Tarımsal Artıklar Kullanılarak Hazırlanan Karışım Peletlerinin Fiziksel Özellikleri
Özet
Bu çalışmada, kenevir sapı, fındık zurufu ve çeltik kavuzunun saf ve belirli oranlardaki (%30, %50, %70) karışımları kullanılarak hazırlanan biyokütle peletlerinin fiziksel özellikleri incelenmiş ve Avrupa kalite standartlarıyla karşılaştırılmıştır. Ham maddeler %13’ün altındaki nem seviyesine düşürülüp 4 mm elek çapında öğütüldükten sonra 9 farklı pelet örneği üretilmiştir. Elde edilen peletlerin nem içerikleri %3,65 ile %7,25 arasında değişerek tüm standartlara (%10-12 altı) uygunluk göstermiştir. Yığın yoğunlukları 511,9-730,5 kg/m³ arasında ölçülmüş; fındık zurufu ve fındık-kenevir karışımları ENplus sınır değerini (≥600 kg/m³) karşılarken, saf kenevir ve kenevir-çeltik karışımları bu değerin altında kalmıştır. Parça yoğunlukları (1137,4-1331,9 kg/m³) ile çap ve uzunluk boyutları ise tüm standartlara uygun bulunmuştur. Dayanıklılık oranları %94,01 ile %99,09 arasında değişmiş, fındık zurufu ve düşük kenevir oranlı fındık karışımları ENplus A1/A2 sınıflarına girmiştir. Sıkıştırma dirençleri 2003,9 N ile 3274,3 N arasında saptanmış, kenevir sapı oranının artmasıyla yığın yoğunluğu, mekanik dayanıklılık ve sıkıştırma direnci genel olarak düşmüştür. Sonuç olarak, tarımsal artıkların peletlenmesi hacmi 4,1 kata kadar azaltarak depolama ve nakliye avantajı sağlarken, kenevir sapının ticari pelet üretiminde fındık zurufu ve çeltik kavuzu ile yüksek oranlarda karıştırılarak kullanılması önerilmektedir.
In this study, the physical properties of biomass pellets prepared using pure and specific mixture ratios (30%, 50%, 70%) of hemp stalk, hazelnut husk, and rice husk were investigated and compared with European quality standards. After the raw materials were dried to moisture levels below 13% and ground through a 4 mm sieve, 9 different pellet samples were produced. The moisture content of the resulting pellets ranged between 3.65% and 7.25%, complying with all standards (below 10-12%). Bulk densities were measured between 511.9 and 730.5 kg/m³; while hazelnut husk and hazelnut-hemp mixtures met the ENplus threshold value (≥600 kg/m³), pure hemp and hemp-rice husk mixtures remained below this threshold. Particle densities (1137.4–1331.9 kg/m³) as well as diameter and length dimensions were found to comply with all standards. Durability ratios ranged from 94.01% to 99.09%, with hazelnut husk and low-hemp hazelnut mixtures qualifying for ENplus A1/A2 classes. Compressive strengths were determined between 2003.9 N and 3274.3 N; an increase in the proportion of hemp stalk generally decreased bulk density, mechanical durability, and compressive strength. In conclusion, pelletizing agricultural residues provides storage and transportation advantages by reducing volume up to 4.1 times, and it is recommended to blend hemp stalk with higher proportions of hazelnut husk or rice husk for commercial pellet production.
Referanslar
Karaosmanoğlu F. Dünyada enerjiye duyulan ihtiyaç ve alternatif enerji kaynaklarına yöneliş. Türkiye’nin Enerji Stratejisi Ne Olmalıdır? Sempozyumu, 26-27 Ocak 2006, İstanbul, (9-19).
Kiss I, Alexa V, Sárosi J. About the wood sawdust-one of the most important renewable energy sources. Annals of Faculty Engineering Hunedoara - International Journal of Engineering; 2016; 14(1): 215-220.
Carrillo-Parra A, Contreras-Trejo JC, Pompa-García M, et al. Agro-pellets from oil palm residues/pine sawdust mixtures: relationships of their physical, mechanical and energetic properties, with the raw material chemical structure. Applied Sciences; 2020; 10(18):6383-6395.
