ankara Ünİversİtesİ fen bİlİmlerİ enstİtÜsÜ yÜksek...

ANKARA NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

YKSEK LSANS TEZ

AY FABRKASI ATIININ PROLZ VE PROLZ RNLERNN NCELENMES

Behiye Elif TFTK

KMYA MHENDSL ANABLM DALI

ANKARA 2006

Her hakk sakldr

ZET

Yksek Lisans Tezi

AY FABRKASI ATIININ PROLZ VE PROLZ RNLERNN NCELENMES

Behiye Elif TFTK

Ankara niversitesi

Fen Bilimleri Enstits Kimya Mhendislii Anabilim Dal

Danman : Prof. Dr. Taner TORUL

Yenilenebilir enerji kaynaklarndan olan ay fabrikas atnn pirolizi zerine scaklk (300-900 C), stma hz (10, 50, 90 C/dk), parack boyutu (elekalt-75, 75-250, 250-500 m) ve piroliz sresinin (40, 60, 80 dk) etkileri incelenmitir. almada, bu drt iletme parametresinden sabit tutularak piroliz ilemi gerekletirilmi ve deien parametrenin rn verimine ve dalmna etkisi aratrlmtr. Sonuta; scaklk deiiminin kat, sv ve gaz rn verimini nemli oranda etkiledii; ancak stma hz, parack boyutu ve piroliz sresinin deiiminin rn verimini ok fazla etkilemedii grlmtr. Scakln artyla kat rn verimi srekli azalrken, sv rn verimi 550Cye kadar artm bu scaklktan sonra ise azalmtr. Gaz rn verimi ve gaz rn iindeki H2 ise scaklk artyla srekli olarak artmtr. ay fabrikas at iin, maksimum sv rn verimi 550 C scaklkta, 50 C/dk stma hznda, 250-500 m parack boyutunda ve 60 dk piroliz sresinde %56.0 olarak elde edilmi ve bu koullarn, sv rn verimi iin optimum olduu grlmtr. Maksimum gaz rn verimi ise 900 C scaklkta, 50 C/dk stma hznda, 250-500 m parack boyutunda ve 60 dk piroliz sresinde %27.8 olarak elde edilmitir. Gaz rn iindeki H2 ve CH4 miktarnn bu koullarda srasyla %28.1 ve %8.3 olduu belirlenmitir. ay fabrikas atnn pirolizi sonucunda elde edilen sv rnlerin GC/MS analizleri yaplmtr. Sv rnlerin byk ounluunu aseton, fenol ve trevleri ile kafeinin oluturduu tespit edilmitir. Bu rnlerin yan sra az miktarda da 1,2,3-trimetoksi-5-metil benzen, toluen, pirol, fitol ve parafinik yapda maddelere de rastlanmtr. 2006, 123 sayfa Anahtar Kelimeler: Biyoktle, ay fabrikas at, piroliz, scaklk, sv , GC/MS

i

ABSTRACT

Master Thesis

PYROLYSIS OF TEA FACTORY WASTES AND INVESTIGATION OF PYROLYSIS PRODUCTS

Behiye Elif TFTK

Ankara University

Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering

Supervisor: Prof. Dr. Taner TORUL

The effects of the temperature (300-900 C), heating rate (10, 50, 90 C/min), particle size (75, 75-250,250-500 m) and residence time (40, 60, 80min) on the pyrolysis of the tea factory waste, which is one of the renewable energy resources, were investigated. In this study, three of the parameters among these four operating parameters were kept constant when the pyrolysis experiment was carried out. Moreover, the effects of the variable parameter on the yield of the products and distribution of the products were studied. The results indicated that the changes in temperature affected sharply the yield of the char, liquid, and gaseous products; whereas changes in heating rate, particle size, and residence time did not affect much the yield of products. The yield of char product decreased continuously parallel to increases in temperature, on the other hand the yield of liquid product increased until 550 C and then decreased after this temperature. Both the yield of gaseous product and the H2 in this product increased continuously parallel to increases in temperature. The maximum liquid yield of 56% was obtained for the tea factory waste at the pyrolysis temperature of 550 C, particle size range of 250-500 m, with a heating rate of 50 C/min and a residence time of 60 min. Furthermore, it is observed that these conditions were the optimum for the yield of liquid product. The maximum gaseous yield of 27.8% was obtained for the tea factory waste at the pyrolysis temperature of 900 C, particle size range of 250-500 m, with a heating rate of 50 C/min and a residence time of 60 min. The yield of H2 and CH4 in the gas product was in these conditions at 28.1% and 8.3%, respectively. GC/MS analysis of liquid products, which were obtained from the pyrolysis of tea factory waste, were carried out. It is found that acetone, phenol and phenolic compounda, caffeine constituted the majority of the liquid products. Beside these products 1,2,3-trimethoxy-5-methyl benzene, toluene, pyrol, fitol and parranfin compounds were observed in little amounts. 2006, 123 sayfa Key Words: Biomass, tea factory waste, pyrolysis, temperature, liquid, GC/MS

ii

TEEKKR

Tez almam srasnda bilgi ve nerilerinden her zaman yararlandm ok deerli danman hocam Prof. Dr. Taner TORULa sonsuz teekkr ederim. Tezim ile ilgili deneysel ve teorik her trl sorunun zlmesinde bana yardmc olan hocam Dr. Emine YAMUR ve Yard. Do. Dr. Emir H. MEKe yardmlarndan dolay teekkrlerimi sunarm. Her zaman desteklerini grdm sayn Do.Dr. Ali KARADUMANa ve Prof.Dr. Ali Y. BLGESya teekkr ederim. Sv analizleri srasndaki yardm ve desteklerinden dolay sayn Ara.Gr. Melike KIROLUna, sevgili arkadam Tuba Sinem ENGNe ve ATEKLAB alanlarna iten teekkrlerimi sunarm. Son olarak maddi ve manevi desteklerini benden hibir zaman esirgemeyen aileme iten teekkr bir bor bilirim. Behiye Elif TFTK Ankara, Ekim 2006

