Kinoa ve amarant hasat artıklarından üretilen biyoyakıt peletlerin yanma özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Birçok tarla bitkisinin, daneleri hasat edildikten sonra sap kısımları tarlada bırakılmakta, bahçe tarımında da budama artıkları, meyve işleme atıkları, kabuk, çekirdek gibi değerlendirilemeyen kısımlar tarımsal atık ve artık olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tarımsal atık ve artıklar büyük bir biyokütle potansiyeli oluşturmaktadır. Bu potansiyeli değerlendirmenin bir yolu da bu biyokütlenin katı biyoyakıta çevrilmesidir. Bu çalışma ile tahıl amaçlı üretilen kinoa ve amarant bitkilerinin sap kısımları tarladan toplanılarak öğütülmüş ve peletlenerek katı biyoyakıt formuna getirilmiştir. Peletleme işleminde 3 kW motor gücüne sahip, işleme kapasitesi 50-60 kg/h saat olan dairesel sıralı delikli düz kalıplı peletleme makinası kullanılmıştır. Kinoa ve amarant hasat artıkları hem yalın olarak hem de pirina ve kızılçam talaşı ile 50:50 karıştırılarak 6 farklı pelet numunesi üretilmiştir (% 100 kinoa, 50:50 kinoa ve kızılçam talaşı, 50:50 kinoa ve toz pirina, 100:0 amarant, 50:50 amarant ve kızılçam talaşı, 50:50 amarant ve toz pirina). Üretilen peletlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, ısıl değerleri, termal davranışları ve yanma gazı emisyonları belirlenmiştir. Çalışma sonucunda peletlerin nem içeriği % 12,79 - % 15,62; kül içeriği % 5,76 - 10,70; uçucu madde içeriği % 58,14 - % 62,49; sabit karbon içeriği % 15,55 - %18,41 ve düşme dayanıklılık direnci de %96,20 - % 98,99 aralığında tespit edilmiştir. Peletleme öncesi 4 farklı materyalin yoğunlukları 161,74 kg/m3 ile 569,21 kg/m3 aralığında değişirken peletleme sonrası elde edilen 6 farklı pelet numunesinin parça yoğunlukları en düşük 1255,24 kg/m3 ve en yüksek 1351,44 kg/m3 olarak belirlenmiştir. En düşük ısıl eğer 3653 kcal/kg ile amarant hasat artıklarından üretilen pelete ait olurken en yüksek ısıl değer 4281 kcal/kg ile kinoa hasat artığı ve pirinanın 50:50 karışımı ile üretilen pelete aittir. Kinoa ve amarant hasat artıklarına pirina ve çam talaşı ilave edilerek peletlenmesinin, yakıtın sabit karbon içeriğini, uçucu madde içeriğini ve ısıl değerini artırdığı, kül içeriğini düşürdüğü ve böylelikle yakıt kalitesini iyileştirdiği görülmüştür.

The stems of many field plants are left in the field after the grain is harvested. Together this, agricultural waste or residue are called also to parts of cannot be evaluated in the garden agriculture, such as pruning residues, fruit processing waste, crust, kernels. These agricultural wastes or residues constitute a huge biomass potential. One way to assess this potential is to convert existing biomass into solid biofuel. In this study, stalk parts of plants of the quinoa and amaranth produced were collected from the field, ground and pelleted into solid biofuel form. In the pelleting process, a circular die perforated flat die pelletizing machine with a motor power of 3 kW and a processing capacity of 50-60 kg / h was used. 6 different pellet samples were produced by mixing 50:50 quinoa and amaranth harvest residues with pirina and pine shavings (100% quinoa, 50:50 quinoa and red pine shavings, 50:50 quinoa and powdered olive pomace, 100% amaranth, 50:50 amaranth and red pine shavings, 50:50 amaranth and powdered olive pomace). The physical and chemical properties, thermal values, thermal behavior and combustion gas emissions of the produced pellets were determined. The moisture content of the pellets was 12,79% - 15,62%; ash content 5.76 - 10.70%; volatile content 58.14% - 62.49%; fixed carbon content was found to be 15.55% - 18.41% and drop resistance was found to be between 96.20% - 98.99%. The densities of 4 different materials before pelleting ranged from 161.74 kg / m3 to 569.21 kg / m3, whereas the pellet densities obtained after pelleting were determined as 1255.24 kg / m3 and 1351.44 kg / m3, respectively. The lowest thermal value belongs to the pellet produced from amaranth harvest residues with 3653 kcal / kg, while the highest thermal value belongs to the pellet produced with a mixture of quinoa harvest residue and 50:50 with 4281 kcal / kg. Addition of pine and pine sawdust to quinoa and amaranth harvest residues has been found to increase the fixed carbon content, volatile matter and thermal value of the fuel, reduce ash content and thereby improved fuel quality.