Yenilenebilir Enerji Kaynağı Olarak Prunus domestica L. (Erik) ve Cornus mas L. (Kızılcık) Çekirdeğinin Karışımından Pelet Elde Edilmesi ve Biyoyakıt Olarak Kullanılabilirliğinin Değerlendirilmesi

Yıl 2025, Cilt: 21 Sayı: 2, 85 - 103, 31.08.2025

Birol Petek

Öz

Bu çalışmada ülkemizin büyük bir bölümünde yetiştirilen erik ile kızılcık meyvesinin işlendikten sonra genelde doğaya atılan çekirdeklerinin biyokütle (pelet) olarak değerlendirilmesi konusunda bir çalışma yürütülmüştür. Yenilenebilir enerji üretim teknikleri alanında günümüzde büyük ilerlemeler olmasına rağmen bu enerjinin üretim teknikleri geliştirilmeye ihtiyaç duymaktadır. İşlendikten sonra genelde doğaya atılan erik ve kızılcık meyvelerinin çekirdeklerinin karışımları pelet ünitesinde sıkıştırılarak belirli bir standarda sahip katı yakıt haline getirilmiştir. Daha sonra peletlerin katı biyoyakıt olarak değerlendirilebilme olanakları araştırılmıştır. Elde edilen peletlerin fiziksel özellikleri (mekanik dayanıklılık direnci, yığın yoğunluğu) ve kimyasal özellikleri (nem içeriği, üst ısıl değer tayini, kül miktarı tayini, yanma gazları (O₂, CO2, CO, NO, NOX, SO2) belirlenmiştir. Pelet yapımında kullanılan materyalin özelliğine göre 1.2069 g ağırlığında 6.30 mm çapında, 33.69 mm uzunluğunda silindirik peletler elde edilmiştir. Çalışmada peletlerin fiziksel test sonuçları olan peletlerin yığın yoğunluğu 609 kg/m3, mekanik dayanıklılık oranı %92.2, nem alma direnci %9.6 olarak bulunmuştur. Peletlerin kimyasal test sonuçlarında ise kül yığını %2, nem miktarı %6.9, üst ısıl değer pelet haline gelmemiş hammaddede 5013 Cal/g, pelet haline gelen üründe 5016 Cal/g olarak bulunmuştur. Elemental analiz sonuçlarını oluşturan yanma gazları değerleri O2=%16.6, CO2=%4.2, CO=82ppm, NO=110ppm, NOX=115ppm, SO2=0 ppm olarak tespit edilmiştir. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın verilerine göre ülkemizde çıkarılan linyit kömürünün %96.6’sının ısıl değeri 4000 Cal/g altında, %3.4’ünün ısıl değeri ise 4000 cal/g üzerindedir. Bu oranlar dikkate alındığında, araştırmamızda elde ettiğimiz peletin (biyoyakıt) ısıl değerinin “5016 cal/g” linyit kömürüne göre daha yüksek ve çevre dostu enerji kaynağı olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Pelet , Biyoyakıt , Isıl Değer

Etik Beyan

Bu çalışmanın yazarı Etik Kurul İznine gerek olmadığını beyan etmektedir.

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

Yok

Teşekkür

Bu araştırma makalesi, TÜBİTAK (2204-B) Ortaokul Öğrencileri Araştırma Projeleri Yarışması kapsamında Tübitak projesi olarak sunulmuştur. (Proje No: 1689B012320034). Sunumdan sonra literatür kısmı geliştirilmiştir.