iii

NDEKLER

ZET.i

ABSTRACT.ii

TEEKKRiii

SMGELER DZN.. ...vii

EKLLER DZN.viii

ZELGELER DZN.ix

1. GR1

2. KURAMSAL TEMELLER..............16

2.1 Biyoktle...16

2.1.1 Lignosellozik madde bileenlerinin kimyasal yaps...16

2.1.1.1 Selloz.17

2.1.1.2 Hemiselloz20

2.1.1.3 Lignin..21

2.2 Biyoktle Oluumu..23

2.3 Biyoktle Kaynaklar..25

2.4 Biyoktle Enerjisinin Avantajlar ve Dezavantajlar...26

2.5 Biyoktle evrim Teknolojileri..27

2.5.1 Dorudan yakma..29

2.5.2 Havasz rtme...30

2.5.3 Fermantasyon31

2.5.4 Piroliz.31

2.5.5 Gazlatrma...32

2.5.6 Biyofotoliz..32

2.6 Piroliz33

2.6.1 Sellozun pirolizi..38

2.6.2 Hemisellozun pirolizi..38

2.6.3 Ligninin pirolizi39

2.6.4 Odunun pirolizi.39

2.7 ay40

2.7.1 ay retim aamalar...42

iv

2.7.2 ayda bulunan eitli kimyasal-biyokimyasal maddeler..43

2.7.2.1 Enzimler.43

2.7.2.2 Polifenoller.44

2.7.2.3 Alkaloidler..48

2.7.2.4 Azotlu bileikler.49

2.7.2.5 Karbonhidratlar49

2.7.2.6 Klorofil ve dier pigmentler50

2.7.2.7 Vitaminler...50

2.7.2.8 Uucu maddeler.51

2.8 Kaynak Aratrmas51

3. MATERYAL VE YNTEM62

3.1. Deneylerde Kullanlan Girdiler ve Hazrlanmas62

3.2 Girdinin Elementel Analizi.63

3.3 Girdinin Ksa Analizi..63

3.3.1 Nem tayini.63

3.3.2 Kl tayini...64

3.3.3 Uucu madde tayini..64

3.3.4 Sabit karbon tayini...65

3.4 Girdinin Bileen Analizi..65

3.4.1 Ekstraksiyon analizi.65

3.4.2 Hemiselloz analizi...66

3.4.3 Lignin analizi.66

3.4.4 Selloz analizi67

3.5 Deney Sistemi...67

3.6 Deneyin Yapl...69

3.7 Yaplan Deneyler.70

3.8 Piroliz Deneylerinden Elde Edilen rn Miktarlarnn Hesaplanmas.71

3.9 Yaplan Analizler.71

3.9.1 Termal analiz72

3.9.2 FTIR ile yaplan analizler73

3.9.3 GC/MS analizleri..73

3.9.4 Orsat analizleri.73

v

4. ARATIRMA BULGULARI VE TARTIMA..76

4.1 Deneylerde Kullanlan ay Fabrikas Atnn zellikleri.76

4.2 Termal Analiz Sonular.77

4.3 Scakln rn Verimine Etkisi79

4.4 Istma Hznn rn Verimine Etkisi.82

4.5 Parack Boyutunun rn Verimine Etkisi..84

4.6 Piroliz Sresinin rn Verimine Etkisi.85

4.7 Kat rnlerin FTIR Analizleri.87

4.7.1 Scakln kat rn yapsna etkisi.88

4.7.2 Istma hznn kat rn yapsna etkisi..91

4.7.3 Parack boyutunun kat rn yapsna etkisi...92

4.7.4 Piroliz sresinin kat rn yapsna etkisi.93

4.8 Sv rnlerin GC/MS Analizleri...94

4.8.1 Scakln sv rnlere etkisi...95

4.8.2 Istma hznn sv rnlere etkisi..101

4.8.3 Parack boyutunun sv rnlere etkisi...103

4.8.4 Piroliz sresinin sv rnlere etkisi..105

4.9 Gaz rnlerin Orsat Analizleri107

4.9.1 Scakln gaz rnlere etkisi.108

4.9.2 Istma hznn gaz rnlere etkisi..110

4.9.3 Parack boyutunun gaz rnlere etkisi...111

4.9.4 Piroliz sresinin gaz rnlere etkisi..112

5. SONU.115

KAYNAKLAR.118

ZGEM.123

vi

SMGELER DZN

EA Enerji Ajans

Mtep Milyon ton petrol edeeri

THF Tetrahidrofuran

kkt kuru klsz temel

m mikrometre

vii

EKLLER DZN

ekil 1.1 Dnyada temel enerji kaynaklarnn kullanm dalm ve 2000 yl

verileri3

ekil 2.1 Selloz moleklnn yaps.....17

ekil 2.2 Selloz moleklnn oluumu.....19

ekil 2.3 Hemiselloz moleklnn yaps.....20

ekil 2.4 Lignin monomerlerinin yaps..21

ekil 2.5 Lignin moleklnn yaps...22

ekil 2.6 Doal biyoktle evrimi...24

ekil 2.7 Enerji amal kullanlan biyoktlelerin fiziksel ve kimyasal

zellikleri......28

ekil 2.8 Fotosentez biyogaz dngs....30

ekil 2.9 Odunun oksijensiz ortamda pirolizi.....35

ekil 2.10 Odunun oksijen ortamnda pirolizi...36

ekil 2.11 Gallik asidin molekler yaps..45

ekil 2.12 Tanenin molekler yaps....46

ekil 2.13 Prin, ksantin, teofilin, teobromin ve kafeinin molekl yaps...48

ekil 3.1 Piroliz deney sistemi....68

ekil 4.1 ay fabrikas atnn termogravimetrik analiz erisi..77

ekil 4.2 Sabit stma hz (50 C/dk), parack boyutu (250-500 m) ve piroliz

sresinde (60 dk) scakln deiiminin kat, sv ve gaz rn

verimine etkisi..81

ekil 4.3 Sabit scaklk (400 C), parack boyutu (250-500 m) ve piroliz

sresinde (60 dk) stma hznn deiiminin kat, sv ve gaz rn

verimine etkisi..83

ekil 4.4 Sabit scaklk (550 C), stma hz (50 C/dk) ve piroliz sresinde

(60dk) parack boyutunun deiiminin kat, sv ve gaz rn

verimine etkisi..85

ekil 4.5 Sabit scaklk (550 C), stma hz (50 C/dk) ve parack boyutunda

(250-500 m) piroliz sresinin deiiminin kat, sv ve gaz rn

verimine etkisi..86

viii

ekil 4.6 Orijinal ay fabrikas atnn infrared spektrumu...88

ekil 4.7 Sabit stma hz (50 C/dk), parack boyutu (250-500 m) ve piroliz

sresinde (60 dk) 300 C, 400 C ve 500 Cde elde edilen kat

rnlerin ve orijinal numunenin infrared spektrumlar....89

ekil 4.8 Sabit stma hz (50 C/dk), parack boyutu (250-500 m) ve

piroliz sresinde (60 dk) 550 Cde elde edilen kat rnn

ve orijinal numunenin infrared spektrumlar....90


piroliz sresinde (60 dk) 300 C, 500 C, 700 C ve 900 Cde elde

edilen kat rnlerin ve orijinal numunenin infrared spektrumlar...........91

ekil 4.10 Sabit scaklk (400 C), parack boyutu (250-500 m) ve piroliz

sresinde (60 dk) stma hznn deiimiyle elde edilen kat rnlerin

infrared spektrumlar....92


(60 dk) parack boyutunun deiimiyle elde edilen kat rnlerin

infrared spektrumlar....93

ekil 4.12 Sabit scaklk (550 C), stma hz (50 C/dk) ve parack

boyutunda (250-500 m); piroliz sresinin deiimiyle elde edilen

kat rnlerin infrared spektrumlar......94

ekil 4.13 ay fabrikas atnn 400 C scaklk, 50 C/dk stma hz, 60 dk

piroliz sresi ve 250-500 m parack boyutunda pirolizi ile elde

edilen sv rnn GC/MS kromatogram....95

ekil 4.14 ay fabrikas atnn 550 C scaklk, 50 C/dk stma hz, 60 dk

piroliz sresi ve 250-500 m parack boyutunda pirolizi ile elde

edilen sv rnn GC/MS kromatogram...97

ekil 4.15 ay fabrikas atnn 700 C scaklk, 50 C/dk stma hz,

60 dk piroliz sresi ve 250-500 m parack boyutunda pirolizi ile

elde edilen sv rnn GC/MS kromatogram....98



elde edilen sv rnn GC/MS kromatogram..101

ix



elde edilen sv rnn GC/MS kromatogram..104



elde edilen sv rnn GC/MS kromatogram.....106


piroliz sresinde (60 dk) scakln deiiminin gaz rn bileimine

etkisi...109

ekil 4.20 Sabit scaklk (400 C), parack boyutu (250-500 m) ve

piroliz sresinde (60 dk) stma hznn deiiminin gaz rn

bileimine etkisi.111


(60 dk) parack boyutunun deiiminin gaz rn bileimine

etkisi...112

ekil 4.22 Sabit scaklk (550 C), parack boyutu (250-500 m) ve

stma hznda (50 C/dk) piroliz sresinin deiiminin gaz rn

bileimine etkisi....113

x

ZELGELER DZN

izelge 1.1 Trkiyedeki birincil enerji kaynaklar retimi.......5

izelge 1.2 Trkiye iin birincil enerji kaynaklar retim hedefleri......6

izelge 1.3 Trkiye de eitli tarm rnlerinin 1995, 1997, 1999 ve 2001 yl

retim miktarlar (ton).......14

izelge 2.1 Baz lignosellozik materyallerin kimyasal bileimleri........23

izelge 2.2 Tatl sorgum ve baz linyit kmrlerinin CO2, SO2 salnmlar....26

izelge 2.3 Biyoktle dnm sreleri ve rnleri......33

izelge 2.4 Trkiyede retilen ya ay yapra ve kuru ay miktarnn yllara

gre dalm.....41

izelge 2.5 ay yaprann bileimi.........47

izelge 2.6 ay bitkisinin deiik yapraklarnda bulunan % kafein

miktarlar.. ...49

izelge 3.1 Piroliz deneylerinde kullanlan zcnn zellikleri......62

izelge 3.2 ay fabrikas at ile yaplan piroliz deneyleri ve deney

koullar.....70

izelge 3.3 Orsat analizi iin kullanlan reaktif/zcler.......74

izelge 4.1 ay fabrikas atnn elementel analizi....76

izelge 4.2 ay fabrikas atnn ksa analizi.....76

izelge 4.3 ay fabrikas atnn eitli zclerde znrl....76

izelge 4.4 ay fabrikas atnn bileen analizi (% arlka).77

izelge 4.5 ay fabrikas atnn termogravimetrik analiz sonular.....78

izelge 4.6 Sabit stma hz (50 C/dk), parack boyutu (250-500 m) ve

piroliz sresinde (60 dk) yaplan piroliz deneyleri ile elde edilen

kat, sv ve gaz rnlerin % verimlerinin scaklkla deiimi

(%kkt)............................................................................................80

izelge 4.7 Sabit scaklk (400 C), parack boyutu (250-500 m) ve

piroliz sresinde (60 dk) yaplan piroliz deneyleri ile elde edilen

kat, sv ve gaz rnlerin % verimlerinin stma hz ile deiimi

(%kkt)....82

xi

izelge 4.8 Sabit scaklk (550 C), stma hz (50 C/dk) ve piroliz sresinde

(60 dk) yaplan piroliz deneyleri ile elde edilen kat, sv ve

gaz rnlerin % verimlerinin parack boyutu ile deiimi

(%kkt).......84

izelge 4.9 Sabit scaklk (550 C), stma hz (50 C/dk) ve parack

boyutunda (250-500 m) yaplan piroliz deneyleri ile elde edilen

kat, sv ve gaz rnlerin % verimlerinin piroliz sresi ile deiimi

(%kkt).......86

izelge 4.10 ay fabrikas atnn 400 C scaklk, 50 C/dk stma hz,


elde edilen sv rnn GC/MS analiz rnleri....96


60dk piroliz sresi ve 250-500 m parack boyutunda pirolizi ile

elde edilen sv rnn GC/MS analiz rnleri........97



elde edilen sv rnn GC/MS analiz rnleri........98



elde edilen sv rnn GC/MS analiz rnleri......102



elde edilen sv rnn GC/MS analiz rnleri......104



elde edilen sv rnn GC/MS analiz rnleri.........106

izelge 4.16 Sabit stma hz (50 C/dk), parack boyutu (250-500 m) ve

piroliz sresinde (60 dk) scakln deiiminin gaz rn

bileimine etkisi, (%kkt)108

izelge 4.17 Sabit scaklk (400 C), parack boyutu (250-500 m) ve piroliz

sresinde (60 dk) stma hznn deiiminin gaz rn bileimine

etkisi, (%kkt).....110

xii

izelge 4.18 Sabit scaklk (550 C), stma hz (50 C/dk) ve piroliz sresinde

(60 dk) parack boyutunun deiiminin gaz rn bileimine

etkisi, (%kkt).....111

izelge 4.19 Sabit scaklk (550 C), parack boyutu (250-500 m) ve stma

hznda (50 C/dk) piroliz sresinin deiiminin gaz rn bileimine

etkisi, (%kkt).........113

xiii

1

1.GR

Enerji, ekonomik ve sosyal kalknma iin gerekli temel girdilerden birisidir. Artan

nfus, ehirleme, sanayileme, teknolojinin yaygnlamas ve refah dzeyindeki arta

paralel olarak enerji tketimi kanlmaz bir ekilde artmaktadr. Buna karlk enerji

tketiminin mmkn olan en alt dzeyde tutulmas, enerjinin en tasarruflu ve verimli bir

ekilde kullanlmas gerekmektedir. Son yllarda, enerjinin nemi toplumlar tarafndan

daha iyi kavranm, hatta bir lkenin yaam standardnn, lkelerin ekonomik, kltrel

ve bilimsel seviyeleri onlarn rettikleri ve kullandklar enerji miktar ile orantl

olduu kabul edilmitir. Yaklak 6 milyar nfusa sahip dnyamzda sanayilemi

lkelerde yaayan 1 milyar nfus, kullanlan toplam enerjinin yaklak %60n

tketirken, gelimekte olan lkelerde yaayan 5 milyar nfus sadece %40n

tketmektedir (Vezirolu 2000). Gnmzde halen kullanlabilir durumdaki baz enerji

kaynaklarnn azalmas nedeniyle sorunlar ortaya kmakta ve enerjinin nemi gn

getike dahada artmaktadr.

Teknolojinin ilerlemesi, nfusun artmas, insann dnyaya hkim olma dncesi

enerjiye olan gereksinimi giderek artrrken, fosil enerji kaynaklarnn rezervleri de hzla

tkenmektedir. Burada gz nnde tutulmas gereken nemli bir konuda, fosil yaktlarn

belli bir rezerve sahip olmas ve bu ekilde sorumsuzca kullanm srerse, gelecek

yzyln ikinci yarsndan bu yaktlardan eser kalmayaca gereidir. En son

istatistiksel deerlendirmelere gre; dnya enerji ihtiyacnn %34.8ini karlayan

petroln 41, %21.1sini karlayan doalgazn 62, %23.5ini karlayan kmrn ise

230 yl rezerv kullanm sresi bulunmaktadr

(http://www.bp.com, http://www.eia.doe.gov ).

Dnyann sahip olduu petrol, kmr ve doal gaz gibi fosil yaktlar zellikle 20.

yzylda youn bir ekilde kullanlmaktadr. Bu yaktlarn yaklmas sonucu evreye

COx, SOx, NOx gibi gazlar atlmakta ve bu gazlar ozon tabakasnn delinmesi, asit

yamurlar, kresel snma gibi etkilere neden olmaktadr. Bu etkilerde dnyay belki de

geriye dn zor bir evre kirlilii ile kar karya brakmaktadr. Bylece doaya,

http://www.bp.com/downloads/1087/statistical_review.pdfhttp://www.eia.doe.gov/

2

acmaszca davranan insanoluna doann tepkisi de, sel basknlar, kresel snma

sonucu denizlerin ykselmesi, asit yamurlar, ozon tabakasnn koruyucu etkilerinin

ortadan kalkmas vb. olaylarla ok iddetli olacak ve bu olaylarda bir ok insan

yaamn kaybedecektir

(http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/hidrojen/giris.html).

evre kirlilii az olduu iddia edilen nkleer enerji kullanmnn bir ok lkeye

yaylmas ve artarak devam etmesi durumunda ise, nkleer kazalarn yan sra, bu gc

silah olarak kullanma riski artacaktr. Daha nemlisi, hala byk sorunlar yaratan

nkleer atklar, artk baa klamayacak bir sorun durumuna gelecektir. Dnyada

kurulu nkleer reaktrlerin bir ounun kullanm sreleri bitmektedir. Bilindii gibi, bu

tip santralleri, rnein kmr iletmelerinde olduu gibi kolayca ykmak veya olduu

gibi brakmak mmkn deildir. Yllarca radyoaktiviteye maruz kalan reaktrlerin her

parasn dikkatle skp zel koruyucu kaplar ierisine yerletirilerek, saklanmas

gerekmektedir (http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/hidrojen/giris.html).

21. yzylda dnya halen enerji a, fosil yakt kaynaklarnn azalmas ve artan kirlilik

gibi nemli sorunla uramaktadr. Bu sorunlarn yannda; dnya nfusunun hzla

artmas, teknolojinin gelimesi, lkelerin yaam standartlarn gelitirme istekleri

enerjiye olan talebi ve gereksinimi daha da artrmtr. Fosil kkenli enerji

kaynaklarnn tkenmeye balamas ile birlikte alternatif enerji aray da hzlanmtr.

Fosil ve nkleer yaktlara alternatif doal enerji kaynaklar konusunda yaplan

aratrmalar srdrlebilir ve yenilenebilir enerji kavramlarn da gndeme getirmitir.

Yaamn srdrlebilirlii iin enerji kaynaklarnn srdrlebilir olmas yeterli

deildir. Ekolojik denge iin kaynaklarn yenilenebilir olmas da gerekmektedir.

Yenilenebilir enerji, "doann kendi evrimi iinde, bir sonraki gn aynen mevcut

olabilen enerji kayna" olarak tanmlanmaktadr. Bugn yaygn olarak kullanlan fosil

yaktlar, yaklnca biten ve yenilenmeyen enerji kaynaklarndandr. Oysa hidrolik,

gne, rzgar, jeotermal ve biyoktle gibi doal kaynaklar yenilenebilir olmalarnn

yan sra temiz enerji kaynaklar olarak karmza kmaktadr.

http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/hidrojen/giris.htmlhttp://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/hidrojen/giris.html

3

Dnya genelinde, lkeler yeni enerji kaynaklarnn en uygun ekilde kullanm ve yeni

enerji teknolojilerinin gerekliliini aka ortaya koymular ve lkeler doal

kaynaklarna, iklim koullarna ve gelimilik dzeylerine bal olarak yeni ve

yenilenebilir enerji kaynaklarna dayal aratrma-uygulama almalarn

hzlandrmlardr.

EA tarafndan 2002 Kasm aynda yaynlanan son raporda, kresel olarak toplam temel

enerji kullanmnda yenilenebilir enerji kaynaklarnn pay %13.8dir. Bu deer, ticari

ve ticari olmayan enerjileri ve tm byk yenilenebilir enerji kaynaklarn (jeotermal,

solar, gel-git, dalga, rzgar ve dierleri) da kapsamaktadr. Bu %13.8lik dilimin;

%80nini yanabilir ve yenilenebilir atklar (biyoktle atklar), %16.5lik ksmn hidro

enerji, geri kalan %0.5lik ksmn ise dier yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklar

oluturmaktadr Dnya da temel enerji kaynaklarnn kullanm dalm 2000 yl

verileri ekil 1.1de verilmitir

(http://www.meteor.gov.tr/arastirma/yenienerji/yenienerji.htm).

