Research Article
BibTex RIS Cite

Tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılması

Year 2023, Volume: 24 Issue: 2, 1 - 9, 15.10.2023
https://doi.org/10.17474/artvinofd.1231448

Abstract

Fosil yakıtlar enerji ihtiyacının sağlanmasında, ucuz, yaygın kullanılması, çok iyi bilinen bir teknolojisi olması ve enerji yoğunluğunun yüksek olması gibi nedenlerle çevreye zarar vermesine rağmen uzun yıllardır kullanılmaktadır. Fosil yakıtlar yerine yakıt fiyatında istikrar sağlanabildiği yerli yakıta yönelmek, daha az kül ve kükürt içeriği ile daha temiz, ısıl değeri yüksek bir yakıt elde etmek için biyopeletlerin alternatif yakıt olarak değerlendirilmesinin hem ekonomik hem de ekolojik açıdan büyük bir önemi vardır. Biyopeletler, farklı biyokütle türlerinin kurutulması, öğütülmesi ve sıkıştırılması gibi fiziksel işlemler ile biyokütleye form kazandırılarak elde edilir. Biyopeletler, tarım, hayvancılık ve orman atıkları ile bağlayıcısız ya da bağlayıcı maddelerden elde edilen silindirik formda katı biyoyakıtlardır. Bu çalışmada sera atıkları peleti, odunsu atık peleti, çam peleti, çam+mdf peleti, ayçiçeği kabuğu peleti, fındık küspesi peleti ve kavak+kozalak peleti olmak üzere yedi farklı biyopeletinin yakıt özellikleri incelenmiştir. Biyopelet numunelerinin çap, uzunluk, parça yoğunluğu, nem miktarı, kül miktarı, ısıl değer, azot ve kükürt miktarı belirlenmiştir. Bu analizler sonucunda biyopeletlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılmıştır. Biyopelet standartlarında, fiziksel özelliklerinden çap 6-10 mm, uzunluk 3.15-40 mm, ısıl değer için 16.5-19.5 MJ kg-1, nem %7-12, kül içeriği %0.5-2 ve parça yoğunluğu 600-1400 kg m-3 aralığında değiştiği belirlenmiştir. Azot içeriği %0.3-1 ve kükürt içeriği ise %0.03-0.08 aralıklarında değişmiştir. Çalışma da kullanılan yedi biyopeletin 5-10 mm, uzunluk 10-31 mm, ısıl değer için 15.887-19.836 MJ kg-1, nem %6.06-17.22, kül içeriği %0.54-18.47 ve parça yoğunluğu 970-1270 kg m-3 olarak belirlenmiştir. Azot içeriği %0-3.29 ve kükürt içeriği %0-0.79 aralıklarında değiştiği belirlenmiştir. Odunsu atık peleti ve kavak+kozalak peletlerinin standartlara en uygun biyopelet türleri olduğu belirlenmiştir. Sera atıkları peleti, fındık küspesi peleti, ayçiçeği kabuğu peleti ve çam+mdf peleti standartlara uygun olmayan analiz sonuçları içerdiği belirlenmiştir.

Thanks

Bu çalışma Tarsus Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Enerji Sistemleri Mühendisliği Anabilim dalında yürütülen “Çeşitli tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin değerlendirilmesi” başlıklı yüksek lisans tezinden üretilmiştir.