Obtaining Pellets from the Mixture of Prunus domestica L. (Plum) and Cornus mas L. (Cranberry) Kernels as a Renewable Energy Source and Evaluating Its Usability as Biofuel

Öz

In this research, a study was carried out on the utilization of the seeds of plum and cranberry fruits, which are grown in a large part of our country, as biomass (pellets), which are usually thrown into nature after processing. Although there has been great progress in the field of renewable energy production techniques today, the production techniques of this energy need to be developed. The mixture of plum and cranberry fruit pits, which are usually thrown into nature after processing, was compressed in the pellet unit and turned into solid fuel of a certain standard. Then, the possibilities of utilization of the pellets as solid biofuel were investigated. In this context, physical properties (mechanical strength resistance, bulk density) and chemical properties (moisture content, upper heating value determination, ash content determination, combustion gases (O₂, CO2, CO, NO, NOX, SO2) of the pellets obtained were determined. Cylindrical pellets weighing 1.2069 g, 6.30 mm in diameter and 33.69 mm in length were obtained according to the characteristics of the material used in pellet making. The physical test results of the pellets in the study, the bulk density of the pellets was 609 kg/m3, the mechanical strength rate was 92.2%, and the dehumidification resistance was 9.6%. In the chemical test results of the pellets, ash pile was 2%, moisture content was 6.9%, upper calorific value was found as 5013 Cal/g in the raw material that was not pelletized and 5016 Cal/g in the pelletized product. The combustion gas values constituting the elemental analysis results were determined as O2=16.6%, CO2=4.2%, CO=82ppm, NO=110ppm, NOX=115ppm, SO2=0 ppm. According to the data of the Ministry of Energy and Natural Resources, 96.6% of the lignite coal mined in our country has a calorific value below 4000 cal/g and 3.4% has a calorific value above 4000 cal/g. Considering these ratios, it was concluded that the calorific value of the pellet (biofuel) obtained in our study, 5016 cal/g, is higher than that of lignite coal and represents a more environmentally friendly energy source.

Anahtar Kelimeler

Pellet , Biofuels , Calorific value

Etik Beyan

Yok

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

Yok

Teşekkür

Bu araştırma makalesi, TÜBİTAK (2204-B) Ortaokul Öğrencileri Araştırma Projeleri Yarışması kapsamında Tübitak projesi olarak sunulmuştur. (Proje No: 1689B012320034). Sunumdan sonra literatür kısmı geliştirilmiştir.