34,80%

23,50%21,10%

13,80%6,80%

Petrol Kmr Doal Gaz Yenilenebilir Nkleer

ekil 1.1 Dnyada temel enerji kaynaklarnn kullanm dalm ve 2000 yl verileri

4

evre dostu ya da yeil enerji trleri, gelecein enerji kaynaklar olarak grlmektedir.

evre koruma ltleri ve bunlarla ilgili yaptrmlar, gnmzde ulusal snrlar

amakta; uluslararas bir nitelik kazanmaktadr. Bu nedenle, uluslararas ortak

zmlere etkin katlm salanmal, yenilenebilir ve evre dostu enerji kaynaklar

desteklenmeli ve gelitirilmelidir. Enerji sektrnde teknolojik yenilikler ok boyutlu

olduundan eski, hantal ve verimsiz enerji teknolojilerinin kullanlmas azaltlmaldr.

Bu teknolojiler yerine maliyet drc teknolojilerin kullanmna nclk verilmelidir.

Avrupa Birlii temiz enerji kaynaklarnn kullanmn desteklemektedir. Avrupa

Birliine ye lkeler 2000 ylndaki enerji ihtiyalarnn %6sn yenilenebilir enerji

kaynaklarndan salamlardr. Biyoktle, bu kaynaklar iinde %55lik bir paya sahiptir.

AB lkeleri, 27 Kasm 2001 tarihli ynergede (2001/77/EC) 2010 ylnda toplam enerji

tketiminin %22sini yenilenebilir kaynaklardan salamay taahht etmitir. Bu ynerge

de 2010 ylnda yenilenebilir enerji kaynaklarnn dalmnn,

Rzgar enerjisi : % 4

Jeotermal enerji : % 3

Hidrolik enerji : % 17

Gne enerjisi : % 2

Biyoktle enerjisi : % 74

eklinde olaca tahmin edilmektedir. Grld gibi burada en byk pay

biyoyaktlara yani biyoktle enerjisine aittir. ABde, Kyoto Protokol erevesinde CO2

emisyonlarnn azaltlmas konusunda biyoyaktlar zellikle biyomotorin zel bir yere

sahiptir (Karaosmanolu 2003).

lkemizde ise genel enerji ve zellikle elektrik enerjisi, uzun yllar en nemli sorun

olarak karmza kmtr. Gelimekte olan lkeler arasnda yer almasna ramen enerji

darboaz iindedir ve bu darboaznn nmzdeki yllarda da devam edecei

anlalmaktadr.

5

1998-2004 yllar aras Trkiyedeki birincil enerji kaynaklarnn retimleri izelge

1.1de verilmitir.

izelge 1.1 Trkiyedeki birincil enerji kaynaklar retimi

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Takmr (bin ton) 2.156 1.990 2.392 2.494 2.319 2.059 1.946

Linyit (bin ton) 65.204 65.019 60.854 59.572 51.660 46.168 43.709

Asfatit (bin ton) 23 29 22 31 5 336 722

Petrol (bin ton) 3.224 2.940 2.749 2.551 2.420 2.375 2.276 Doalgaz (milyon m3) 565 731 639 312 378 561 708

Hidrolik (GWh) 42.229 34.678 30.879 24.010 33.684 35.330 46.084Jeotermal Elektrik (GWh) 85 81 76 90 105 89 93

Jeotermal Is (bin tep) 582 618 648 687 730 784 811

Gne (bin tep) 210 236 262 287 318 350 375

Rzgar (GWh) 6 21 33 62 48 61 58

Odun (bin ton) 18.374 17.642 16.938 16.263 15.614 14.991 14.393Hayvan ve Bitki artklar (bin ton) 6.396 6.184 5.981 5.790 5.609 5439 5278

Toplam (bintep) 29.324 27.659 26.047 24.576 24.259 23.783 24.332 Kaynak: DPT

1998 ylnda Trkiyede 29.3 Mtep olarak gerekleen birincil enerji kaynaklar retimi,

yaklak 3.8 Mteplik bir azalma sonras 2004 ylnda 24.3 Mtep olarak gereklemitir.

Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanl ile bal ve ilgili kurulularnca Sekizinci Be

Yllk Kalknma Plan almalar esnasnda yaplan projeksiyonlara gre 2030 ylna

kadar gereklemesi beklenen birincil enerji kaynaklar retim hedefleri izelge 1.2de

verilmitir.

6

izelge 1.2 Trkiye iin birincil enerji kaynaklar retim hedefleri

2010 2015 2020 2025 2030

Takmr (bin ton) 4.777 4.777 4.777 7.550 10.324

Linyit (bin ton) 145.209 155.215 192.247 197.900 198.220

Asfalit (bin ton) 100 100 100 100 100

Petrol (bin ton) 1.071 724 465 257 166

Doalgaz (milyon m3) 186 160 157 106 113

Nkleer enerji (GWh) --- 14.020 28.000 42.080 56.040

Hidrolik (GWh) 62.080 94.360 116.300 116.300 116.300

Jeotermal elektrik (GWh) 90 90 90 90 90

Jeotermal s (bin tep) 2.542 3.352 4.656 6.756 10.139

Gne enerjisi (bin tep) 602 800 1.119 1.498 1.931

Rzgar enerjisi (GWh) 5.220 7.730 13.320 20.310 27.290

Odun (bin tep) 11.275 10.250 10.250 10.250 10.250

Hayvan ve bitki artklar (bin

ton) 4.493 4.026 3.696 3.465 2.926

Toplam (bin tep) 40.865 49.568 61.216 69.351 78.259

Art (%) 5,2 3,9 4,3 2,5 2,4 Kaynak: DPT

Trkiye fosil yakt rezervleri asndan olduka fakir bir lke konumunda olup, her yl

enerji ihtiyacnn %50sinden fazlasn ithal etmek zorundadr. Trkiyedeki fosil yakt

rezervlerine bir gz atlacak olursa, neredeyse linyit rezervlerinin yarsn oluturan

Elbistan ve dier benzer havzalarn kalite asnda olduka dk saylabilecek durumda

olduu anlalmaktadr. Buradaki linyitlerin kalorileri ok dk, kkrt, kl ve nem

oranlar ise olduka yksektir. Enerji olarak yaklan miktar deil, retilen kalori nem

tadndan, bu rezervler kalori ynnden deerlendirildiinde, Trkiye de bugnk

retimle 70-80 yl yetecek kmr bulunduu ortaya kmaktadr. Dk kalorinin yan

sra, yukarda belirtilen kirletici zellikler de dikkate alndnda, bunlar evreye

verecei zararn boyutlar sanlann ok zerinde olmaktadr.

7

Petrol ve doal gaz ynnden de olduka snrl rezervlere sahip Trkiye, btn bunlara

karn gne, rzgar ve biyoktle gibi doal, temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklar

asndan son derece zengindir. Bu durumda, yeni gelimekte olan gne-hidrojen

sistemi teknolojisi zerinde zaman geirmeden gerekli almalarn yaplmas nem

tamaktadr (http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/hidrojen/tronem.html).

Trkiyenin birincil enerji kaynaklar rezerv deerleri incelendiinde; kmr rezervi ile

jeotermal ve hidrolik enerji potansiyelinin dnya kaynak varlnn %1i civarnda,

petrol ve doalgaz rezervlerinin son derece kstl olduu, toryum rezervinin ise, dnya

rezervinin %54n oluturduu grlmektedir. lkemizde petrol ve doalgaz retim

miktarlar olduka kktr ve ana enerji kaynamz ise bata linyit olmak zere

kmrdr (Karaosmanolu 2003).

Birincil enerji kaynaklar iinde;

Kmr : % 49.1

Petrol ve doalgaz : % 13.9

Hidrolik ve jeotermal elektrik : % 11.3

Dier yenilenebilir kaynaklar : % 0.6

lk yere sahiptir.

lkemiz enerji tketimi iinde, hidrolik enerji dndaki yenilenebilir enerji

kaynaklarnn kullanm pay % 8.9dur ve bu kaynaklarn, kendi iindeki dalm ise

yledir (Karaosmanolu 2003):

Odun : % 75.6

Hayvan ve Bitki Artklar : % 21.4

Jeotermal Enerji : % 1.5

Gne Enerjisi : % 1.5

http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/hidrojen/tronem.html

8

lkemizde yenilenebilir enerji kaynaklar retimi, toplam kmr retiminden sonra

ikinci en yksek retime sahip kaynaklardr. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlnca

yaplan tahminlere gre, yenilenebilir enerji kaynaklar retimlerinin artmas, buna

karlk toplam enerji arzndaki paynn azalmas beklenmektedir. Biyoyaktlarn

lkemizde uygulanr olmas iin gerekli potansiyel, bilgi birikimi ve altyap mevcuttur.

Biyoktle enerjisi teorik bir potansiyele sahipse de, pratikte ne kadar baarl sonular

verecei belirsizdir. Buna karn baz uzmanlar dnya zerindeki tarmsal ve ormansal

kaynaklar sayesinde biyoktlenin 21. yzyln enerji ekonomisinin temelini

oluturacan ileri srmektedir. 1992 ylndaki evre ve Kalknma Konferans iin

Birlemi Milletler tarafndan hazrlanm bir alma zellikle bu amaca dnk bir

ekilde yetitirilmi bitkiler sayesinde 2050 yl civarnda bugnk dnya enerji

gereksiniminin %55'i kadarnn karlanabileceini ortaya koymutur. Buna benzer

vizyonlarn gereklemesi, tarm yaplacak arazinin, suyun ve gbrelerin

salanabilmesine baldr. nmzdeki yllarda ise bu konularda skntlar

yaanmasnn beklendiini unutmamak gerekir

(http://derebucaklilar.dostweb.com/yesilsayfalar/bitkileringucu.html).

Biyoktle enerjisinden yararlanmak bir anlamda doann gne enerjisi

kollektrlerinden yararlanmak demektir. Canl bitkiler gneten gelen enerjiyi

fotosentez yntemi ile karbonhidrat molekllerine dntrrler. Bitki yiyen hayvanlar

ise bu enerjinin bir blmn alm olurlar. Btn tarih boyunca evlerini stmak isteyen

veya yemek piiren insanlar bu enerjiden yararlanmlardr. 19. yzyln sonlarna doru

fosil yaktlarn ortaya kmas ile biyoktle, enerji ile uraanlarn bir kenara terk

ettikleri bir kaynak halini almtr. Doal olarak da ticari olanaklar izleyen lke

ynetimleri 19. yzyldan sonra biyoktle ile ilgilenmemilerdir.

te yandan gelimekte olan lkelerin ekonomisi byk lde tarma dayanmaktadr.

Bu adan bakldnda biyoktle kaynaklarnn bir enerji kayna olarak kullanlmas

olduka dikkat ekicidir. Biyoktle terimi iine orman tarm rnleri ve atklar

(lignosellozik kat atklar), hayvansal atklar, kentsel ve belediye atklar ile organik

temelli endstriyel atklar dahil edilebilir. Ancak biyoktle, tarmsal atklarn nemli

bir ksm olduu halde dnya enerji geri kazanm planlar arasnda yer almamaktadr.

9

Dnyada ise bu biyoktle atklarndan her yl milyonlarca ton retilmektedir. rnein

pirin saplar, msr koan ve buday pleri biyoktle atklarnn nemli bir ksmn

oluturmaktadr. Her yl dnyada 400 bin ton civarnda bu atklardan elde edilmektedir.

Bu atklar bir ksm ya yanma sistemlerinde direkt olarak ya da daha deerli ve

kullanl fuel veya gaz rnlere dntrlerek kimya endstrisinde kullanlmaktadr.

Bir ksmda gbreleme ve balyalama gibi muhtelif amalarla tketilmektedir. Ancak

yaplan aratrmalar, biyoktle atklarnn yaklarak deerlendirilmesinin ekonomik

olmadn gstermektedir. Bu atklarn deerlendirilmesinde en etkili yol piroliz,

svlatrma veya gazlatrma ilemleridir. Piroliz sonucu elde edilen sv (ya) rnn

tanmas, depolanmas ve kullanlmas petrolden elde edilen yaa benzemektedir

(Yorgun 2001).

rnein 3. Dnya lkesi olan Brezilya, biyoktlenin enerji amal kullanld lkelere

rnek olarak verilebilir. Bu lkede yaklak 5 milyon tat, 1989dan beri yakt olarak

benzin yerine eker kam veya benzeri rnlerden elde edilen saf biyoetanolu, yine bir

ok ara da benzin/etanol karmn kullanmaktadr. 1976-1987 yllar arasnda petrol

ithalat yerine yerli retim etanol kullanlmasndan dolay tasarruf edilen miktar 12.48

milyar dolar dzeyindedir. lke ekonomisine byk katk yapan bu program iin

yatrm ise sadece 6.97 milyar dolar olup, retim maliyeti 1979dan beri hala her yl

yaklak %4 dolaynda dmektedir. Yetitirilen biyoktleden eker elde ettikten sonra

geri kalan posa ksmndan yakt elde edilmesi ile bu maliyetin daha da decei tahmin

edilmektedir. 100den fazla lkede eker kamndan geri kalan atklar birok blgedeki

enerji ann kapanmasna yardmc olabilir. Kamtan eker elde edildikten sonra geri

kalan madde olan bagas, kazanlarda yaklarak eker eldesi ileminde yararlanlan

buharn salanmasnda kullanlmaktadr. Baz eker fabrikalar buharla elektrik elde

etmesine ramen eski teknolojileri kullandklar iin tesisin buhar gereksinimini

karladktan sonra geri kalan bagas az bir miktarda elektrik retimine yetmektedir.