References

  • Aktaş T (2022) Türkiye’de imal edilen odun pelet örneklerinin kalite özelliklerinin ve standartlara uygunluğunun belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 8(1): 25-40.
  • Amirta R (2018) Pellet Kayu Energi Hijau Masa Depan, EHM Depan, Mulawarman University Press.
  • Anonim (2008) PFI Standard Specification for Residential/Commercial Densified Fuel 1.
  • Anonim (2017) APEC Energy Working Group/Expert Group on New and Renewable Energy Technologies, Heating Applications of Bio-pellet to Enhance Utilization of Renewable Energy in the APEC Region. APEC Project No. EWG 18/2016A.
  • ASTM D 1102‐84 (2013) Standard Test Method for Ash in Wood. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • ASTM D 5865-13 (2013) Standard Test Method for Gross Calorific Value of Coal and Coke, ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • ASTM E 871‐82 (2013) Standard Test Method for Moisture Analysis of Particulate Wood Fuels. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • Aydemir T (2017) Farklı tarımsal artıklar kullanılarak hazırlanan karışım peletlerinde kenevir sapı kullanımının pelet kalite özellikleri üzerine etkisi. Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ.
  • Bantacut T, Hendra D, Nurwigha R (2013) Mutu Biopelet Dari Campuran Arang Dan Sabut Cangkang Sawit. Jurnal Teknologi Industri Pertanian, 23 (1):1-12.
  • Bilgin S, Koçer A, Yılmaz H, Acar M, Dok M (2016) Çay fabrikası atıklarınının peletlenmesi ve pelet fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. JAFAG 33:70-80.
  • Bilgin S, Yılmaz H, Koçer A, Acar M, Dok M (2015) Fındık zurufunun peletlenmesi ve pelet fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilim Dergisi, 11: 265-273.
  • Cahyono AA, Amri I, Bahruddin A (2022) Upgrading characteristics of empty fruit bunch biopellet with addition of bintaro fruit as co-firing. Journal of the Bioprocess, Chemical, and Environmental Engineering Science, 1:1-8.
  • Er A (2022) Biyoyakıt kaynağı olarak pelet yapımı. Sakarya Ticaret Borsası. https://www.stb.org.tr/Arastirmalar/pelletbiomass.
  • Erik NY (2022) Kömür özelliklerinin temiz kömür teknolojilerine (gazlaştırma, sıvılaştırma, karbon elyaf ve kok üretimi) etkisi: derleme. Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 4(2): 22-56.
  • Garcia R, Gil MV, Rubiera F, Pevida C (2019) Pelletization of wood and alternative residual biomass blends for producing industrial quality pellets. Fuel, 251:739–753
  • Gürdil GAK, Baz YÖ, Demirel Ç, Demirel B (2015) Yakıt peleti ve briketi için güncellenmiş avrupa birliği standartları ve ilgili parametreler. U. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi, 29(2): 147-156.
  • Karaca NK (2021) Türkiye pelet yakıtı sektörünün mevcut durumu ve gelecek öngörüleri: bir anket çalışması. ODTÜ Sosyal Bilimler Enstitüsü İşletme Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
  • Küsek G, Güngör C, Öztürk HH, Akdemir Ş (2015) Tarımsal artıklardan biyopelet üretimi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 29 (2):137-145.
  • Miranda T, Montero I, Sepúlveda FJ, Arranz JI, Rojas CV, Nogales S (2015) A review of pellets from different sources. Materials 8:1413-1427.
  • Munawar SS, Subiyanto B (2014) Characterization of biomass pellet made from solid waste oil palm ındustry. Procedia Environmental Sciences, 20:336-341.
  • Pradhan P, Arora A, Mahajani SM (2018a) Pilot scale evaluation of fuel pellets production from garden waste biomass. Energy for Sustainable Development, 43:1-14.
  • Pradhan P, Arora A, Mahajani SM, Arora A (2018b) Production and utilization of fuel pellets from biomass: a review. Fuel Processing Technology, 181:215-232.
  • Sümer SK, Kavdır Y, Çiçek G (2016) Türkiye’de tarımsal ve hayvansal atıklardan biyokömür üretim potansiyelinin belirlenmesi. KSÜ Doğa Bil. Dergisi, 19(4):379-387.
  • Thrän D, Peetz D, Schaubach K (2017) Global wood pellet ındustry and trade study.
  • Topkoc E, Yıldız Z (2021) Tarımsal atıkların katı yakıt olarak değerlendirilmesi. 5. Uluslararası Uygulamalı Bilimler Kongresi, Mersin.
  • Tumturay H (2020) Çay budama atık biyokütlesinin linyit kömür ile karıştırılarak beraber yanma potansiyelinin araştırılması. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 21 (2): 135-142.
  • Türkoğlu T, Gökoğlu C (2017) Kızılçam ormanları hasat artıklarından yapılan odun peletinin yakıt özelliklerinin belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21 (1): 58-63.
  • Zengin Y, Çelik AE, Dok M, Çolak S (2020) Kavak odun atıklarından elde edilen peletlerin bazı yakıt özelliklerinin belirlenmesi. AÇÜ Orman Fak Dergisi, 21(1):29-36.

