Araştırma Makalesi

Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri

Cilt: 8 Sayı: 1 24 Haziran 2020
  • Burhan Akkurt *
  • Hikmet Günal
  • Halil Erdem
  • Elif Günal
PDF İndir
EN TR

Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri

Öz

Bu çalışmada, yedi farklı hammaddeden 3 farklı sıcaklıkta (300, 400 ve 600 ºC) piroliz ile elde edilen biyoçarların çeşitli fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiş ve bitki yetiştiriciliği açısından karşılaştırılmaları yapılmıştır. Çalışmada, bölgede kolaylıkla temin edilebilen domates atıkları (sap, gövde ve yaprakları), kavak talaşı, buğday samanı, mısır koçanı, fasulye atıkları, çeltik kavuzu ve büyükbaş hayvan gübresi hammadde olarak kullanılmıştır. Üretilen biyoçarların, verimi, spesifik yüzey alanları (SYA), tarla kapasitesi (TK), solma noktası (SN) ve yarayışlı su içerikleri (YSİ), pH, elektriksel iletkenlik (EC), katyon değişim kapasitesi (KDK), toplam karbon (C) ve azot (N), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg), potasyum (K), çinko (Zn), demir (Fe), bakır (Cu) ve mangan (Mn) konsantrasyonları belirlenmiştir. Piroliz sıcaklığının 300 ºC’den 600 ºC’ye çıkarılması tüm biyoçar çeşitlerinde üretilen biyoçar miktarında ve SYA’nında azalmaya neden olmuştur. SYA’daki en belirgin azalma 300 ºC’de 758.3 m2 g-1 olan yüzey alanı 600 ºC’de 250.8 m2 g-1‘e düşen kavak talaşı olmuştur. Piroliz sıcaklığının artışı istatistiksel olarak önemli olmamakla birlikte TK, SN ve YSİ’nde artışa neden olmuştur. Nem içeriklerinde olduğu gibi, piroliz sıcaklığının artışı tüm biyoçar çeşitlerinin pH değerlerinin istatistiksel olarak önemli düzeyde artmasına neden olmuştur. Bununla birlikte EC değerleri sıcaklık artışından önemli düzeyde etkilenmemiştir. Biyoçar çeşidine bağlı olarak önemli ölçüde değişkenlik gösteren KDK değerleri 300 ºC’lik piroliz sıcaklığında 33.47 cmolc kg-1’den 88.16 cmolc kg-1’a, 400 ºC’de 41.87 cmolc kg-1’den 78.68 cmolc kg-1’e ve 600 ºC’de ise 23.27 cmolc kg-1’den 68.03 cmolc kg-1’e kadar değişkenlik göstermiştir. Sıcaklık artışı ile büyükbaş hayvan gübresinden üretilen biyoçarın toplam karbon içeriği azalırken fasulye biyoçarında bir değişim olmamış ancak diğer beş biyoçarın karbon içeriği artmıştır. Sıcaklık artışı özellikle 400 ºC’den sonra toplam N içeriğinin önemli düzeyde azalmasına yol açmıştır. Tüm biyoçar çeşitlerinde piroliz sıcaklığının 300 ºC’den 600 ºC’ye çıkarılması P ve K içeriklerinin artışına yol açmıştır. Sonuçlar, biyoçarların verimlerinin ve özelliklerinin piroliz sıcaklığına bağlı olarak önemli oranda değiştiğini göstermiştir. Yüksek sıcaklıkta (600 °C) üretilen biyoçarların çoğunlukla daha yüksek pH ve EC değerlerine ve mikro (Cu, Fe, Zn ve Mn) ve makro (P, K, Ca ve Mg) element konsantrasyonlarına sahip olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Ahmad M, Lee SS, Dou X, Mohan D, Sung J-K, Yang JE, 2012. Effects of pyrolysis temperature on soybean stover- and peanut shell-derived biochar properties and TCE adsorption in water. Biores. Techn., 118:536–44.
  2. Al-Wabel MI, Al-Omran A, El-Naggar AH, Nadeem M, Usman AR, 2013. Pyrolysis temperature induced changes in characteristics and chemical composition of biochar produced from conocarpus wastes. Biores. Technology, 131:374-379.
  3. Angin, D, 2013. Effect of pyrolysis temperature and heating rate on biochar obtained from pyrolysis of safflower seed press cake. Biores. Tech., 128: 593–597.
  4. Banik C, Lawrinenko M, Bakshi S, Laird DA, 2018. Impact of pyrolysis temperature and feedstock on surface charge and functional group chemistry of biochars. J. Envir. Qual., 47:452–461.
  5. Bayram Ö, 2016. Farklı tarımsal atıklardan üretilen biyocharların çeşitli fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi. YÖK Tez No: 420461.
  6. Brady NC, Weil RR, 1999. The nature and properties of soil 12th ed. Mac. Pub. Com. New York.
  7. Bruun TB, Elberling B, Neergaard AD, Magid J, 2015. Organic carbon dynamics in different soil types after conversion of forest to agriculture. Land Degrad. Dev. 26:272–283.
  8. Chandra S, Bhattacharya J, 2019. Influence of temperature and duration of pyrolysis on the property heterogeneity of rice straw biochar and optimization of pyrolysis conditions for its application in soils. J. Cleaner Prod., 215:1123-1139.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Ziraat Mühendisliği

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

24 Haziran 2020

Gönderilme Tarihi

30 Ekim 2019

Kabul Tarihi

18 Mayıs 2020

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2020 Cilt: 8 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA
Akkurt, B., Günal, H., Erdem, H., & Günal, E. (2020). Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 8(1), 1-13. https://doi.org/10.33409/tbbbd.756797
AMA
1.Akkurt B, Günal H, Erdem H, Günal E. Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri. tbbbd. 2020;8(1):1-13. doi:10.33409/tbbbd.756797
Chicago
Akkurt, Burhan, Hikmet Günal, Halil Erdem, ve Elif Günal. 2020. “Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri”. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi 8 (1): 1-13. https://doi.org/10.33409/tbbbd.756797.
EndNote
Akkurt B, Günal H, Erdem H, Günal E (01 Haziran 2020) Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi 8 1 1–13.
IEEE
[1]B. Akkurt, H. Günal, H. Erdem, ve E. Günal, “Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri”, tbbbd, c. 8, sy 1, ss. 1–13, Haz. 2020, doi: 10.33409/tbbbd.756797.
ISNAD
Akkurt, Burhan - Günal, Hikmet - Erdem, Halil - Günal, Elif. “Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri”. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi 8/1 (01 Haziran 2020): 1-13. https://doi.org/10.33409/tbbbd.756797.
JAMA
1.Akkurt B, Günal H, Erdem H, Günal E. Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri. tbbbd. 2020;8:1–13.
MLA
Akkurt, Burhan, vd. “Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri”. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, c. 8, sy 1, Haziran 2020, ss. 1-13, doi:10.33409/tbbbd.756797.
Vancouver
1.Burhan Akkurt, Hikmet Günal, Halil Erdem, Elif Günal. Piroliz sıcaklığının biyoçarların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkileri. tbbbd. 01 Haziran 2020;8(1):1-13. doi:10.33409/tbbbd.756797

Cited By