Hawaii, Mauritius ve birka yerde daha kullanlmakta olan yksek basnl modern

buhar trbinleri ayn buhar retimini saladklar gibi 8 kat daha fazla elektrik elde

edebilmektedir

(http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/biyokutle/Turkiyede.htm).

10

Mauritiusdaki eker kam endstrisi rettii biyoktle atklarn modern frnlarda

yakarak elektrik retmekte ve enerji gereksiniminin %60n bu yolla karlamaktadr.

Zimbabwe, 1983-1990 yllar arasnda, eker kamndan 40 milyon L etanol retmi ve

bunu tatlarda yakt olarak kullanmtr.

Varnamodaki prototipte ise kat biyoktle oksijenden arndrlm bir ortamda hzla

stlarak gaz haline dntrlp, bir gaz trbininde yaklarak daha fazla elektrik gc

elde edilmitir. Biyoktleye dayal gaz trbinleri sayesinde bugnk standart

kazanlardan elde edilen elektrik gc 30 kat arttrlabilir. Ama buna karlk buhar

retiminin az bir miktar debileceini kabul etmek gerekir. eker fabrikalar

karttklar atk maddelerin hepsini gelitirilmi gaz trbinlerinde yakacak olursa,

gelimekte olan lkelerdeki toplam elektrik retiminin te birine yakn bir dzeyde

elektrik enerjisi retmi olurlar.

Brezilyann kuzey batsndaki Bahia adl eyalette biyoktle ile alacak 25-30 MWlk

bir gaz trbininin tasarmn gelitirme projesi, Global Environmental Facility ile

Brezilya ynetimi tarafndan desteklenen uluslararas bir alma olarak

yrtlmektedir. Varl Varnamo tesislerinde kantlanm bir teknolojinin bir sonraki

adm olarak kabul edilen bu projenin, biyoktle kullanlarak elde edilen elektriin

KWh maliyetini 8 centten 5 cente drmesi beklenmektedir. Bu artlar altnda

biyoktle kullanlarak elde edilen elektriin maliyeti, klasik termik santrallerle boy

lebilecek hale gelmektedir

(http://www.derebucaklilar.dostweb.com/yesilsayfalar/bitkileringucu.html).

Hindistanda halen eitli byklkte 1 milyondan fazla biyogaz retim tesisi

bulunmaktadr. inde 1 milyarn zerindeki nfusun byk ounluu yakt olarak

biyoktle kullanmakta olup daha ok yemek piirmek ve aydnlanmak iin kullanlan

biyogaz retimi iin 5 milyondan fazla kk tesis yaklak 25 milyon insan tarafndan

iletilmektedir. Saylar 10.000 dolaynda olan orta ve byk lekli tesislerden retilen

biyogaz ise elektrik retimi ve byk fabrikalarn enerji gereksinimi iin

11

kullanlmaktadr. inde bykl 10 kw ve zeri olan 800 biyogaz retim tesisinin

toplam kapasitesi 8.500 kw dolayndadr.

sve ise enerjisinin %16s gibi byk bir ksmn biyoktleden elde etmektedir.

Avusturya da enerjisinin %13n biyoktleden salamaktadr. 11.000den fazla

biyoktle ile alan enerji retim sisteminin toplam gc 1.200 MWa ulamtr.

Amerika da ise biyoenerji kaynakl elektrik retimi 9.000 MWyi gemi durumda olup,

bu lke de toplam enerjinin %4n biyoktleden salamaktadr. Bu deer nkleer

enerjiden elde edilen miktara yakndr.

Geni tarm alanlarna sahip olan Danimarkada ise ok az orman vardr. Bu lke,

tarmdan salad saman, nemli bir enerji kayna haline dntrmtr. Mevcut

saman stoklar lkenin enerji gereksiniminin %7'sini karlayabilmektedir. Rzgar

enerjisinin gelitirilmesi srasnda Danimarka Hkmeti, iftliklerde kullanlmak zere

12.000 kk apl saman yakan frnn kurulmasna olanak salamtr. 1980 ylndan

bu yana 60dan fazla blge stma sistemlerinde kullandklar yaktlarn %90 saman

olacak bir ekilde deitirmitir. Danimarka, fosil yaktlarn fiyatlarnn zerine daha

fazla vergi bindirerek saman kullanmn 1991 ylndaki 800.000 tondan 2000 ylnda

1.200.000 tona kartmay baarmtr. Ayn zamanda iftiler bu frnlardan elde edilen

kl tarlalarnda gbre olarak kullanmaktadr. Bu ekilde besleyici maddelerin azalmas

nlenmemekle birlikte belirli bir oranda elimine edilmektedir. Danimarkallar rzgar

trbinlerinde olduu gibi biyoktle teknolojisini de ihra etmeyi planlamaktadr. 1993

ylnda samanla alan bir sistem, eski Dou Almanyadaki blgesel snma nitesinin

yerini almak zere monte edilmitir.

(http://www.derebucaklilar.dostweb.com/yesilsayfalar/bitkileringucu.html).

Trkiye ise sadece odun, bitki ve hayvan atk/artklarndan yakacak olarak snma ve

piirmede yararlanmakta ve maalesef dnyadaki modern biyoktle kullanm eiliminin

dnda kalmaktadr. 1995 yl verilerine gre odun ve tezein enerji retimi iindeki

pay srasyla %30 ve %10 oranndadr. Trkiyede her yl yaklak olarak 250x106 ton

kadar taze iftlik gbresi elde edilmekte ve bu 20x106 milyon kadar bykba hayvann

http://www.derebucaklilar.dostweb.com/yesilsayfalar_bitkileringucu.html

12

dklarndan meydana gelmektedir. Bu miktarn ancak 15x106 tonu tezek olarak

kullanlmaktadr (Akkoyunlu 2003). Ancak, son yllarda azalan ormanlar ve

hayvanclkta grlen gerileme ile doal gaz ve kmr gibi ithal rnlerin artmas bu

oranlar daha da azaltmtr. Oysa Trkiyede 135 milyon ton yenilenebilir biyoktle

enerji kayna olduu bilinmektedir. Teknik bakmdan ise lkemizde potansiyel

biyoktle kaynann 65 milyon ton olduu tahmin edilmektedir (Yorgun 2001).

Trkiyenin hayvansal ve bitkisel atk miktar 10.3 Mtep deerindedir ve bu deer,

lkemiz toplam enerji tketiminin %13ne karlk gelmektedir.

Bunlar dikkate alndnda lkemizde modern biyoktle enerjisi kullanmna geilmesi

lke ekonomisi ve evre kirliliinin azalmas asndan nem tamaktadr. Trkiyede

enerji retimine ynelik olarak, modern biyoktle evrim teknolojilerinin de

kullanld, almalar kk lekli olarak 1993 yllarndan sonra balamtr. Bunlara

rnek olarak mischantus ve tatl sorgum bitkileri zerinde yaplan almalar

gsterilebilir. Etanolu, Brezilya rneinde olduu gibi Trkiyede de tatlarda benzine

seenek olarak rahatlkla kullanmak mmkndr. Ayrca, hava kirliliinden byk

lde etkilenen bir ok ehirde, biyoktle ve bunlardan retilen yaktlarn kullanlmas

ile SO2 ve benzeri zararl gazlarn byk lde azalaca da aktr

(http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/biyokutle/Turkiyede.html).

te yandan lkemiz enerji ormanclnn yaplmas iin uygun olanaklara sahip bir

lkedir. Trkiyede enerji ormancl ynnden ekonomik deeri yksek ve hzl

byyen yerli aa trleri (akkavak, titrek kavak, kzlaa, kzlam, mee, dibudak,

fstk am, karaam, sedir ve servi) bulunmaktadr. Trkiye ortamnda yetiecek

yabanc kkenli aalar arasnda ise akolipts, papulus euramericana, pinus pinaster,

acacia cynophilla gibi trleri saymak mmkndr.

Trkiyede yaklak olarak 4 milyar hektar devlet orman alan bulunmaktadr. Sz

konusu alan, uygun planlamalar dahilinde, modern enerji ormanclnn yaplmas

asndan deerlendirilebilir. Trkiyede toplam arazinin sadece %33.1i ilenmektedir.

lenmeyen arazi iinde, tarma uygun %3lk bir alan mevcuttur. Bu alan, kota

http://www.youthforhab.org.tr/tr/yayinlar/enerji/biyokutle/Turkiyede.htm

13

kapsamndan kartlan rnlerin (ttn, eker pancar gibi) yerine enerji amal tarm

(sorgum, miskantus, kanola, C4 bitkileri ekimi gibi) rnlerinin yetitirilmesi iin

deerlendirilebilir. Bu sayede tarm kesimine yn verilerek, istihdam yaratlm olur ve

ulusal gelir artar. GAP, Yeilrmak Havza Projesi gibi projeler kapsamnda biyoktle

enerji teknolojisi plan ve uygulamalar mutlaka yer almaldr. Ayrca lkemizde 65 bin

ton/gn miktarnda p kmaktadr. plerin dzenli depolama ile elektrik eldesinde

deerlendirilmesi de gz ard edilmemelidir.

Trkiyede atklara dayal biyoktle enerjisi (biyogaz ve p santralleri) iin baz

almalar yaplmaldr.Dnyada giderek yaygnlaan bu almalara nem verilmeli ve

hayvan iftlii gbrelerinin ve ehir plerinin deerlendirilmesi iin aratrma ve

demonstrasyon projeleri yrtlmelidir. Ormanclk potansiyeli ile ilgili bilgiler

bulunmakla birlikte, ormanlarmz biyoktle enerjisi retim potansiyeli asndan

deerlendirilmi deildir. Enerji plantasyonlar biimindeki tarmsal retim olanaklar

zerinde durulmam ve konu tarmsal retim planlarnda ele alnmamtr. Ksacas,

Trkiyenin biyoktle enerji potansiyeli tam olarak bilinmemektedir. Bu yzden,

lkemizin biyoktle enerji potansiyelinin saptanmas konusu birinci ncelikte ele

alnmal ve bu proje ile enerji ormanclndan, enerji tarmndan, eitli yan rn, atk

ve artklardan elde edilebilecek biyoktle materyallerinin eitleri ve corafi blgelere

gre yllk miktarlar belirlenmelidir. Ardndan, eitli biyoktle enerjisi retim

stratejileri, uygulama olanaklar ve ekonomik rekabet edebilirlikleri aratrlarak,

lkemiz iin uzun dnemli Biyoktle Enerjisi Ana Plan yaplmaldr. Bu plan

erevesinde, biyoktle retimine ynelik orman d aa plantasyonlar ve enerji

bitkileri iin lke genelinde bir tarmsal retim planlamas balatlmal ve konunun

ekonomik boyutlar ortaya konulmaldr. Biyoktle enerji uygulamalar ile ilgili bir

aratrma merkezi oluturulmal, modern biyoktle retim yntemleri ve evrim

teknolojileri zerinde Ar-Ge almalar desteklenmeli, pilot uygulamalara ve gerekli

teknoloji transferlerine balanmaldr

(http://www.tubitak.gov.tr/btpd/btspd/platform/enerji).

