İnek, at, deve gübresi ve mısır silajından biyogaz üretimi

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Nurlan AKHMETOV

Danışman: İrfan Ar

Özet:

Bu çalışmada inek, at, deve gübresi ve mısır silajından anaerobik sindirim sisteminde biyogaz üretimi araştırılmıştır. Deneyler laboratuvar ortamında 0,5 L kapasiteli biyoreaktörlerde, kesikli anaerobik sindirim yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Deneyler mezofilik sıcaklık (37±2°C) koşullarında, 32 gün boyunca yürütülmüştür. Sistemin pH değeri biyogaz üretimi için uygun (6,8-7,8) aralıkta tutulmuştur. Deneyde 3 farklı toplam katı madde (TKM) oranı, 3 farklı aşılama oranı (AO) ve 3 farklı substrat karışım (SKO) oranı uygulanan 15 adet biyoreaktör çalıştırılmıştır. Deney sonunda en yüksek biyogaz verimi 494 mL/gUKM ile TKM oranı %8, AO oranı %30 ve SKO (i45/a25/d25/s5) olan C4 uygulamasında elde edilmiştir. Elde edilen deney sonuçlarının istatistiksel değerlendirilmesi “Minitab-21.1.1.0” programı ile sağlanmıştır. Optimizasyon çalışması için cevap yüzey yönteminde (CYY) Box-Behnken deneysel tasarımı kullanılmıştır. Varyans analizinde (ANOVA) R2 değerleri kümülatif biyogaz üretimi, biyogaz verimi, metan oranı ve UKM giderimi için sırasıyla %98,29, %94,72, %91,02 ve %98,41 olarak elde edilmiştir. CYY sonuçlarına göre optimum koşullar TKM, SKO ve AO için %8, 1,87 ve %26,97 şeklinde bulunmuş ve bu koşullarda kümülatif biyogaz üretimi 5000,31 mL, biyogaz verimi 456,79 mL/gUKM, metan oranı %59 ve UKM giderimi %58,07 olarak gerçekleşmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde laboratuvar ölçekli kesikli anaerobik sindirim sisteminde belirlenen en yüksek biyogaz verimine sahip optimum karışım (%8 TKM, SKO (i45/a25/d25/s5) ve %30 AO) 13,25 litre kapasiteli biyoreaktörde aynı şartlar altında yarı-kesikli anaerobik sindirim yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Biyoreaktör 50 gün çalıştırılmıştır. En yüksek biyogaz verimi 2,31 L/gUKM olarak belirlenmiştir. Kümülatif biyogaz üretimi 312,74 L ve en yüksek metan oranı ise % 63 olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler : Biyogaz, anaerobik sindirim, hayvan gübreleri, mısır silajı