Comparison of some fuel properties of biopellets obtained from agricultural wastes with ınternational pellet standards

Year 2023, Volume: 24 Issue: 2, 1 - 9, 15.10.2023
https://doi.org/10.17474/artvinofd.1231448

Abstract

Fossil fuels used owing to cheap, extensive, good known technology and high energy although environmental harmful for long time. Fossil fuels, it is important local fuels in term of both great economic and ecologic that is biopellets as an alternative green fuels that is less ash and Sulphur and a higher calorific value when it is stability in the fuel price. Biopellets are obtained by giving form to biomass with physical processes such as cutting, grinding and pressing. Biopellets are solid cylindrical biofuels derived from the wastes of agriculture, livestock and forests with binder or not binding agent. The fuel properties of the seven different biopellets such as greenhouse waste pellet, woody waste pellet, pine pellet, pine+mdf pellet, sunflower shell pellet, hazelnut pulp pellet and poplar+cone pellet examined in this study. It was determined properties such as diameter, length, moisture content, ash content, particulate density, calorific value, nitrogen and sulfur content of the biopelets. Physical and chemical properties of the biopelets as result of these analyzes to compared internaional biopellet standards. In biopellet standards, its physical properties are range was found to vary 6-10 mm in diameter, 3.15-40 mm in length, 16.5-19.5 MJ kg-1 calorific value, 7-12% moisture content, 0.5-2% ash content and 600-1400 kg m-3 particle density. Nitrogen content varied between 0.3-1% and sulfur content in the range of 0.03-0.08%. It was determined fuel properties of seven biopellets used in the study 5-10 mm, length 10-31 mm, calorific value 15,887-19,836 MJ kg-1, moisture 6.06-17.22%, ash content 0.54-18.47% and particle density 970-1270 kg m-3. It was determined that the nitrogen content varied between 0-3.29% and sulfur content in the range of 0-0.79%. It was determined that woody waste pellets and poplar+cone pellets were the most suitable biopellet types for the standards. It has been determined that greenhouse waste pellet, hazelnut pulp pellet, sunflower shell pellet and pine+mdf pellet contain analysis results that do not comply with the standards.

References

  • Aktaş T (2022) Türkiye’de imal edilen odun pelet örneklerinin kalite özelliklerinin ve standartlara uygunluğunun belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 8(1): 25-40.
  • Amirta R (2018) Pellet Kayu Energi Hijau Masa Depan, EHM Depan, Mulawarman University Press.
  • Anonim (2008) PFI Standard Specification for Residential/Commercial Densified Fuel 1.
  • Anonim (2017) APEC Energy Working Group/Expert Group on New and Renewable Energy Technologies, Heating Applications of Bio-pellet to Enhance Utilization of Renewable Energy in the APEC Region. APEC Project No. EWG 18/2016A.
  • ASTM D 1102‐84 (2013) Standard Test Method for Ash in Wood. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • ASTM D 5865-13 (2013) Standard Test Method for Gross Calorific Value of Coal and Coke, ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • ASTM E 871‐82 (2013) Standard Test Method for Moisture Analysis of Particulate Wood Fuels. ASTM International: West Conshohocken, PA.
  • Aydemir T (2017) Farklı tarımsal artıklar kullanılarak hazırlanan karışım peletlerinde kenevir sapı kullanımının pelet kalite özellikleri üzerine etkisi. Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ.
  • Bantacut T, Hendra D, Nurwigha R (2013) Mutu Biopelet Dari Campuran Arang Dan Sabut Cangkang Sawit. Jurnal Teknologi Industri Pertanian, 23 (1):1-12.
  • Bilgin S, Koçer A, Yılmaz H, Acar M, Dok M (2016) Çay fabrikası atıklarınının peletlenmesi ve pelet fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. JAFAG 33:70-80.
  • Bilgin S, Yılmaz H, Koçer A, Acar M, Dok M (2015) Fındık zurufunun peletlenmesi ve pelet fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilim Dergisi, 11: 265-273.
  • Cahyono AA, Amri I, Bahruddin A (2022) Upgrading characteristics of empty fruit bunch biopellet with addition of bintaro fruit as co-firing. Journal of the Bioprocess, Chemical, and Environmental Engineering Science, 1:1-8.
  • Er A (2022) Biyoyakıt kaynağı olarak pelet yapımı. Sakarya Ticaret Borsası. https://www.stb.org.tr/Arastirmalar/pelletbiomass.
  • Erik NY (2022) Kömür özelliklerinin temiz kömür teknolojilerine (gazlaştırma, sıvılaştırma, karbon elyaf ve kok üretimi) etkisi: derleme. Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 4(2): 22-56.
  • Garcia R, Gil MV, Rubiera F, Pevida C (2019) Pelletization of wood and alternative residual biomass blends for producing industrial quality pellets. Fuel, 251:739–753
  • Gürdil GAK, Baz YÖ, Demirel Ç, Demirel B (2015) Yakıt peleti ve briketi için güncellenmiş avrupa birliği standartları ve ilgili parametreler. U. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi, 29(2): 147-156.
  • Karaca NK (2021) Türkiye pelet yakıtı sektörünün mevcut durumu ve gelecek öngörüleri: bir anket çalışması. ODTÜ Sosyal Bilimler Enstitüsü İşletme Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
  • Küsek G, Güngör C, Öztürk HH, Akdemir Ş (2015) Tarımsal artıklardan biyopelet üretimi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 29 (2):137-145.
  • Miranda T, Montero I, Sepúlveda FJ, Arranz JI, Rojas CV, Nogales S (2015) A review of pellets from different sources. Materials 8:1413-1427.
  • Munawar SS, Subiyanto B (2014) Characterization of biomass pellet made from solid waste oil palm ındustry. Procedia Environmental Sciences, 20:336-341.
  • Pradhan P, Arora A, Mahajani SM (2018a) Pilot scale evaluation of fuel pellets production from garden waste biomass. Energy for Sustainable Development, 43:1-14.
  • Pradhan P, Arora A, Mahajani SM, Arora A (2018b) Production and utilization of fuel pellets from biomass: a review. Fuel Processing Technology, 181:215-232.
  • Sümer SK, Kavdır Y, Çiçek G (2016) Türkiye’de tarımsal ve hayvansal atıklardan biyokömür üretim potansiyelinin belirlenmesi. KSÜ Doğa Bil. Dergisi, 19(4):379-387.
  • Thrän D, Peetz D, Schaubach K (2017) Global wood pellet ındustry and trade study.
  • Topkoc E, Yıldız Z (2021) Tarımsal atıkların katı yakıt olarak değerlendirilmesi. 5. Uluslararası Uygulamalı Bilimler Kongresi, Mersin.
  • Tumturay H (2020) Çay budama atık biyokütlesinin linyit kömür ile karıştırılarak beraber yanma potansiyelinin araştırılması. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 21 (2): 135-142.
  • Türkoğlu T, Gökoğlu C (2017) Kızılçam ormanları hasat artıklarından yapılan odun peletinin yakıt özelliklerinin belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21 (1): 58-63.
  • Zengin Y, Çelik AE, Dok M, Çolak S (2020) Kavak odun atıklarından elde edilen peletlerin bazı yakıt özelliklerinin belirlenmesi. AÇÜ Orman Fak Dergisi, 21(1):29-36.
There are 28 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Forest Industry Engineering
Journal Section Research Article
Authors

