel Özellikleri Üzerine Olan Etkisinin Belirlenmesi”, Anadolu Tarım Bilim. Derg., Cilt 29, Sayı 3, ss. 231-239.
• Bilgili, M.E., Sevilmiş, U., Seydoşoğlu, S., Kahraman, Ş., Sevilmiş, D., 2019, “Ketencik Biyodizelinin Eldesi İle Özellikleri ve Kullanım Alanları”, Ziraat Mühendisliği, Sayı 367, ss. 36-53.
• Budin, J. T., Brene, W. M., Putnam, D. H., 1995, ”Some Composition Alproperties of Camelina (Camelina sativa L. Crantz) Seeds and Oils”, Journal of the American Oil Chemists 'Society, Cilt 72, ss. 309-315.
• Cesur, C., Eryılmaz, T., Uskutoğlu, T., Doğan, H., Coşke Şenkal, B., Alnıak Sezer, S., 2021, “Haşhaş Tohum (Papaver somniferum L.) Yağının Biyodizel Yakıt Özelliklerinin Belirlenmesi”, Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 9, Sayı 3, ss. 797-808, ISSN: 2667-8055 (Elektronik), DOI: 10.36306/konjes.869723.
• Ciubota-Rosie, C., Ruiz, J. R., Ramos, M.J., Pérez, Á., 2013,” Biodiesel from Camelina sativa: a Comprehensive Characterisation”, Fuel, Cilt 105, 572-577.
• Council of Europe, European Pharmacopoeia Sixth Edition, 2007, Strasbourg: France.
• Çelik, Z. G., 2017, Sağlıklı Beslenmede Kullanılan Bazı Tohumların Sabit Yağlarının Mukayeseli Fitokimyasal Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Bezmialem Vakıf Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Eryılmaz, T., 2009, Hardal Yağı Biyodizelinde Farklı Karışım Oranlarının Dizel Motorlarda Performansa Etkisi, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
• Eryılmaz, T., Cesur, C., Yeşilyurt, M. K., Aydın, E., 2014a, “Aspir (Carthamus tinctorius L.), Remzibey-05 Tohum Yağı Metil Esteri: Potansiyel Dizel Motor Uygulamaları için Yakıt Özellikleri”, Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, Cilt 1, Sayı 1, ss. 85–90.
• Eryılmaz, T., Yeşilyurt, M. K., Cesur, C., Yumak, H., Aydın, E., Çelik, S. A., Yıldız, A. K., 2014b, “Yozgat İli Şartlarında Yetiştirilen Aspir (Carthamus tinctorius L.) Dinçer Çeşidinden Üretilen Biyodizelin Yakıt Özelliklerinin Belirlenmesi”, Journal of Agricultural Faculty of Gaziosmanpasa University, JAFAG, Cilt 31, Sayı 1, ss. 63-72.
• Fröhlich, A., Rice, B., 2005, “Evaluation of Camelina sativa Oil as a Feedstock for Biodiesel Production” Industrial Crops Products, Cilt 21, ss. 25–31.
• Göre, M., Kurt, O., 2017, “Farklı Ketencik [Camelina sativa (L.) Crantz.] Genotiplerinin Ham Yağ Oranları ve Yağ Asitleri Kompozisyonlarının Belirlenmesi”, KSÜ Doğa Bil. Derg., Cilt 20, Özel Sayı, ss. 201-205.
• Katar, D., Arslan, Y., Subaşı, İ., 2012, “Ankara Ekolojik Koşullarında Farklı Ekim Zamanlarının Ketencik (Camelina sativa (L.) Crantz) Bitkisinin Yağ Oranı ve Bileşimi Üzerine Olan Etkisinin Belirlenmesi”, Tekirdağ Ziraat Fakültesi, Cilt 9, Sayı 3, ss. 84-90.
• Koç, N., Önder, M., 2012, “Biyodizel Hammaddesi olarak Ketencik”, Biyoyakıt Dünyası, Cilt 16, ss. 8-12.
• Kurt, O., Seyis, F., 2008, “Alternatif Yağ bitkisi: Ketencik [Camelina sativa (L.) Crantz]”, J. of Fac. of Agric., OMU, Cilt 23, Sayı 2, ss. 116-120.
• Moser, B. R., Vaughn, S. F., 2010, “Evaluation of Alkyl Esters from Camelina sativa Oil as Biodiesel and as Blend Components in Ultra Low-Sulfur Diesel Fuel”, Bioresource Technology, Cilt 101, ss. 646–653.
• Oğuz, H., Öğüt, H., Gökdoğan, O., 2012, “Türkiye Tarım Havzaları Üretim ve Destekleme Modelinin Biyodizel Sektörüne Etkisinin İncelenmesi”, Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. / Iğdır Univ. J. Inst. Sci. & Tech., Cilt 2 Ek:A, Sayı 2, ss. 77-84.
