Süperkritik Karbondioksit Ekstraksiyonu ile Mikroalglerden Biyodizel Amaçlı Yağ Eldesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Nurcan ERTOY BAYRAKTAR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Mesut AKGÜN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüzde, dünya enerji ihtiyacının büyük çoğunluğunu karşılayan fosil yakıtların neden olduğu kirlilik ve artan enerji ihtiyacı nedeniyle yenilenebilir enerji kaynağı olarak biyokütleye olan ilgi artmaktadır. Biyokütle türleri arasında mikroalgler, yüksek yağ içerikleri ve hızlı büyüme oranları gibi nedenlerle son yıllarda öne çıkmaktadır. Mikroalglerden biyoyakıt olarak kullanmak üzere yağ ekstraksiyonunda süperkritik akışkan ekstraksiyon yöntemi, seçiciliğinin ayarlanabilir olması ve yüksek saflıkta ekstraksiyon yapılabilmesi nedeniyle organik çözücülerle ekstraksiyona önemli bir alternatiftir. Bu çalışmada biyodizel üretimi amacıyla "Desmodesmus sp." mikroalg türündeki 16 gramlık peletlerden süperkritik karbondioksit ekstraksiyon yöntemi kullanılarak yağ elde edilmiştir. Ekstraksiyon deneylerinde basınç, sıcaklık, karbondioksit debisi, mikroalgin su içeriği ve numunenin tanecik boyutunun yağ verimine etkisi incelenerek optimum şartlar bulunmaya çalışılmıştır. Deneyler 40-80 °C sıcaklık aralığında, 200, 250 ve 350 bar basınçta, 1,4, 2,9 ve 5,7 g/dk CO2 debilerinde gerçekleştirilmiştir. Sabit sıcaklık (50 °C) ve basınçta (250 bar) farklı debilerde yapılan deneylerde toplam yağ verimi ve makul ekstraksiyon süreleri göz önünde bulundurularak 2,9 g/dk CO2 debisi ile deneylere devam edilmiştir. Sabit sıcaklık (50 °C) ve debide (2,9 g/dk), 200, 250 ve 350 bar'da gerçekleştirilen deneylerde basıncın hem yağ verimine hem de yağ asidi metil esteri (YAME) oranına etkisi incelenmiştir. En yüksek yağ verimi (%9,45) 350 bar'da, en yüksek YAME oranı (%90,5) 250 bar'da elde edilmiştir. YAME oranları 350 bar'da yapılan deneylerde %70 civarında olmasına rağmen elde edilen toplam YAME miktarı (toplam alg kütlesinin %6,1'i) 250 bar'da bulunan YAME miktarından daha yüksektir. Sıcaklığın yağ verimi üzerindeki etkisini incelemek için 200 bar basınç ve 2,9 g/dk debide 40 °C ile 80 °C aralığında 5 farklı sıcaklıkta deneyler yapılmıştır. En yüksek yağ verimi 40 °C ve 50 °C'de elde edilmiş, sıcaklık arttırılmaya devam edildiğinde verimin hızla düştüğü gözlemlenmiştir. Bu davranış düşük basınçlarda sıcaklık arttırıldığında elde edilen yağın büyük kısmını oluşturan triasilgliserol çözünürlüğünün düşmesiyle açıklanabilmektedir. Numune türünün etkisini incelemek için pelet, öğütülmüş pelet ve dondurularak kurutulmuş mikroalg hücreleri kullanılmıştır. Deneylerin genelinde kullanılan pelet ile karşılaştırıldığında öğütülmüş peletlerden ve dondurularak kurutulmuş mikroalg hücrelerinden daha yüksek yağ verimi elde edilmiştir. Su içeriğinin yağ verimine etkisini incelemek için deneylerin genelinde kullanılan %4,13 su içeren numuneler yerine %25 ve %80 su içeren numuneler kullanıldığında yağ veriminde belirgin bir düşüş gözlemlenmiştir. Deney sonuçlarına ampirik kinetik kütle aktarım modeli oturtulmuş ve elde edilen sonuçların çok büyük bir kısmının %±5'lik hata payı içerisinde kaldığı görülmüştür.