Kaynakça

• Akpınar, S. (2023). Çerezlik kabak tarımsal artıklarından elde edilen peletlerin, fiziko-mekanik ve ısısal parametrelerinin tespit edilerek görüntü işleme yöntemiyle peletlerin sınıflandırılması [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Erciyes Üniversitesi.
• Altun, B. (2025). Kütahya Tavşanlı Belediyesi park bahçe atıklarının pelet yakıtı olarak kullanılabilirliği ve sürükleyici kanat ilavesi ile pelet yakıt presi tasarım iyileştirmesi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Kütahya Dumlupınar Üniversitesi.
• Aydemir, T. (2017). Farklı tarımsal atıklar kullanılarak hazırlanan karışım peletlerinde kenevir sapı kullanımının pelet kalite özellikleri üzerine etkisi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Namık Kemal Üniversitesi.
• Bayraç, H. N. ve Özarslan, B. (2018). Biyokütle enerjisi ve ekonomik büyüme arasındaki ilişkinin ampirik bir analizi: Türkiye örneği. Yalova Sosyal Bilimler Dergisi, 8(17), 1-17.
• Celma A.R., Cuadros, F. ve Lopez-Rodrıguez, F. (2012). Characterization of pellets from industrial tomato residues. Food and Bioproducts Processing, 90(4), 700-706. https://doi.org/10.1016/j.fbp. 2012.01.007
• Demirbas, A. (2007). Modernization of biomass energy conversion facilities. Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy, 2(3), 227–235. https://doi.org/10.1080/15567240500402784
• Develi, C. H. (2020). Antep fıstığı kabuğu ve zeytin küspesinden biyoyakıt amaçlı pelet elde edilmesi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Sütçü İmam Üniversitesi.
• Doğan, B. (2017). Mısır ve buğday tarımsal atıklarından pelet biyoyakıt üretimi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Ondokuz Mayıs Üniversitesi.
• Duku, M. H., Gu, S. ve Hagan, E. B. (2011). A comprehensive review of biomass resources and biofuels potential in Ghana. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(1), 404-415. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.09.033
• Elfakı, M.A. (2024). Domates hasat artıklarından yapılan silaj ve peletlerin yem değerinin in vitro yöntemlerle belirlenmesi [Yayımlanmamış doktora tezi]. Ondokuz Mayıs Üniversitesi.
• ENplus (2022). Pellet quality requirements for companies. Place du Champ de Mars 2 1050 Brussels, Erdem, N.H. (2023). Şeker pancarı yetiştiriciliği sonucu açığa çıkan tarımsal artıkların peletlenmesi ve fiziko mekanik ve ısısal özelliklerinin belirlenmesi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Erciyes Üniversitesi.
• Isınmadan Kaynaklanan Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği. (2005). T.C. Resmi Gazete (25699, 13.01.2005). Kaliyan, N. ve Morey, R. V. (2009). Factor affecting strength and durability of densified biomass products. Biomass and Bioenergy, 33(3), 337-359. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2008.08.005
• Kapluhan, E. (2014). Enerji coğrafyası açısından bir inceleme: Biyokütle enerjisinin dünyadaki ve Türkiye’deki kullanım durumu. Marmara Coğrafya Dergisi, (30). https://doi.org/10.14781/mcd.98631
• Küsek, G., Güngör, C., Öztürk, H. H. ve Akdemir, Ş. (2015). Tarımsal artıklardan biyopelet üretimi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 29(2), 137-145.
• Miranda, M. T, Arranz, J. I, Montero, I, Román, S., Rojas, C. V. ve Nogales, S. (2012). Characterization and combustion of olive pomace and forest residue pellets. Fuel Processing Technology, 103, 91-96. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2011.10.016
• Öztürk, H. H. (2012). Enerji bitkileri ve biyoyakıt üretimi. Hasad Yayıncılık
• Severoğlu, A. (2010). Katı biyoyakıt üretimi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Atatürk Üniversitesi.
• Sezer, B. (2022). Defne atıklarından biyopelet yakıtı üretimi ve özelliklerinin belirlenmesi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Mustafa Kemal Üniversitesi.
• Tabil, L. G. ve Sokhansanj, S. (1996). Process conditions affecting the physical quality of alfalfa pellets. Applied Engineering in Agriculture, 12(3), 345-350.
• Topkoç, E. (2023). Çeşitli tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin değerlendirilmesi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Tarsus Üniversitesi.
• TS EN ISO 17828 (2015). Solid biofuels — Determination of bulk density.
• TS EN ISO 17831-1 (2015). Determination of mechanical durability of pellets and briquettes - Part 1: Pellets.
• TS EN ISO 18122 (2016). Solid biofuels - Determination of ash content.
• TS EN ISO 18125 (2017). Solid biofuels — Determination of calorific value.
• Tüzün, K. M. (2012). Katı yakıtlı kazanlara uyumlu pelet brülörü tasarımı ve imalatı [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Süleyman Demirel Üniversitesi.
• Yıldız, Z. ve Topkoç, E. (2023). Tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılması. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 24(2), 1-9. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1231448
• Yılmaz, H. (2014). Bazı tarımsal atıkların peletlenmesi ve pelet fiziksel özelliklerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Akdeniz Üniversitesi.
• Yolcu, E. (2019). Çay işleme fabrikalarından çıkan çay atıklarının pelet biyoyakıt olarak kullanılabilme olanaklarının araştırılması [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Ondokuz Mayıs Üniversitesi.
• Zamorano, M., Popov, V., Rodríguez, M. L. ve García-Maraver, A. (2011). A comparative study of quality properties of pelletized agricultural and forestry lopping residues. Renewable Energy, 36, 3133- 3140. https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.03.020