Üzüm küspesinin pirolizi ve elde edilen ürünlerin analizi

Abstract

Bu çalışmada üzüm küspesinin bir enerji kaynağı olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Üzüm küspesinin enerji kullanımı açısından araştırılması için sabit yatak reaktöründe pirolizi gerçekleştirilmiş, katı ve sıvı ürünlerin karakterizasyonu yapılmıştır. Piroliz deneyleri iki aşamada gerçekleşmiştir. İlk olarak, ısıtma hızı (10, 30, 50 ºC/dk), piroliz sıcaklığı (350, 400, 450, 500, 550, 600 ºC), parçacık boyutu ve sürükleyici gaz akış hızı (50, 100, 150, 200 cm3/dk) gibi piroliz parametrelerinin piroliz ürün verimlerine etkisi incelenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise piroliz deneyleri sonucunda elde edilen sıvı ürünler spektroskopik ve kromatografik yöntemler ile incelenerek, fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen bu sonuçlar, petrol ve petrol türevi yakıtların özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Pirolizden elde edilen katı ürünlerin de fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenerek yapısı aydınlatılmaya çalışılmıştır. Deneylerden elde edilen katranların FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), 1H-NMR (Proton Nuclear Magnetic Resonance) spektrumları alınmış ve elementel analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca katranlar sütun kromatografisinde fraksiyonlarına ayrılmış; alt fraksiyonların FTIR spektrumları yapılmış, katran içindeki hidrokarbon türleri belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen katı ürünün aktif karbon olarak kullanılabilirliği araştırılmış, bu amaçla fiziksel aktivasyonu gerçekleştirilmiştir. Üzüm küspesi katı ürününe uygulanan fiziksel aktivasyon ile mikro gözeneklere sahip, 600 m2/g’ın üzerinde yüzey alanı olan aktif karbonlar elde edilebileceği saptanmıştır.

In this study, grape bagasse were propose to utilize as an energy source. The pyrolysis of grape bagasse was carried out in a fixed bed reactor to characterize solid and liquid phase with a view to its energy use. First pyrolysis stage was performed in different atmospheres and the effect of pyrolysis parameters such as heating rate (10, 30, 50 ºC/min), pyrolysis temperature (350, 400, 450, 500, 550, 600 ºC), particle size and sweeping gas (a nitrogen flow rate of 50, 100, 150, 200 cm3/min). In the second stage of the study, the tars obtained from the pyrolysis experiments were examined by spectroscopic and chromatographic methods in order to determine their physical and chemical properties. These results were compared with the properties of the fuels based on petroleum and its derivatives. The physical and chemical properties and the structures of the solid products obtained from these experiments were also determined. Tars obtained from the experiments were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR) and elemental analyses. The tars were fractioned in column chromatography; FTIR spectra of subfractions were taken and type of hydrocarbons were found. Also, char obtained from the experiments was characterized by physical activation in order to investigate the availability of activated carbon. With physical activation applied to the solid product obtained from the grape bagasse were obtained activated carbons which has micro porosity and more than 600 m2/g surface area.