Bir tarm lkesi olan Trkiye, dnyada fndk ve pamuk retimi asndan n sralarda

yer almaktadr. Tarm rnlerinin elde edilmesi sonucunda tarlada kalan saplarn kk

http://www.tubitak.gov.tr/btpd/btspd/platform/enerji/bolum6_5.html

14

bir ksmnn evlerde, kalan ksmnn ise tarlalarda yaklarak enerji kaybna neden olduu

bilinmektedir. Yurdumuzun bir tarm lkesi olmas nedeniyle tarmsal retimden sonra,

olduka byk miktarlarda ortaya kan lignosellozik atklar potansiyel bir kaynak

grnmndedir.

izelge 1.3te eitli tarm rnlerinin 1995, 1997, 1999 ve 2001 yl retim miktarlar

grlmektedir ( Demirba 2006).

izelge 1.3 Trkiye de eitli tarm rnlerinin 1995, 1997, 1999 ve 2001 yl retim miktarlar (ton)

Lignosellozik

Madde 1995 1997 1999 2001

Antep fst 36.000 70.000 40.000 30.000

Arpa 7.700.000 8.200.000 7.700.000 8.100.000

Ayiei 900.000 900.000 950.000 930.000

Badem 37.000 33.000 43.000 42.000

Buday 18.000.000 18.650.000 18.000.000 18.800.000

Ceviz 110.000 115.000 120.000 116.000

ay* 524.000 752.000 720.000 780.000

Fndk 435.000 410.000 550.000 610.000

Msr 551.000 576.000 640.000 615.000

Pamuk 837.000 795.000 860.000 885.000

Soya 75.000 40.000 66.000 60.000

Susam 30.000 28.000 28.100 30.000

eker pancar 11.171.000 18.553.000 17.840.000 18.200.000

Ttn 524.000 300.000 420.000 380.000

Yerfst 70.000 82.000 75.000 80.000

Zeytin 515.000 520.000 535.000 510.000 * yeil yapra ayrlmam

15

izelge 1.3ten de grld gibi Trkiye zellikle buday, arpa ve eker pancar

retimi asndan nemli bir yere sahiptir. ktisadi birlii ve Gelime Tekilat

(OECD)na gre Trkiyenin, zirai atk potansiyeli asndan 4. srada olduu tahmin

edilmektedir. 2001 yl verilerine bakldnda nemli zirai atklarn toplam miktar

54.4 milyon ton civarndadr. Bu deerlere avdar, yulaf gibi tarm atklar ve meyve

atklar da dahildir. Bu zirai atklarn enerji potansiyelleri ise 15.5 Mteptir (Demirba

2006). 2001 yl verilerine gre ay ise 780.000 ton retim kapasitesi ile 6. srada

gelmektedir ve nemli zirai atklar arasnda yer almaktadr.

lkemizde gerek tarmsal rnleri ileyen, gerekse tarmsal aktivitede bulunan eitli

isletmelerden her yl nemli oranda ve deiik zelliklere sahip atklar ortaya

kmaktadr. Bu atklar ou zaman iletmelerin alma sahalarnda byk alanlar igal

ederek i dzeninin aksamasna bile yol aabilmektedir. Bilindii gibi Dou Karadeniz

blgesindeki devlete ait ay yapra ileyen fabrikalarda ylda yaklak olarak 20.000

tonun zerinde ay at kmaktadr (Kaar 1987). Blgedeki kii ve zel kurululara

ait fabrikalar da gz nne alndnda bu rakam 30.000 tona yaklamaktadr. Bu veriler

gz nne alndnda bir tarm lkesi olan Trkiyede ay fabrikas at enerji retimi

iin deerlendirilebilir.

16

2. KURAMSAL TEMELLER

2.1 Biyoktle

Bitkilerin ve canl organizmalarn kkeni olarak ortaya kan biyoktle, genelde gne

enerjisini fotosentez yardmyla depolayan bitkisel organizmalar olarak adlandrlr.

Biyoktle, bir tre veya eitli trlerden oluan bir topluma ait yaayan organizmalarn

belirli bir zamanda sahip olduu toplam ktle olarak da tanmlanabilir.

Biyoktle genellikle karbon, hidrojen, oksijen ve azottan oluan bir hidrokarbon olarak

tanmlanabilir. Biyoktlenin kkrt ierii ise olduka dktr. Baz biyoktleler ise

inorganik maddelerin deiik trlerini ierebilir. Biyoktle tipine bal olarak inorganik

madde miktar %1 ile %15 arasnda deiiklik gstermektedir (Yaman 2004).

2.1.1 Lignosellozik madde bileenlerinin kimyasal yaps

Lignosellozik kat atklar terimi, yapsnda selloz, lignin ve hemiselloz (yarselloz)

ieren bitkisel yaplar ifade etmektedir. Bu tr yaplarn genellikle %70 ile %90

selloz-hemiselloz ve kalan ksm ise ligninden olumaktadr. Bu atklar belediye

p, kanalizasyon at ve endstriyel organik atklarla beraber biyoktle kavram

iinde yer almaktadr. Lignosellozik kat atk bileenleri odun ve buna bal olarak

selloz, hemiselloz ve lignin balklar ile incelenebilir.

Odun karbon, hidrojen ve oksijenden olumu kompleks yapl bir maddedir. Elementel

bileimi genel olarak %49-50 C, %5-7 H ve %44-45 O eklinde verilebilir. Odunun

bileiminde %0.1den daha az oranda azot vardr. Kl miktar ise %0.3 kadardr

(Yaman 2004).

Odun yaps iinde ekstrakte edilebilenlerin miktar genelde %5 civarndadr. Ancak

baz yaplarda bu oran %15e kadar kmaktadr. Ekstrakte edilebilen maddeler eter,

17

alkol, benzen ve su gibi zcler iinde znebilen maddeler olarak tanmlanrlar.

Reine, vaks, tanen, eker, niasta, boya maddeleri, pektin, protein, zamk, organik

asitler ve terpenler ekstrakte edilebilen maddeler arasnda saylabilir. Bunlar odun hcre

duvarnda depolandndan, ntral zclerde yapsnda herhangi bir deiiklik

olmadan ekstrakte edilerek uzaklatrlabilirler. Ekstrakte edilebilen maddeler, genel

yap iinde ok kk bir paya sahip olup, odunsu yapnn byk bir ksm lignin ve

polisakkaritlerden olumaktadr.

2.1.1.1 Selloz

Selloz bitkilerin temel yapsal maddesidir. Bitkinin her yerinde bulunur ve bitkiye

sertliini, katln verir. Birok biyoktlenin iskelet yapsn oluturur. Odunun %50si

sellozdur, geri kalan ksmnda ise, baka bir biyopolimer olan lignin bulunur. Bitki

saplarnda, saman ve kamta nemli oranda selloz vardr. Pamuk ve keten ise hemen

hemen saf sellozdur.

Sellozun elementel bileimi %44.4 C, %6.2 H, %49.4 O eklindedir. Sellozun kapal

forml (C6H10O5)n eklinde ifade edilmektedir. ekil 2.1de selloz moleklnn

yaps grlmektedir.

ekil 2.1 Selloz moleklnn yaps

18

Selloz, binlerce D-glikopiranoz biriminin 1 - O- 4 eklinde birlemesiyle meydana

gelmi bir biyopolimerdir (ekil 2.2). Polimerin konformasyonu izgiseldir; 1 - O- 4

ba alar 104 olmakla birlikte, ayn ynde birbirine eklenerek sarmal meydana

getirmezler. Bunun nedeni ise komu glikoz birimlerinin 180 C evrilerek birbirine

balanmas ve bylece bklme alarnn birbirini yok etmesi ve izgisel yap meydana

getirmesidir. Ayrca, selloz moleklnde hemen hemen hi dallanma bulunmaz.

Sellozun molekl yapsnda kristalli blgeler ve amorf blgeler vardr. Kristalli

blgelerin ekme direnci eliinkine eittir. Amorf blgeler ise daha zayftr ve

sellozun esnekliini verir. Kimyasal reaktifler sellozun ancak amorf blgelerine

etkiyebilir. Selloz, D-glikopiranoz birimlerinin -1,4 balar ile birlemesiyle oluan,

izgisel salam yapl bir polimerdir. En az 15, en ok 1.00014.000 molekln

polimerlemesiyle aada aklanan ekilde meydana gelmektedir. lk olarak D-glikoz

molekl izisel yapdan halkal yapya geerek D-glikopiranoz birimini

oluturmaktadr.

Halka kapanrken 1 numaral aldehit karbonu ve 5 numaral alkol karbonu arasnda

C-C-O ba ve 1 numaral karbona bal OH grubu olumaktadr. Glikopiranoz birimi

1 numaral karbon atomuna bal olan oksijen ve karboksilin konumuna gre iki farkl

yap gstermektedir. Oluan OH grubu halka dzlemine dik (-D-glikopiranoz) veya

halka dzlemine paralel olabilir (-D-glikopiranoz). Gerekte oluan halkalar dzlemsel

olmayp sandalye eklinde bulunmaktadrlar. ki glikoz biriminin -1,4 eklinde

birlemesiyle sellobiyoz nitesi meydana gelmektedir. Bu ekilde ok sayda

monosakkaritin birbirine C-O-C ba ile balanmasyla polisakkaritler ad verilen

polimerler olumaktadr. Selloz da bu tr bir makromolekler polimerdir. Selloz

molekllerinden 200-300 tanesi bir araya gelerek demetikleri ve bunlarn pek ou bir

araya gelip, sarlarak selloz liflerini oluturmaktadr (Tzn 1999).

19

ekil 2.2 Selloz moleklnn oluumu

20

2.1.1.2 Hemiselloz

Hemiselloz hcre duvarnda selloz ile birlikte yer alr. Sellozdan daha ksa zincir

yapsna sahip ve farkl tipte eker yaplarndan oluan dallanm bir polimerdir. Bitki

yapsndaki oran %15 ile %40 arasnda deimektedir. ounlukla ksilen yani

D-ksilozun, -1,4 balaryla balanm polimerlerini iermektedir. Hemiselloz

moleklnn yaps ekil 2.3te verilmitir.

ekil 2.3 Hemiselloz moleklnn yaps

Hemiselloz suda znmez. Hidrolizi sonucunda yapsnda pentozlar, heksozlar,

ronik asit, D-glikoz, D-galaktoz, L-arabinoz gibi bileiklerin olduu saptanmtr. Bir

baka deyile, hidrolizi sonucu sadece glikoz veren sellozun aksine, hemiselloz

hidroliz olduunda pek ok sakkarit birimi vermektedir yani hemiselloz, sellozdan

daha heterojen bir yapya sahiptir. Ayn zamanda, molekl arl selloza gre daha

dktr. Hemisellozun genel forml (C5H8O4)ndir. Genellikle 50-200 monomerik

birim tar ve eker atnda bulunur. Hemiselloz da selloz ve lignin gibi odun ve

bitkisel biyoktlenin trne bal olarak deiim gsterir. rnein asetil-4-O-

metilglikuroksilen sert odunun temel hemiselloz yaps, glukomannanlar (mannan) ise

yumuak odunun temel hemiselloz yapsdr.

21

2.1.1.3 Lignin

ekil 2.4 Lignin monomerlerinin yaps

ekil 2.4te lignin monomerlerinin yaps verilmitir. Lignin, polifenolik bir

makromolekldr. Dier polisakkaritlerin aksine boyutlu bir polimerdir. Bu yaps

sayesinde balayclk grevini stlenmektedir. Odunun %25-30unu oluturan lignin,

yap olarak aromatik karakterdedir. Ancak kimyasal olarak deiiklie urayan

ligninden elde edilen ilk rnlerin de reaktif olarak davranmas bu yapy aydnlatmay

gletirmitir. Yapsnda fenil-propan tr gruplar, koniferil ya da buna benzer

guayail-propan birimlerini iermektedir. Bu monomer birimler, eter balaryla odunun

hcre duvarnda bulunan selloz ve hemiselloz ile balanarak karmak yapdaki

polimerleri olutururlar. ekil 2.5te ligninin molekler yaps verilmitir.

22

ekil 2.5 Lignin moleklnn yaps

Baz lignosellozik materyallerin selloz, hemiselloz ve lignin yzdeleri izelge

2.1de verilmitir. Bu deerler kuru temel zerinden ekstarakte edilen maddeler

haricindeki %lik dilimleri vermektedir (Demirba 1996).

23

izelge 2.1 Baz lignosellozik materyallerin kimyasal bileimleri

Lignosellozik materyal Selloz (%) Hemiselloz (%) Lignin (%)

Buday sap 28.8 39.1 18.6

ay at 30.2 19.9 40.0

iit kabuu 59.0 17.0 24.0

Fndk kabuu 25.9 29.9 42.5

Fstk sap 36.0 43.0 21.0

Kayn Aac 45.8 31.8 21.9

Ladin Aac 50.8 21.2 27.5

Msr koan 52.0 32.0 15.0

Soya sap 33.0 53.0 14.0

Ttn sap 42.4 28.2 27.0

Ttn yapra 36.3 34.4 12.1

Zeytin kabuu 24.0 23.6 48.4

izelge 2.1den de grld gibi kayn aac, ladin aac, msr koan ve iit

kabuunun yapsnda selloz; soya sap ve fstk sapnda hemiselloz; zeytin, ay at

ve fndk kabuunda ise lignin daha ok bulunmaktadr.

2.2 Biyoktle Oluumu

Bitkilerin fotosentezi srasnda kimyasal olarak zellikle selloz eklinde depo edilen ve

daha sonra eitli ekillerde kullanlan biyoktle enerjinin kayna gnetir. Gne

enerjisinin biyoktle biimindeki depolanm enerjiye dnm, insan yaam iin

esastr. Canl organizmalarn fotosentez sonucu olumas ve btn yaamn gne

enerjisinin depo edildii oksijene bal olmas yenilenebilir enerji oluturan fotosentez

olaynn nemini aka gstermektedir. Fotosentez yoluyla enerji kayna olan organik

maddeler sentezlenirken tm canllarn solunumu iin gerekli olan oksijen de atmosfere

verilir. retilen organik maddelerin yaklmas sonucu ortaya kan karbondioksit ise,

daha nce bu maddelerin olumas srasnda atmosferden alnm olduundan,

24

biyoktleden enerji elde edilmesi srasnda evre, CO2 salnm asndan korunmu

olur.

