Dev kral otu (Pennisetum hybridum) ve kenaf (Hibiscus cannabius L.) biyokütlesinin biyoenerji ilişkili agro-morfolojik ve biyokimyasal karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, TARLA BİTKİLERİ (YL) (TEZLİ), Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SERHAT GÖKPINAR
Danışman: NAFİZ ÇELİKTAŞ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Biyokütledeki lignoselülozik yapının farklı dönüşüm teknolojileri ile işlenmesi sonucu endüstriyel amaçlı yenilenebilir enerji üretimi mümkündür. Bu araştırmada Dev kral otu türüne ait "Pariso" ticari çeşidi ile USDA orijnli Kenaf genotiplerinin Amik Ovası koşullarında biyoneerji ilintili agromorfolojik ve biyokimyasal karakterizasyonları yapılmış ve farklı biyokütle çevrim teknolojileri açısından türlerin teorik biyoenerji üretim potansiyelleri ortaya konulmuştur. Dev kral otu plantasyonu, çakılı deneme niteliğinde, kenaf ise Nisan ekimi şeklinde ülkemiz Doğu Akdeniz kıyı bölgesinde tesis edilmiştir. Agromorfolojik ve biyokimyasal analizler, 240 günlük dev kral otu ve 170 günlük yetişme süresine sahip kenaf biyokütleleri üzerinde yapılmıştır. Ortalama bitki boyu dev kral otunda 3.8 m olarak gerçekleşirken, kenaf genotipleri arasında 2.06-2.75 m aralığında değişmiştir. Yaş biyokütle verimi dev kral otunda 204 t ha-1 olarak saptanmış, ortalama %93.8 uçucu katı madde için kuru biyokütle ise 81 t ha-1 olarak belirlenmiştir. Kenaf genotiplerinin biyokütle verimi 9.8-15.4 t ha-1 arasında değişim göstermiştir. Dev kral otu biyokütlesi lignoselülozik yapısı (hemiselüloz, selüloz ve lignin) sırasıyla 278.4 g kg-1, 352.5 g kg-1, 68.7 g kg-1 olarak belirlenmiştir. Kenaf biyokütlesinde ise bu oranlar 415.0-498.0 g kg-1, 20.01-229.0 g kg-1 ve 73.8-97.6 g kg-1 olmuştur. Dev kral otu biyokütlesi biyogaz üretim kapasitesi 10.7072,3 m3 ha-1 olarak belirlenmiş ve bu enerjinin bir gaz reaktöründe 642434,1 kWh enerjiye dönüşebileceği hesaplanmıştır. Kenaf genotipleri için bu değerler 8.929,3 m3 ha-1 ve 53.576,1 kWh ha-1 olmuştur. Dev kral otu biyokütlesi ortalama ısıl değeri (HHV) ve elementel bileşimi, CHNS sırasıyla 16.7 MJ kg-1, %44.3, %6.0, %0.3 ve %0.07 olarak belirlenmiştir. Bu oranlar kenaf genotipleri için 16.37-17.17 MJ kg-1, %41.96-43.96, %5.77-5.80, %39-43 ve %0.073-0.107 arasında saptanmıştır. Birim alandan üretilen toplam HHV dev kral otunda 3363940.6 MJ kg-1 ha-1, kenafta ise 212.659,6 Mj kg-1 ha-1 olarak hesaplanmış, bu ısıl değerin %20 dönüşüm katsayılı bir yanmalı reaktör sisteminde elektrik üretim potansiyeli, sırası ile 67.278,1 kWh ha-1 ve 42.531,9 kWh ha-1 olarak belirlenmiştir. Biyokütlelerin piroliz, enzimatik hidroliz ve fermantasyon işlemleri sonrası dev kral otundan 28425.8 L ha-1 ve kenaftan 1953,4 L ha-1biyoetanol üretebileceği ve bununda bir biyoyakıt reaktöründe sırası ile 185478,3 kWh ha-1 ve 299,3 kWh ha-1 elektrik enerjisine dönüşebileceği varsayılmıştır. Dev kral otu biyokütlesi kaynaklı biyogaz, yanma ve biyoyakıttan üretilen enerjinin, AB yıllık ortalama elektrik enerjisi tüketimine göre sırasıyla 178.4, 186.8 ve 51.5 adet evin yıllık elektrik ihtiyacını karşılamaya yeterli olacağı, bu değerlerin kenaf biyokütlesi kaynaklı olması durumunda 14.8, 11.8 ve 0.083 adet hane olabileceği öngörülmüştür. Araştırma sonuçları, dev kral otu ve kenaf türünün Akdeniz Ekolojik koşullarında, biyoenerji amaçlı yetiştiriciliğinin gayet başarılı olduğunu ve uygun bir biyokütle dönüşüm sisteminde, önemli miktarda biyoenerji üretim potansiyelleri bulunduğu ortaya koymuştur.