Feasibility of biological hydrogen and alcohol production from sunflower straw


Creative Commons License

Yıldırım Ö., Tunay D., Civelek Yörüklü H., Köroğlu E. O. , Özkaya B. , Demir A.

4th International Hydrogen Technologies Congress (IHTEC-2019), Edirne, Turkey, 20 - 23 June 2019, pp.109

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Edirne
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.109

Abstract

Lignocellulosic biomass consists mainly of agricultural and forestry residues which are considered to be the most abundant, economical and substantial feedstock for renewable energy production. Therefore, it has low cost and does not compete with the food chain and animal feed. Lignocellulosic biomass includes high amounts of carbohydrates, cellulose, and hemicelluloses, which can be converted into various forms of energy such as bioethanol, biobutanol, biohydrogen, and biogas. Before hydrogen and alcohol production, pre-treatment methods should be applied to disrupt the complex structure of lignocellulose and convert the carbohydrate polymers into fermentable sugars. In this study, sugar extraction was performed by implementing different pretreatment methods to sunflower straw. The most suitable pre-treatment method was determined. Based on the sugar content of hydrolysate, hydrogen, ethanol and butanol production potentials were discussed. Case studies showed that the best alternative is alcohol production by considering theoretical energy potential, portability, economic and environmental effects.

Lignoselülozik biyokütle, çoğunlukla yenilenebilir enerji üretimi için en bol, ekonomik ve en önemli hammadde olarak kabul edilen tarım ve ormancılık artıklarından oluşmaktadır. Bu nedenle düşük maliyetlidir ve besin zinciri ve hayvan yemi ile rekabet etmez. Lignoselülozik biyokütle, yüksek miktarda karbonhidrat, selüloz ve hemiselüloz içerir, bunlar biyoetanol, biyobutanol, biyohidrojen ve biyogaz gibi çeşitli enerji biçimlerine dönüştürülebilir. Hidrojen ve alkol üretiminden önce, lignoselülozun karmaşık yapısını bozmak ve karbonhidrat polimerlerini mayalanabilir şekere dönüştürmek için ön işlem yöntemleri uygulanmalıdır. Bu çalışmada, ayçiçeği samanına farklı ön işlem yöntemleri uygulanarak şeker ekstraksiyonu yapıldı. En uygun ön işlem yöntemi belirlendi. Hidrolizatın şeker içeriğine bağlı olarak, hidrojen, etanol ve bütanol üretim potansiyelleri tartışılmıştır. Vaka çalışmaları teorik enerji potansiyeli, taşınabilirlik, ekonomik ve çevresel etkiler göz önüne alınarak en iyi alternatifin alkol üretimi olduğunu göstermiştir.