Zehra Yıldız 0000-0003-1304-4857

Eşref Topkoç 0000-0002-0623-8736

Publication Date October 15, 2023
Acceptance Date March 28, 2023
Published in Issue Year 2023Volume: 24 Issue: 2

Cite

APA Yıldız, Z., & 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
AMA Yıldız Z, Topkoç E. Tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılması. ACUJFF. October 2023;24(2):1-9. doi:10.17474/artvinofd.1231448
Chicago Yıldız, Zehra, and Eşref Topkoç. “Tarımsal atıklardan Elde Edilen Biyopeletlerin Bazı yakıt özelliklerinin Uluslararası Pelet Standartları Ile karşılaştırılması”. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 24, no. 2 (October 2023): 1-9. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1231448.
EndNote Yıldız Z, Topkoç E (October 1, 2023) Tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılması. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 24 2 1–9.
IEEE Z. Yıldız and E. Topkoç, “Tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılması”, ACUJFF, vol. 24, no. 2, pp. 1–9, 2023, doi: 10.17474/artvinofd.1231448.
ISNAD Yıldız, Zehra - Topkoç, Eşref. “Tarımsal atıklardan Elde Edilen Biyopeletlerin Bazı yakıt özelliklerinin Uluslararası Pelet Standartları Ile karşılaştırılması”. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 24/2 (October 2023), 1-9. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1231448.
JAMA Yıldız Z, Topkoç E. Tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılması. ACUJFF. 2023;24:1–9.
MLA Yıldız, Zehra and Eşref Topkoç. “Tarımsal atıklardan Elde Edilen Biyopeletlerin Bazı yakıt özelliklerinin Uluslararası Pelet Standartları Ile karşılaştırılması”. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, vol. 24, no. 2, 2023, pp. 1-9, doi:10.17474/artvinofd.1231448.
Vancouver Yıldız Z, Topkoç E. Tarımsal atıklardan elde edilen biyopeletlerin bazı yakıt özelliklerinin uluslararası pelet standartları ile karşılaştırılması. ACUJFF. 2023;24(2):1-9.
Creative Commons License
Artvin Coruh University Journal of Forestry Faculty is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.