• Oğuz, H., Özcan, M., Yağcı, M., Özkan, A. O., 2015, “Automation of the Two Stage Biodiesel Production Process”, International Journal of Automotive Engineering and Technologies, Cilt 4, Sayı 4, ss. 254-260.
• Orhan, İ. E., Şenol, F. S., Öztürk, N., Çelik, S. A., Pulur, A., Kan, Y., 2013, “Phytochemical Contents and Enzyme Inhibitory and Antioxidant Properties of Anethum graveolens L. (dill) Samples Cultivated Under Organic and Conventional Agricultural Conditions”, Food and Chemical Toxicology, Cilt 59, ss.96–103.
• Öğüt, H., 2005, “Tarımsal Üretimde Biyoyakıt Kullanım İmkanları”, Uluslararası Çalıştay, Biyoyakıtlar ve Türkiye (Biyodizel-Biyoetanol), Konya.
• Öğüt, H., Oğuz, H., 2006, Üçüncü Milenyumun Yakıtı Biyodizel, Yayın No: 745 Nobel Yayın Dağıtım ISBN: 975-591-730-6, II. Baskı 190.
• Özçelik, A. E., Aydoğan, H., Acaroğlu, M., 2015, “Determining the Performance, Emission and Combustion Properties of Camelina Biodiesel Blends”, Energy Conversion and Management, Cilt 96, ss. 47-57.
• Özgün, A. K., Eryilmaz, T., 2018, “A Comparative Study of Engine Performance and Exhaust Emissions of Biodiesel and Its Blends Produced from Waste Cooking Oil and Neutralized Waste Cooking Oil”, International Journal of Automotive Engineering and Technologies, IJAET, Cilt 7, Sayı 3, ss. 88-97.
• Özgür, C., 2017, “Palm Biyodizel-Dizel Yakıt Karışımlarının Yakıt Özelliklerinin Tahmini”, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 32, Sayı 1, ss. 81-88.
• Sampath, A., 2009, Chemical Characterization of Camelina Seed Oil, The Degree of Master of Science, New Brunswick, New Jersey. 180.
• Schumacher, L. G., Van Gerpen, J., Adams, B. T., 2003, “Diesel fuel injection pump durability test with low level biodiesel blends.” 2003 ASAE Annual Meeting (p. 1). American Society of Agricultural and Biological Engineers.
• Sirviö, K., Heikkilä, S., Help, R., Niemi, S., Hiltunen, E., 2018, “Properties of Local Produced Animal-fat Based Biodiesel and Its Blend Whit Fossil Fuel”, Agronomy Research, Cilt 16, Sayı 1, ss. 1237-1246, https://doi.org/10.15159/AR.18.083
• Soriano Jr., N. U., Narani, A., 2012,” Evaluation of Biodiesel Derived from Camelina sativa Oil”, J. Am. Oil Soc., Cilt 89, ss. 917-923.
• Tüpraş, 2022, https://www.tupras.com.tr/ozel-yakitlar, Erişim 10.01.2022.
• Wu, X., Leung, D., 2011, “Optimization of Biodiesel Production from Camelina Oil Using Orthogonal Experiment”, Applied Energy, Cilt 88, ss. 3615–3624.
• Yang, J., 2016, Evaluating The Feasibility of Biodiesel Production from Camelina Sativa, Dalhousie University, Master Thesis.
• Yang, J., Caldwell C., Corscadden, K., He, Q. S., Li, J., 2016, “An Evaluation of Biodiesel Production from Camelina sativa Grown in Nova Scotia”, Industrial Crops and Products, Cilt 81, ss. 162,168.
• Yaşar, F., 2020, “Comparision of fuel properties of biodiesel fuels produced from different oils to determine the most suitable feedstock type”, Fuel, Cilt 264, ss. 116817.
• Yılancılar, M. S., 2020, Ketencik yağı metil esterine pentanol ilavesinin dizel motor performans parametrelerine etkisinin incelenmesi, Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 84.
• Yıldız, M. M., Özçelik, A., 2021, “Investigation of the effects of camelina sativa biodiesel and eurodiesel blends on vehicle performance and emissions”, International Journal of Automotive Engineering and Technologies, Cilt 10, Sayı 1, ss. 74-82.
• Yılmaz, G., Kınay, A., Ayışığı, S., 2014, “Ketencik (Camelina sativa) Bitkisinin Tanıtımı ve Yetiştiriciliği”, Enerji Tarımı ve Biyoyakıtlar 4. Ulusal Çalıştayı, 28-29 Mayıs, Samsun.
• Zubr, J., 1992, “New Vegetable Oil for Food Application”, Agro Food Industry Hi-tech, Cilt 7, Sayı 8, ss. 24-26. Zubr, J., 1993, “New Source of Protein for Laying Hens”, Food Compounder, ss. 23-25.
• Zubr, J., 1997, "Oil-Seed Crop: Camelina sativa”, Industrial Crops and Products, Cilt 6, ss. 113-119.