Gizlenci Ş, Dok M, Acar M, vd. Üreticilerimiz ve fabrikalarımız için sorun teşkil eden bazı tarımsal atıkların alternatif enerji kaynağı olarak kullanılabilme olanaklarının araştırılması. TAGEM-TBAD-12-A04-P10-001 Proje Raporu; 2016.
Aksoy D, Aytaç S, Paslı R. Endüstriyel kenevir (Cannabis sativa L.) gerçeği. 2. Uluslararası 19 Mayıs Yenilikçi Bilimsel Yaklaşımlar Kongresi, 27-29 Aralık 2019, Samsun, (850-858).
Bilgin S, Koçer A, Yılmaz H, vd. Çay fabrikası atıklarınının peletlenmesi ve pelet fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi; 2016; 33 (Ek sayı): 70-80.
Viak A. Industrial network on wood pellets. Thermie B Project; 2000.
Aktaş T. Türkiye’de imal edilen odun pelet örneklerinin kalite özelliklerinin ve standartlara uygunluğunun belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi; 2022; 8 (1): 25-40.
Fasina OO. Physical properties of peanut hull pellets. Bioresource Technology; 2008; 99: 1259-1266.
Celma AR, Cuadros F, Rodriguez FL. Characterization of pellets from industrial tomato residues. Food and Bioproducts Processing; 2012; 90: 700-706.
Liu Z, Jiang Z, Cai Z, Fei B, Yu Y, Liu X. Effects of carbonization conditions on properties of bamboo pellets. Renewable Energy; 2013; 51: 1-6.
Liu X, Fei B, Jiang Z, Cai Z, Liu Z. Important properties of bamboo pellets to be used as commercial solid fuel in china. Wood Sci Technol; 2014; 48: 903-917.
Zafari A, Kianmehr MH. Factors affecting mechanical properties of biomass pellet from compost. Environmental Technology; 2013; 35(4): 478-486.
Yılmaz A. Bazı tarımsal artıkların peletlenmesi ve pelet fiziksel özelliklerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Antalya; 2014.
Gürdil GAK, Baz YÖ, Demirel Ç, vd. 2015. Yakıt peleti ve briketi için güncellenmiş avrupa birliği standartları ve ilgili parametreler. U. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi; 2015; 29(2): 147-156.
European Standards. EN 15210-1. Solid biofuels. determination of mechanical durability of pellets and briquettes-Part 1: Pellets; 2009.
European Standards. EN 14774-2; Solid biofuels. determination of moisture content, Oven dry method, Total moisture. simplified method; 2009.
European Standards. EN 15103: Solid biofuels. Determination of bulk density; 2009.
Adapa PK, Singh AK, Schoenau GJ and Tabil LG. Pelleting characteristics of fractionated alfalfa grinds: hardness models. Power Handling and Processing; 2006; 18(5): 1-6.
Kaliyan N, Morey RV. Factor affecting strength and durability of densified biomass products. Biomass and Bioenergy; 2009; 33: 337-359.
European Pellet Council (EPC). ENplus Handbook; Part 3: Pellet Quality Requirements; Version 3.0; European Pellet Council (EPC): Brussels, Belgium; 2015.
Pietsch W. Agglomeration processes: phenomena, technologies, equipment. Weinheim: Wiley-VCH; 2002.
Miranda MT, Arranz JI, Román S, Rojas S, Montero I, López M, Cruz, JA. Characterization of grape pomace and pyrenean oak pellets. Fuel Processing Technology; 2011; 92: 278-283.
Miranda MT, Arranz JI, Montero I, Román S, Rojas CV, Nogales S. Characterization and combustion of olive pomace and forest residue pellets. Fuel Processing Technology; 2012; 103: 91-96.
Zamorano M, Popov V, Rodríguez ML, García-Maraver A. A comparative study of quality properties of pelletized agricultural and forestry lopping residues. Renewable Energy; 2011; 36(11): 3133-3140.