Temel olarak gne enerjisinin kullanld ve bu enerjinin havadaki karbondioksit ile

suyu, karbonhidrat, lignin ve glikoz gibi eitli karbon bileikleri ile oksijene

dntrd fotosentez ilemi, birok basamaktan olumaktadr. ekil 2.6da doal

biyoktle evrimi grlmektedir.

ekil 2.6 Doal biyoktle evrimi

Karbondioksit zmlenmesi olarak da bilinen fotosentez, genellikle bitkilerin yeil

yapraklarnda kloroplast ad verilen lamelli yapda olumaktadr.

Gnein dnyaya verdii enerjinin yaklak 1.51018 KWh/yl olduu ve bu deerinde

dnyada tketilen toplam enerjiden 10.000 kat byk olduu bilinmektedir. Dnya

yzeyine gelen bu enerjinin yaklak %0.1i fotosentez olayyla biyoktleye

dntrlerek depolanmaktadr. Bu ise yaklak olarak dnyada kullanlan toplam

enerjiden 10 kat fazladr. Fotosentez sonucu oluan biyoktlenin enerjisi hakknda fikir

verebilmek iin bunun 100.000 byk nkleer g istasyonunun verdii gce

(9x107 MW) eit olduunu sylemek yeterli olacaktr.

25

Fotosentez ile retilen organik madde esas olarak karbonhidrattr. Eer bu kuru madde

oksijenle yaklrsa aa kan s, yaklak 16 MJ/kgdr. Biyoktleden ikincil yaktlar

elde edildiindeki sl deerler ise, rnein, etanol iin 30 MJ/kg ve biyogaz iin

20 MJ/kg olmaktadr


2.3 Biyoktle Kaynaklar

Biyoktle kaynaklarn, karalardan denizlere kadar hemen hemen her yerde bulmak

mmkndr. Enerji eldesinde kullanlan biyoktle kaynaklar arasnda en ok bilinen

odundur. Biyoktle enerjisi olarak odun, yetimesi uzun yllar alan aalarn kesilmesi

ile elde edildiinden, ormanlarn yok olmasna ve byk evre felaketlerine yol

amaktadr. Doal olarak yetien kaynaklarn yan sra, son yllarda yalnz bu kayna

elde etmeye ynelik almalarda yaplmaktadr. Enerji retiminde kullanlabilecek

biyoktle kaynaklar; bitkisel kaynaklar, hayvansal atklar, ehir ve endstri atklar

eklinde snflandrlabilir.

Bitkisel kaynaklar olarak; orman rnleri, 5-10 yl arasnda byyen aa trlerini

ieren enerji ormanlar, baz su otlar, algleri ve enerji (C4) bitkileri, fndk ve ceviz

kabuu, prina, ayiei kabuu, iit ve ay gibi bitki artklar saylabilir. Enerji

bitkileri olan tatl sorgum, eker kam, msr gibi bitkiler dier bitkilere gre CO2 ve

suyu daha iyi kullanmalar, kurakla kar daha dayankl olmalar ve fotosentetik

verimlerinin daha yksek olmas gibi art avantajlar bulunmaktadr. Hayvansal

gbrenin samanla kartrlp kurutulmas suretiyle elde edilen tezek hayvansal atklarn

banda gelmektedir. ehir ve endstri atklar olarak ise evlerden atlan meyve ve sebze

art gibi tm organik pler ve sanayi atklarn sayabiliriz


26

2.4 Biyoktle Enerjisinin Avantajlar ve Dezavantajlar

Gnmzde, zellikle fosil yakt kaynaklar kullanlarak yaplan enerji retiminin

evreye zararlar iyi bilinmektedir. evre bilincinin 20. yzyln ikinci yarsndan sonra

daha belirgin hale gelmesiyle beraber insanolu da evreye verdii zararn farkna

varmaya balamtr. Bunun sonucu olarakta fosil enerji yaktlarna alternatif enerji

kaynaklar arayna girmitir. Dnya da son yzylda enerji tketimi 17 kat artarken

yaktlardan kaynaklanan ve atmosfere atlan CO2, SO2 ve NOx gibi zararl gazlarda ayn

oranda artmtr.

Kresel evre sorunlar dorudan doruya tketilen enerjiye, daha dorusu kkrt ve

dier zararl maddeleri ieren fosil yakt kullanmna baldr. Enerji retimi iin

biyoktlenin geni apta kullanlmas ile CO2 ve SO2 salnmlar azalacaktr. Ayrca

kresel snma ve asit yamurlarnn nlenmesi asndan da biyoktle enerjisinin

kullanm nem tamaktadr. Kresel snmann en byk nedeni, 6.6 mtep fosil yaktn

kullanlmas sonucu atmosfere atlan 20 milyar ton/yl CO2dir. izelge 2.2de tatl

sorgum ile baz linyit kmrlerinin CO2 ve SO2 salnmlar verilmitir.

izelge 2.2 Tatl sorgum ile baz linyit kmrlerinin CO2 ve SO2 salnmlar

gCO2/ton gSO2/ton

Tatl Sorgum 1635.0 1.3

Linyit

an 2181.7 122

Kemerburgaz 1873.6 72

Seyitmer 2024.0 22

Soma-1 1763.7 82

Soma-2 2365.0 12

Yataan 1796.7 78

27

Modern biyoktle tarlalar ve teknolojilerinin dier evresel stnlkleri arasnda,

toprak ve su kirliliinin daha az olmas, mikro iklim denetimine yardmc olmas, toz

sourmas ve erozyon denetimi salamalar saylabilir.

Biyoktlenin blgesel ve modern iletmesi ile, zellikle enerji hatlarndan uzak

blgelerde, gelien ve kendi kendine yeterli enerji salayan topluluklar yaratmak

olanakldr. Biyoktleden enerji eldesi iin daha ok tarm iiliine gerek

duyulduundan biyoenerji konusu zellikle krsal kesimlerde i alanlar yaratma

asndan ideal bir seenektir. Gelimekte olan lkelerin karlat en byk

sorunlardan biri olan krsal kesimden byk ehirlere g olayn da bu ekilde nlemek

olasdr. Biyoktlenin olduka orak alanlarda yetimesi ile daha nce yararlanlmayan

topraklarn kullanlmas salanm olacaktr. Ayrca krsal alanlarda i alanlar

yaratlmas ve blgesel kalknma asndan da byk nem tamaktadr.

Biyoktlenin, alternatif enerji kayna olarak gsterilmesinde en nemli sebep

yaklmas ile atmosfere hi yeni CO2 salnmnn olmamasdr. nk eer hasat

ettiimiz biyoktleyi yeniden yetitirmek istersek, CO2 yeniden byme dngsne

girer.

Ancak biyoktlenin enerji kayna olarak kullanlmasnda baz dezavantajlarda vardr.

Bunlar dk evrim verimine sahip olmas ve tarm alanlar iin rekabet

oluturmasdr. Ayrca su ieriklerinin fazla olmasndan dolay elde edilen sl deer

azalmaktadr.

2.5 Biyoktle evrim Teknolojileri

lkemizde klasik biyoktle kaynaklarndan olan odun ile bitki ve hayvan artklar, uzun

yllardan beri, zellikle snma ve piirme alanlarnda kullanlmaktadr. Ancak bu

kullanmlar ilkel ve ekonomik olmayan biimde gereklemektedir. Biyoktleden enerji

yannda, mobilya, kat, yaltm maddesi yapm gibi daha bir ok alanda

yararlanlmaktadr.

28

Enerji olarak kullanlmasnda ise kat, sv ve gaz yaktlar elde etmek iin eitli

teknolojiler kullanlmaktadr. Biyoktlenin enerjiye dntrlmesinde gz nne

alnmas gereken faktrleri sralarsak; enerjinin az masrafla dntrlmesi, ekonomik

olmas, yenilenebilir kaynaklara dayal olmas, doadaki dengeyi bozmamas, su, hava

ve evre kirliliine yol amamas olarak sralanabilir. Enerji dntrlmesinde

kullanlan teknolojinin basit ve abuk uygulanabilir olmas, yeterince eitilmi

personele ihtiya duyulmas da nemli bir faktrdr.

Teknolojide, biyoktlenin en uygun ekilde kullanlabilmesi iin onun baz

zelliklerinin bilinmesi gerekir. Bunlar, nem oran (% su miktar), karbon/azot (C/N)

oran, kimyasal ve fiziksel zellikleridir. Enerji dnmnde kullanlacak biyoktleler

iin bu deerlerin bilinmesi son derece nemli olmaktadr. ekil 2.7de enerji amal

kullanlan biyoktlelerin fiziksel ve kimyasal zellikleri grlmektedir

(www.kimyamuhendisi.com).

ekil 2.7 Enerji amal kullanlan biyoktlelerin fiziksel ve kimyasal zellikleri

inde %35ten daha fazla su ihtiva eden biyoktle termokimyasal dnm sonucu

elektrik retimi iin uygun deildir. Nem orannn yannda para boyutu da uygun

dnm sisteminin seiminde nemli bir parametredir. Direk yakma iin %8-15 aras

nem oran uygun olup, ocak ateinde yakmada 50-100 cm aras para boyutu idealdir.

Bu boyut, piirme sobasnda 15-35 cme kadar der. Karbonlatrma ilemi %8-15

http://www.kimyamuhendisi.com,2005/

29

aras nem oranlar tercih edilir. Odunun gazlatrma sistemde kullanlabilmesi iin odun

iindeki nemin ayarlanmas gerekir. Bu da ancak kurutma ilemi ile gerekleir. Enerji

younluunu birim hacim bana artrmak iin briketleme ilemi yaplr. Bylece daha

kolay tama ve stoklama salanr. Biyoktle iersinde yksek oranda eker

bulunuyorsa bu rn alkol fermantasyonu ve anerobik fermantasyon iin uygundur.

Biyo-etanol, biyo-gaz, biyo-dizel gibi yaktlarn yan sra yine biyoktleden elde edilen

gbre, hidrojen, metan ve odun briketi gibi daha bir ok yakt tr saymak mmkndr.

Biyoktle dorudan yaklarak veya eitli srelerle yakt kalitesi arttrlp, mevcut

yaktlara edeer zelliklerde alternatif biyoyaktlar (kolay tanabilir, depolanabilir ve

kullanlabilir yaktlar) elde edilerek enerji teknolojisinde deerlendirilmektedir.

Biyoktleden; fiziksel sreler (boyut kltme-krma ve tme, kurutma, filtrasyon,

ekstraksiyon ve biriketleme) ve dnm sreleri (biyokimyasal ve termokimyasal

sreler) ile yakt elde edilmektedir. (http://www.biyogaz.com/bke.html).

2.5.1 Dorudan yakma

Biyoktlenin dorudan yaklarak enerji retilmesi, bilinen en eski yntemdir. Hemen

hemen her trl biyoktle kaynan dorudan yakmak mmkndr. Ancak, nem oran

ykseldike elde edilen sl deer azalr.

Yanma, biyoktle iindeki yanabilir maddelerin hidrojenle hzl kimyasal tepkimesi

olarak tanmlanr. rnein msr, ayiei saplar gibi tarm atklar iindeki yanabilir

maddeler, karbon, hidrojen ve potasyum gibi baz metalik elementlerdir. Bu kimyasal

tepkime sonucu ortaya kan atk maddeler ise, karbondioksit, su buhar ve baz metal

oksitlerdir (http://www.youthforhaborg.tr/tr/yayinlar/enerji/biyokutle/Turkiyede.html).

http://www.biyogaz.com/bke.htm

30

2.5.2 Havasz rtme

Biyogaz organik maddelerin anaerobik (oksijensiz) ortamda, farkl mikroorganizma

gruplarnn varlnda, biyometanlatrma sreleri ile elde edilen bir gaz karmdr.

ekil 2.8de fotosentez-biyogaz retimi-kullanm dngs ematik gsterilmektedir.

Biyogaza bataklk gaz, gbre gaz, gobar gaz gibi isimler de verilmektedir.

Biyogaz; renksiz, yanc, ana bileenleri metan ve karbondioksit olan, az miktarda

hidrojen slfr, azot, oksijen ve karbonmonoksit ieren bir gazdr. Genellikle organik

maddenin %40-60 kadar biyogaza dntrlr. Biyogazn genel bileimi %60 CH4 ve

%40 CO2den olumakta ve sl deeri 17-25 MJ/m3tr. Geri kalan artk ise kokusuz,

gbre olarak kullanmaya uygun bir kat veya sv atktr (www.biyogaz.com).

ekil 2.8 Fotosentez biyogaz dngs

31

2.5.3 Fermantasyon

Biyoktle de deiik oranlarda, hemiselloz ve lignin bulunmaktadr. Selloz,

enzimatik hidrolizin arkasndan uygulanan, kimyasal hidroliz, enzimler veya kimyasal

ilemler ile glikozla paralanabilir. Glikozun fermantasyonu ile, etanol, aseton, btanol

ve ham petrol rnlerinden elde edilen rnlere e deer bir ok kimyasal rn elde

edilebilir. Bu kimyasal rnler, petrolden elde edilen kimyasal rnler yerine

kullanlabilir. Dier bir deile selloz, glikoz ve dier birok rn iin ucuz bir

biyoktle kaynadr.

