Valorization of spent coffee grounds into biodiesel: Blending with alcohols, engine performance and FT-IR TGA, DSC and NMR characterizations

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: OMAR KHALID MUSTAFA AL-RUBAYE

Danışman: Abdulaziz Atabani

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kahve ferahlatıcı özelliklerinden dolayı günlük olarak büyük miktarlarda tüketilen dünya çapında popüler bir içecektir. Kahve yapım süreci esnasında, atık kahve telvesi (AKT) olarak bilinen koyu kahverengi renkte bir atık üretilir. AKT dünya çapında bol miktarda bulunan değerli bir organik atıktır. Bu atık çeşitli biyodizel türleri ve katma değerli ürünler üretme konusunda onu umut verici bir kaynak yapan göze çarpan özelliklere sahiptir. Bu tez çalışması bu atığı biyodizele dönüştürmeyi amaçlamaktadır. AKT'nin yağ içeriğinin ~12 mg KOH/g olarak bulunmuştur. Çıkarılan yağın (AKTY) ~24 mg KOH/g'lık (kütleye göre) yüksek asit değeri ihtiva ettiği tespit edilmiştir. Bu nedenle, atık kahve telvesi yağ metil esteri (AKTYME) metanol ile birlikte KOH kullanan alkalin katalize ester dönüştürme işlemlerinin takip ettiği HCL kullanan asit katalşze etme işlemi ve 60 °C derecede ısıtmadan oluşan iki aşama vasıtasıyla sentezlenmiştir. AKTYME 49.98'lik setan sayısı, 3.32 mm2/s'lik kinematik viskozite (40 °C derecede), 137.5 °C derecelik parlama noktası, 891.9 kg/m3'lük yoğunluk (15 °C derecede), 3.79 h'lik oksitlenme kararlılığı ve 39.11 MJ/kg'lık daha yüksek ısınma değerinden oluşan ASTM D 6751 biyodizel standartları tarafından belirlenen sınırı sağlamaktadır. AKTYME'nin fizyokimyasal özellikleri ve onun Euro dizel ve bütanol, pentanol ve oktanlı gibi yüksek alkollerle ikili ve üçlü karışımları incelenmiştir. Bu karıştırma stratejisini uygulayarak, üçlü karışımların yoğunluklarının Euro dizele çok yakın bulunduğu noktada hem yoğunluk hem de soğuk akış özelliklerinde ilerleme gözlemlenmiştir. Ayrıca, biyodizel-dizel karışımlarına bütanol, pentanol ve oktanol eklenmesinin etkisini incelemek için DAC, FT-IR, UV-Vis, TGA ve NMR'nin hızlı, ucuz ve güvenilir özellikleri bu çalışmada kullanılmıştır. Son olarak, BP, BSFC'nin motor performans parametreleri ve CO, CO2, HC, NOx ve EGT'nin fren ısıl verimliliği ve emisyon özellikleri incelenmiş ve bu biyodizel-dizel karışımlarına yüksek alkolleri eklemenin olumlu yanlarını kanıtlamıştır.