Fındık kabukları biyoenerjiye dönüşüyor

Son yıllarda yenilenebilir, sürdürülebilir ve temiz enerjiye olan ilgi son derece artmıştır. Özellikle hayvansal atık ve besin artıklarından yenilenebilir enerjiyi elde etmek daha mümkün hale gelmiş bu yönde çalışmalar artmıştır. Bu çalışmalara bir örnek ise fındık kabuğudur. Fındık kabuğunu potansiyel yenilenebilir enerji kaynağına dönüştürmek için piroliz, sıvılaştırma ve gazlaştırma gibi termokimyasal yöntemler kullanılarak biyo-yağa dönüştürülebilir. Biyo-yağlar ise başlıca yakıt, kimyasal ve biyomalzeme üretmek için kullanılabilir.

Journal of Renewable and Sustainable Energy dergisine sunulan çalışmada, Çin’de bulunan Heilongjiang Tarım Makineleri Bilimleri Akademisi‘nden araştırmacılar, farklı sıcaklıklarda fındık kabuğunu piroliz ederek biyo-yağ eldesi için 400-1.000 ^oC sıcaklıkları arasında denemeler yapmışlar ve en uygun sıcaklık olarak 700 ^oC olarak belirlemişlerdir¹. Biyo-yağ iki kısma ayrılır. Piroliz ile kabın üzerinde oluşan hafif, kırmızımsı-kahverengi ve kısmen asidik olan sulu çözelti odun sirkesidir. Odun sirkesinin içerisinde 200’den fazla suda çözünebilen bileşik bulunur. Biyo-yağın altındaki ağır kısım ise kahverengi-siyah viskoz bir sıvı olan katrandır. Katranın içerisinde ise bol miktarda karmaşık organik bileşen vardır.

Şekil: Odun sirkesi (wood vinegar).

Araştırmacılar, fındık kabuğundan üretilen pirolitik sıvının hammaddesini incelediklerinde fenol bileşiklerinin (daha fazla antioksidan özellik gösterir) oranının daha fazla olduğunu keşfetmişlerdir. Yapılan deneyler, fırınlı piroliz reaktöründe gerçekleştirilmiş ve 20 gram ağırlığındaki fındık kabukları kuvars tüpün bekleme alanına konulmuştur. Hedeflenen sıcaklığa ulaşıp stabil hale geldiğinde, reaksiyon bölgesine gönderilip 20 dakika kadar ısıtılmıştır.

Piroliz işlemi sırasında oluşan biyokömürün verimi, fındık kabuğunun piroliz ile oluşturduğu pirolitik kömürün, kuvarz tüpe konulan fındık kabuğu ağırlığına oranı olarak belirlendi. Biyo-yağ verimi ise kondenserde oluşan biyokömürün ağırlığı kullanılarak hesaplandı. Biyo-yağı iki kısma yeteri kadar ayırmak için dakikada 3.200 devirde 8 dakika boyunca santrifüj işlemi uygulandı². Bu işlem sonucunda ortaya çıkan sulu ürün odun sirkesidir. 

Odun sirkesi ve katran, deneysel analiz için 4 ^oC sıcaklığındaki buzdolabında kapalı tüplerde saklandı ve gaz verimi, birleşik hacimleri dikkate alınarak hesaplandı. Araştırmacılar, fındık kabuğundan üretilen biyo-yağdaki odun sirkesi ve katran kısımların verimi ve özelliği üzerinde piroliz sıcaklığının önemli olduğunu buldular. Yazar Liu Xifeng, “Bu sonuçlardan sonra, piroliz işlemi sonrası fındık kabuklarından elde edilen odun sirkesi ve katranı, kendi özelliklerine bağlı olarak potansiyel yenilenebilir enerji kaynağı olarak düşünülebilir” dedi³.

Kaynaklar

1. Energy, S. (2021). Influence of pyrolysis temperature on bio-oil produced from hazelnut shells : Physico-chemical properties and antioxidant activity of wood vinegar and tar fraction. 043102(1999), 1–9. https://doi.org/10.1063/5.0051944
2. Bertero, M., Gorostegui, H. A., Orrabalis, C. J., Guzmán, C. A., Calandri, E. L., & Sedran, U. (2013). Characterization of the liquid products in the pyrolysis of residual chañar and palm fruit biomasses. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.08.027
3. https://techxplore.com/news/2021-08-hazelnut-shells-potential-renewable-energy.html