Sellozdan yakt ve organik kimyasal retimi, gnmzde ok iyi bilinmekte ve

ekonomik olarak kabul edilmektedir. Sellozun hidrolizini engelleyen lignin

uzaklatrmak iin biyoktleyi nceden daha kk paralara ayrmak olduka maliyeti

arttrmaktadr. Sellozdan alkol elde edilmesi ise drt basamakl bir ilem

gerektirmektedir.

Fermente selloz elde etmek iin ayr bir mayalama ilemi yapmak

Fermente sellozu ayrmak

Fermente sellozu hidroliz ilemine tabi tutmak

Alkol elde etmek iin mayalamak

2.5.4 Piroliz

Piroliz, biyoktleden gaz elde etmek iin kullanlan en eski ve basit bir yntem olup

organik maddelerin oksijensiz ortamda stlmas ile ortaya kan termal paralanma

srecidir. Piroliz sonucu gazlar, katran, organik bileikler, su ve odun kmr gibi

maddeler elde edilir. Isl deerleri yksek metan ve hidrojen elde edilen gazlar arasnda

yer alrken, oluan organik maddelerle petrolden karlanlara benzer olarak petro-

32

kimyasal ad verilir. Biyoktleyi eitli yaktlara evirmek iin kullanlan en iyi

yntemlerden biri pirolizdir.

2.5.5 Gazlatrma

Gazlatrma, karbon ieren biyoktle gibi katlarn yksek scaklkta bozunmas ile

yanabilir gaz elde etme ilemidir. Bu ilem srasnda denetimli bir ekilde yakt

hcresine verilen hava ile biyoktle yaklr. kan rnler arasnda hidrojen, metan gibi

yanabilir gazlarn yan sra CO2, CO ve N2 gazlar da bulunur. retilen gaz

temizlendikten sonra kazanlarda, motorlarda, trbinlerde s ve g retilmek zere

kullanlmaktadr. Gazlatrma teknii ile biyoktleden, yksek bir randmanla petrolle

alan g ve s salayan tirbnlerde kullanlacak bir gaz yakt elde edilebilir.

Biyoktleden gazlatrlma ile elde edilen temizlenmi gaz yakt s ve buhar reten

kazanlarda direk yaklarak veya Stirling motorlarda %30 verimlilikte elektrik retimi

iin kullanlabilmektedir. Basnl gazlatrma tirbnlerinde ise %40 veya daha fazla

verimlilikte elektrik retimi yaplabilmektedir.

Gazlatrmada kullanlan biyoktle kaynaklarn ayr snfta incelemek olanakldr.

Bunlar; msr saplar, buday, pirin, ayiei vb. bitkilerin samanlar gibi tarm atklar,

ceviz kabuu, erik, kays ekirdekleri vb. gda ileme sonras atklar ile orman rnleri

ve atklardr.

Gazlatrma ileminde sabit veya oynar yatak yntemleri ile son yllarda daha ok

kullanlan akkan yatakl sistemler kullanlmaktadr. Akkan yatakl sistemlerin srekli

besleme olana dierlerine gre byk stnlk tamaktadr. Olduka basit

sistemlerde bile evrim verimi %85-90 dolayndadr

(http://www.eie.gov.tr/gazlastirma).

http://www.eie.gov.tr/gazlastirma

33

2.5.6 Biyofotoliz

Biyofotoliz, baz mikroskobik alglerden gne enerjisi yardmyla hidrojen ve oksijen

elde edilme ilemidir. Deniz suyu iindeki bu algler bir tr gne pili gibi alarak

deniz suyunu fotosentetik olarak ayrtrmaktadr. nmzdeki 20 yl iinde hidrojen

enerjisi teknolojisini kullanmay planlayan Japonyada bu konu zerinde youn

aratrma yaplmaktadr.

izelge 2.3te biyoktle dnm sreleri ve bu sreler sonucunda elde edilmi

rnlere rnekler verilmitir.

izelge 2.3 Biyoktle dnm sreleri ve rnler

Dnm Sreleri Elde Edilen rnler

Biyometanlatrma Biyogaz

Biyofotoliz Hidrojen

Fermantasyon Biyoetanol

Piroliz Pirolitik Sv

Gazlatrma Gaz yakt

Karbonizasyon Biyokmr

Esterleme Biyomotorin-biyodizel

Bu dnm sreleri sonucunda elde edilen yaktlar iinde biyometanlatrma ile

retilen biyogaz, fermantasyon ile retilen biyoetanol ve esterleme ile retilen

biyomotorin en nemlileridir.

2.6 Piroliz

Yunancadan treyen piroliz, vakumda, inert ortamda ya da atmosferde organik ierikli

maddelerin sl bozunmas anlamn tamaktadr. Kat atklarn pirolizi esnasnda seri

34

ve paralel olmak zere ok eitli ve olduka kompleks reaksiyonlar gereklemektedir.

Bu karmak tepkimeler, biyoktlenin ara rnlere ayrlmas ya da rafinasyonu olarak

da ifade edilebilir. Ana piroliz reaksiyonu ve ksmi reaksiyonlar aada verilmitir

(Iwasaki 2003).

Ana piroliz reaksiyonu,

Cn Hm Ok (m/2) H2 + k CO + (n-k) C (1)

Ksmi reaksiyonlar,

C + 2H2 CH4 (2)

C + H2O CO + H2 (3)

C + O2 CO (4)

C + O2 CO2 (5)

C + CO2 2CO (6)

CO + H2O CO2 + H2 (7)

Biyoktleden piroliz ile hidrojen retimi sreci basit olarak (8) nolu eitlik ile ifade

edilmektedir. Ancak ana reaksiyonun yannda baz ksmi reaksiyonlarda ayn anda

gereklemektedir. Bu reaksiyonlar aada verilmitir (Demirba 2001).

CnHm + 2n H2O nCO2 + [ 2n + (m/2)] H2 (8)

CnHm + n H2O nCO + [ n + (m/2)] H2 (9)

CH4 + H2O CO + 3H2 (10)

CO + H2O CO2 + H2 (11)

Normal reforming artlarnda, yksek hidrokarbonlarn (CnHm) buhar reforming

reaksiyonu [eit.(8)]; metan reformingi [eit.(10)] ve shift reaksiyonunun [eit.(11)]

35

aksine tersinmezdir. Piroliz yntemi ile byk miktarlarda hidrokarbon buharndan, H2

gaz elde edilebilir [eit. (10) ve (11)].

Organik atklardan hidrojen retimi reaksiyonlar,

Kat atk pirolizi H2 + CO + CO2 + CnHm + Tar + ar (12)

Biyoktle + H2O + Hava H2 + CO2 (13)

Selloz + H2O + Hava H2 + CO + CH4 (14)

ekil 2.9 ve ekil 2.10da iki farkl oksijen ortamnda odunun termal paralanmas

grlmektedir. Oksijensiz ortamda 500-600 Ca kadar yaplan stmada; gaz

bileenleri, uucu youabilir maddeler, mangal kmr ve kl aa kar. Yksek

scakla kldnda ise gaz bileenleri ve odun gaz aa kar.

ekil 2.9 Odunun oksijensiz ortam da pirolizi

36

ekil 2.10 Odunun oksijen ortamnda pirolizi

Lignosellozik kat atklarn pirolizi sonucunda, svlatrmaya benzer ekilde tane

ana rn elde edilmektedir. Bunlar yar koklam kat rn (ar), ya (oil) ve gazdr.

Piroliz prosesi sayesinde, deerlendirilemeyen atklar kat, sv ve gaz rnlere

dntrlebilmektedir. Bu rnlerin bileim ve oranlar, byk lde girdi tipine ve

reaksiyon koullarna baldr.

Biyoktle atklarnn pirolizi ile elde edilen bu temel rnden eitli ekillerde

yararlanmak mmkndr. rnein biyoktle piroliz sonras elde edilen sv rnler

alkol, eter, ester veya dier kimyasal yaktlar olarak tanmlanabilir. Bu rnlerden

biyo-etanol, tatlarda performans ykseltmek iin benzinle kartrlp kullanlabilir.

Ayrca bu sv rnler rafine yaktlara ulaabilmek amacyla ileri ilemlere tabi

tutulabilir, petrol rafinerisi girdisi ve benzeri akmlara kartrlabilir. Kat rn (ar)

direk olarak yaklabilir, sktrlarak odun biriketi haline getirilebilir, eitli amur

akmlara elik edebilir ya da aktif karbon gibi kullanlabilir. Elde edilen hidrokarbonca

zengin gazn ise sl deeri yksek olduundan eitli amalarla kullanlabilir.

Piroliz ileminde, en nemli proses deikenleri, stma hz, scaklk ve kalma sresi

olarak ele alnabilir. Bu deikenlerden stma hz zerine ise zellikle reaktr tipi ve

37

partikl boyutunun etkisi vardr. Herhangi bir reaktr tipi kullanlarak, partikl

boyutunun artrlmas halinde bitkisel yapda sl iletkenlik azalr, parack iinde stma

hz der ve rn verimlerinde deimeler olur. Seilen herhangi bir partikl boyutu

iin ise reaktr tipi s aktarmnn mekanizmas zerinde etkili olur. Dier bir deyile

radyasyon, konveksiyon ve kondksiyon mekanizmalar reaktr tipine bal olarak

deiiklik gsterir.

Yava piroliz, uzun yllardr kmrlerde uygulanan klasik bir yntemdir. Zamanmzda

metalrjide, zellikle elik endstrisinde gerekli olan kokun retiminde uygulanan

karbonizasyon ilemi yava pirolizin en bilinen, tipik bir rneidir. Yava pirolizde en

nemli parametreler scaklk ve sredir.

abuk pirolizi yava pirolizden ayran en belirgin zellik stma hz ve maddenin

piroliz ortamnda kal sresidir. abuk pirolizde maddenin piroliz ortamnda kalma

sresi milisaniye-saniye mertebesindedir. zellikle kmrlerin alternatif deerlendirme

yollarndan biri olan abuk piroliz, kmrden hidrokarbonlarn elde edilmesi asndan

etkin bir metoddur.

Yava piroliz ile abuk piroliz arasnda uucu rn verimi asndan bir hayli fark

vardr. abuk pirolizde uucu rn verimi byk oranda artmaktadr. Dk stma hz

ve uzun kalma sresinden dolay yava pirolizde oluan birincil uucu rnler reaksiyon

ortamn terk etmeye vakit bulamadan ikincil, ncl paralanma rnleri vermekte ve

tekrar katya dnme tepkimeleri olumaktadr. Bu dnm olaylar ise uucu rn

verimini azaltmaktadr (Yaman 2004).

abuk pirolizi etkileyen parametreler ise maddenin cinsi (yapsndaki selloz,

hemiselloz ve lignin oranlar), scaklk, stma hz, partikl boyutu ve basntr.

Serbest dmeli reaktrde partikl boyutu arttka, reaktrde kalma sresi azalmaktadr.

Partikl boyutu ile reaksiyon sresi ters orantldr. Kalma sresi ayn zamanda tayc

gaz geirilerek de deitirilmektedir. Reaktr iinden gaz geirilmesi ile rnler

38

srklenerek ikincil, ncl paralanmaya frsat bulamadan sistemden ayrlr. Bu da

sv rn verimini arttrr (Onay vd. 2001).

Ilml scaklklarda biyoktlenin pirolizinde (hzl, flash, ultrapiroliz) genel olarak sv

rnn yksek verimde elde etmek iin ksa kalma sresi kullanlr. Hzl piroliz

yksek stma hzyla karakterize edilir ve rnn ikincil dnmn sona erdirmek

iin sv rnleri hzl bir ekilde soutulur.

2.6.1 Sellozun pirolizi

Sellozun piroliz reaksiyonu iki basamakta meydana gelmektedir. Birinci basamakta

scaklk 300 Cden daha dktr. Meydana gelen temel prosesler molekl

arlklarnda ve polimerizasyon derecesinde dme, serbest radikallerin oluumu,

suyun elimine edilmesi ve karbonil ile karboksil gruplarnn olumasdr. Bu olaylar

esnasnda ortama CO, CO2, eklinde gaz salnm artar ve geriye arlam atk kalr. Bu

atn yaps balca kristalin sellozdur. 300 Cnin zerinde gerekleen ikinci

basamakta ise ar, tar (ya) ve gaz rnlerin oluumu balar. Oluan tardaki temel

bileen levoglikozan (%38-50)dr. Bu bileen buharlaabilir ve artan scaklkla beraber

paralanr (Yaman 2004, Demirba 2004).

2.6.2 Hemisellozun pirolizi

Bitkisel yapnn temel bileeni arasnda hemisellozlar s karsnda en hassas

olandr. Bu nedenle 200-260 C arasnda bozunabilirler (Demirba 2004). Bu bozunma

da sellozda olduu gibi muhtemelen iki basamakta gereklemektedir. Bu basamaklar,

polimerik yapnn znebilen bileenler iinde bozunmas ve monomer birimlerinin

ileri bozunmaya urayarak uucu rnlere dnm olarak ifade edilebilir.

Sellozla karlatrldnda, hemisellozlar daha fazla gaz, daha az tar ve ar verirler.

Ancak sellozdaki durumun aksine bu reaksiyonlar dizisinde levoglikozan oluumu

39

gzlenmez. Bunun yerine tarda, temel bileenler olarak asetik asit, formik asit ve birka

furfural trevi bulunur (Yaman 2004).

2.6.3 Ligninin pirolizi

Lignin, selloz ve hemiselloza gre daha yksek scaklkta (280-500 C arasnda)

bozunmaya uramaktadr. Bu reaksiyonda ar oluumu sellozun pirolizine gre daha

oktur (Demirba 2004). Bununla beraber, pek ok aromatik birimin byk bir

eitlilikle bir arada bulunduu makromolekler yap nedeni ile, hibir bileen dierine

gre baskn kp temel rn halini alamaz. Piroliz sonras ele geen sulu distilat

metanol, asetik asit, aseton ve su ierir. Tar, balca fenol, guayakol, 2,6-dimetoksi fenol

gibi fenolik bileenlerden olumaktadr. Gaz rn ise ligninin yaklak %10unu

oluturup, metan, etan ve CO2 ierir.

2.6.4 Odunun pirolizi

Odunun pirolizinin reaksiyon rnleri, temel bileenin pirolizinden oluan rnlerin

bir lineer kombinasyonudur. Genel olarak odun dk stma hznda piroliz edildiinde

aadaki sre meydana gelir:

1. 160 C civarnda yapdan nem uzaklatrlr; Bu olay 130 C civarnda en st

seviyededir, ancak 200 C civarnda ihmal edilebilir dzeye iner.

2. 200-280 C scaklk aralnn zerinde tm hemiselloz bozunur. CO, CO2 ve

younlatrlabilir buhar tr uucu bileenler elde edilir.

3. 280-500 C scaklk aralnda selloz, baz kimyasal deiimlere urar. Bu

aralkta 320 C scaklktaki bir maksimuma kadar artan bir hzla paralanr. Bu

noktada, rn yine balca younlatrlabilir buharlardan oluur. Dier odun

bileenleri bu ekilde bozunurlarken, ligninin ancak fonksiyonlu gruplarnda

40

deiimler olur. 320 Cnin zerinde, ortamdan nemli miktarda uucu

bozunma rn uzaklamaya balar.

2.7 ay

Gnmzde ticari amala retimi yaplan ve birbirinden farkl tip ay vardr. Bu

aylar; siyah, yeil ve oolong aydr. Dnya apnda retilen ayn, yaklak %76sn

siyah ay, %22sini yeil ay ve %2sini oolong ay oluturmaktadr (Tosun 2005).

Oolong ay, yeil ay ile siyah ay arasnda yer alr. Yar okside olmutur ve okside

oran %20-50 arasnda deimektedir. Oolong siyah ve yeil aras bir renge sahip in

ay olarakta bilinir (http://www.biriz.biz/cay/oolong).

lkemizde ise daha ok siyah ay retimi yaplmaktadr. ay retimi, lkemizde sadece

Dou Karadeniz Blgesinde Rize ili bata olmak zere Trabzon, Artvin, Giresun ve

Orduyu kapsayan 767 bin dekarlk engebeli arazide yetitiricilii yaplmaktadr.

200.000 zerinde aileye istihdam imkan salayan bu rn Dou Karadeniz Blgemizin

sosyal ve ekonomik ykn srtnda tamaktadr. ehirlemede, gelir dalmnda,

blgesel gn azalmasnda, tarm topraklarnn verimli kullanlmasnda nemli rol

oynamaktadr. Trkiyede kii bana ay tketiminin yllar itibariyle art ayn

ekonomik deerini ve nemini en iyi ekilde ortaya koymaktadr (Tu 2002).

izelge 2.4te Trkiyede retilen ya ay yapra ve kuru ay miktarnn yllara gre

deiimi verilmitir.

41

izelge 2.4 Trkiyede retilen ya ay yapra ve kuru ay miktarnn yllara gre

dalm

Yllar Dikim alan (Ha) Ya ay yapra

retimi (ton)

Kuru ay retimi

(ton)

1990 90.600 672.000 135.000

1991 90.000 767.000 163.000

1992 89.800 870.000 173.000

1993 89.800 776.000 161.000

1994 76.700 806.000 171.000

1995 76.700 728.000 155.000

1996 76.700 777.000 155.000

1997 76.700 751.000 145.000

1998 76.700 1.048.000 192.000

1999 76.700 1.093.000 198.000

2000 76.700 760.000* 140.000**

2001 76.700 824.946*** 170.000-180.000 Kaynak:ay-Kur * Bu rakam ticaret borsalarna tescil ettirilen aykur ve zel Sektr tarafndan satn alnan ya ay yapra miktardr. Kaytsz olarak alnan ya ay yapra miktar bu rakama dahil deildir. ** Bu rakamn, 91 bin tonu aykurun retimi olup, geri kalan 49 bin ton retim, aykurun randmanna gre zel sektrn ticaret borsasna bildirdii ya ay miktar zerinden tahmini olarak hesaplanmtr. *** nc Tahmin

Trkiyede aykurun 46, zel sektrn ise 230 adet ya ay ileme fabrikas

bulunmaktadr. Toplam fabrika says ise 276dr. aykurun retim kapasitesi

6.700 ton/gn, zel sektrn ise 8.700 ton/gndr. Sektrde kapasite kullanm oran

ynnden byk fark vardr. Toplam retim kapasitesinin %57'sine sahip olan zel

sektr kuru ay retiminde %35-40 paya sahip iken, aykur ise %43 retim kapasitesi

ile kuru ay retiminde %60-65lik paya sahiptir (http://www.biriz.biz/cay).

lkemizde gerek tarmsal rnleri ileyen, gerekse tarmsal aktivitede bulunan eitli

isletmelerden her yl nemli oranda ve deiik zelliklere sahip atklar ortaya

kmaktadr. Bu atklar ou zaman iletmelerin alma sahalarnda byk alanlar igal

42

ederek i dzeninin aksamasna bile yol aabilmektedir. Bilindii gibi Dou Karadeniz

blgesindeki devlete ait ay yapra ileyen fabrikalarda ylda yaklak olarak 20.000

tonun zerinde ay at kmaktadr (Kaar 1987). Blgedeki kii ve zel kurululara

ait fabrikalar da gz nne alndnda bu rakam 30.000 tona yaklamaktadr.

2.7.1 ay retim aamalar

Tarlalardan toplanan ay eitli retim aamalarndan gemektedir. Bu aamalar;

soldurma, kvrma, fermantasyon, kurutma, tasnif ve ambalajlamadr

(http://www.biriz.biz/cay). Bu aamalardan getikten sonra geride kalan atk, ay

fabrikas at olarak adlandrlmaktadr.

Soldurma, taze ay yapraklarnn ihtiva ettii %70-80 oranndaki suyun %50-55e

drlmesi ilemidir ve fermente ay (siyah ay) retiminin en nemli ilk aamasdr.

Soldurma teknelerinde yaplmaktadr. Teknelerdeki aylarn solma sresi ya ayn

tazelii ve slaklk durumuna, hava ve alma koullarna gre deiir.

Kvrma, solmu ay yaprann deiik ay imalat makinelerinde paralanmas,

ezilmesi ve bklmesiyle hcre z suyunun kvrlm yaprak yzeyine yaylmas ve

oksidasyonun balamas ilemidir. ki aamada gerekletirilir. Birinci Kvrma ve

kinci Kvrma ilemleridir. kincil kvrma ileminin yaplma amac, birinci kvrmada

yeterince paralanmam kaba yapraklarn tazyik altnda presli kvrmalarda veya

gbekli kvrmalarda daha ok paralanmalarn salayarak, yapran hcre zarnn

atlatlarak ierisindeki hcre zsuyunun dar kartlmas ile daha iyi fermantasyon

artlarnn hazrlanmasn temin iin yaplr.

Fermantasyon, kvrlan ya ay yaprann hcre z suyunda bulunan kimyasal

bileiklerinin oksidaz enziminin tesiri ile biyolojik deiiklie urayarak siyah ayda

istenen renk, burukluk, parlaklk, koku ve aromann olumas olaydr. Fermantasyon

esnasnda nispi rutubet yaklak %90-95 civarnda tutulmaldr.

http://www.biriz.biz/cayhttp://www.biriz.biz/cay/oksidasyon.htm

43

Kurutma, kvrlm ve fermente olmu ay yaprann frnlanarak nem orann %2-4

seviyelerine indirme ilemidir. Kurutmann amac, enzim oksidasyonunu durdurarak,

kazanlan zelliklerin ve oluan maddelerin kaybolmasna engel olacak ortam

oluturmak, ay depolanabilir, paketlenebilir ve tanabilir duruma getirmektir.

Tasnif, frndan kan kuru aylarn nceden belirlenen standart elek tellerinden

geirilmek suretiyle incelik, kalnlk ve kalitelerine gre ayrlma ilemidir. Gerek frn

knda gerekse tasnifin eitli aamalarnda kurutulmu aylar lif tutucularndan

geirilerek lif ve ay plerinden ayrlrlar. Tasnif sonras ayrlan bu lif ve ay pleri

ise ay fabrikas atnn nemli bir ksmn oluturmaktadr (http://www.biriz.biz/cay).

2.7.2 ayda bulunan eitli kimyasal-biyokimyasal maddeler

2.7.2.1 Enzimler

Yaayan her hcrede yzlerce, binlerce kimyasal tepkime meydana gelir. Tepkimelerin

dzenli bir ekilde srmesi hcrede bulunan ve enzim ad verilen karmak bileiklerin

yardmyla olur. Enzimler yaayan hcrelerde oluan katalizrlerdir. ay yapranda

bulunan enzimler aada verilmitir (http://www.biriz.biz/cay/caymad).

Polifenol oksidaz enzimi: ay yapranda bulunan polifenol oksidaz enzimi

(O-difenol: O2 oksidoredktaz) siyah ay ilemede en nemli grevi yapar. Bu

enzim aktivatr olarak bakr ierir. Enzim aktivitesi soldurma ve kvrma

esnasnda artarken, fermantasyon esnasnda giderek azalmaktadr.

Peroksidaz enzimi: Siyah ay ileme esnasnda artmaktadr.

5-Dehidroshikimat redktaz enzimi: Bu enzimin aktivitesi gen srgnlerde

daha fazladr. Polifenollerin biyosentezinde anahtar rol oynar.

http://www.biriz.biz/cay

44

Fenilalanin amonyak liyaz enzimi: Aktivitesi ay yaprann eidine, yana ve

gelime dnemindeki glgelenme durumuna gre deiir. Katein kapsam ile

aktivitesini olumlu ynde etkileyen bu enzim, polifenollerin sentezinde nemli

rol oynar.

Peptidaz enzimi: Altivitesi srgn ularnda saptanmtr. ay bitkisi eitlerine

gre srgn ularndaki aktivitesi farkllk gsterir. Soldurma aamasnda

proteinlerin amino asitlerine paralanmasnda grev yapmaktadr.

Leusin-a- kettoglutarat transaminaz enzimi: aya koku veren uucu bileiklerin

biyosentezinde grev yapar.

Klorofilaz enzimi: Aktivitesi mevsime gre deiir. Aktivitesi ay yaprann

klorofil kapsam ile ters orantldr. Bu olgu siyah aya ileme annda fiofitinin

fioforbide olan orann belirlenmesinde de nemli rol oynar.

Pektin metilesteraz enzimi: Pektinin dimetilizasyonu sonucunda pektik asit

oluturmakta ve pektik asit de oksijenin difzyonunu engelleyerek ortamda

oluturduu bir jel ile oksidasyon tepkimelerini olumsuz ynde etkilemektedir.

Aktivitesi polifenoller gibi polifenollerin oksidasyon rnleri tarafndan da

nemli lde geriletilmektedir.

Alkol Dehirogenaz (ADH+) enzimi: ayn aroma oluumunda grev yapar. Ya

ay yapranda cis-3-hekzenal ile trans-2-hekzenalin dnmlerinde rol oynar.

2.7.2.2 Polifenoller

ay ileme srasnda bir seri kimyasal deiikliklere urayarak ayn zellik

kazanmasnda temel rol oynarlar. ay bitkisinde gallik asit (C7H6O5) ve kateinin

trevleri halinde bulunurlar. ekil 2.11de gallik asit moleklnn yaps verilmitir.

45

Gallik asitin en iyi bilinen trevleri tanenlerdir. Yal yapraa doru gittike miktarlar

azalr. Tanen, tannik asit olarak da bilinir. ekil 2.12de tanenin molekler yaps

verilmitir. Tanenler polifenolik bileikler olup kolza, bakla ve sorgum gibi bitkilerden

elde edilen, ak sar-kahverengi toz, pul ya da sngersi bir ktle halindeki biimsiz

madd

ankara Ünİversİtesİ fen bİlİmlerİ enstİtÜsÜ yÜksek...

Documents