Transcript Atık Çam Fıstığı Kabuğunun Fiziksel ve Kimyasal Aktivasyon

KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM
ÜNİVERSİTESİ
ORMAN FAKÜLTESİ
ORMAN ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ
BÖLÜMÜ
Mehmet Şehmuz Çetinkaya, M. Hakkı Alma, Tufan Salan, Fırat Ulgur,


Pistacia cinsinin hemen bütün
türlerine sert kabuklu fıstık
denirse de bu isim doğru olarak
sadece ‘‘ Pistacia Vera L.’’ türüne
verilir.
Pistacia cinsi içerisindeki 10 veya
daha fazla sayıdaki türlerden
sadece
Pistacia
vera
L.
(antepfıstığı) ticari alanda değere
sahip olup, kuruyemiş olarak
alınıp satılan ve meyveleri yenen
bir ürün olarak kabul edilir.
Antepfıstığı, dünyada kuzey ve
güney yarım kürelerinin 30- 450
paralellerinin
uygun
mikro
klimalarında yetişmektedir.




Ülkemiz, kuzey yarıküresinde ve fıstığın gen
merkezi üzerindedir.
Antepfıstığının kültür formlarının gen merkezi
ise Anadolu, İran, Suriye, Afganistan ve
Filistin olduğu bildirilmektedir.
Güneydoğu Anadolu bölgesi antepfıstığı
üretimi bakımından Türkiye antepfıstığı
üretiminin %94,2’sini (32.986 ton) karşılar.
Bölge üretiminin, %80,3'ü (26.498 ton) ve
Türkiye üretimini %75,7 si yalnız Şanlıurfa ve
Gaziantep illerimizden sağlanmaktadır.

Günümüzde dünyada yıllık üretimi 250.000
tona ulaşan antepfıstığı, özellikle Türkiye,
İran ve ABD’de yetiştirilmektedir. Ülkemiz
genelinde
56
ilde
üretilmekte
olan
antepfıstığının en yoğun olarak yetiştirildiği il
Gaziantep’tir. 2013 yılı verilerine göre Türkiye
antepfıstığı ürün verimi 88.600 tondur.
Türkiye'de yaygın olarak çeşitleri Gaziantep,
Siirt, Kırmızı, Uzun, Halebi ve Ohadi çeşididir.

Elde edilen antepfıstığının % 40- 45
oranındaki
kısmının
kabuk
olduğu
düşünüldüğünde 35.000-36.000 ton kabuk
olduğu görülmektedir. Bu durum; antep fıstığı
kabuğunun endüstriyel alanda kullanıldığında
ciddi boyutlarda ekonomiye ciddi avantaj
sağlayacağını göstermektedir.


Yaygın
olarak
kullanılan
endüstriyel
adsorbanlar arasında çevre kirliliğini kontrol
amacıyla, şu anda kullanılan adsorbanların en
önemlisi, yüksek gözenekliliğe sahip aktif
karbonlardır.
Ticari olarak aktif karbonlar, odun, turba,
linyit, kömür, mangal kömürü, kemik,
Hindistan cevizi kabuğu, pirinç kabuğu, fındık
kabuğu ve yağ ürünlerinden elde edilen
karbonların çeşitli işlemlerden geçirilerek
aktive edilmesiyle elde edilirler.


Yüzey Alanı
Aktif karbonun iç yüzeyi(aktifleştirilmiş yüzey) çoğunlukla
BET yüzeyi olarak (m2/g) ifade edilir. Yüzey alanı sıvı azot
(N2) kullanılarak ölçülür.
Örneğin;
Su
arıtımında
kullanılan
aktif
karbon
taneciklerinin iç yüzey alanının yaklaşık 1000 m2/g olması
istenmektedir.
Aktif karbonun adsorban olarak tercih edilmesinin başlıca
iki nedeni vardır. Bunlar;
1. Belirli maddeleri çekebilmesi için çekici bir yüzeye,
2. Fazla miktarda maddeyi tutabilmesi için geniş bir yüzeye
sahip olmasıdır.

Gözenek Büyüklüğü;
Kirliliğin giderilmesinde
etkili olan diğer bir
parametre de gözenek
büyüklüğüdür. Gözenek
büyüklüğünün
belirlenmesi, karbonun
özelliklerinin
anlaşılmasında oldukça
kullanışlı bir yöntemdir.



Aktif karbon üretimi için, karbonca fakir
olmayan tüm maddeler, çeşitli aktifleştirme
yöntemleriyle aktifleştirilerek kullanılabilirler.
Bu
aktifleştirme
yöntemleri
kimyasal
aktivasyon ve gaz aktivasyonu (Fiziksel
aktivasyon) olmak üzere ikiye ayrılır.
Çalışmamızda her iki yöntem de denenmiştir.


Antepfıstığından elde edilen antep fıstığı
kabuk kısmı öğütücü değirmende öğütüldü.
Öğütülen kabuklar elendikten sonra 20 mesh
boyutundakiler aktivasyon için alındı.


Kimyasal aktivasyon işleminde kimyasal
olarak ZnCl2 kullanıldı.
100 gr alınan elenmiş kabuk örneğine 100 gr
ZnCl2 (1/1) ve 100 gr alınan elenmiş kabuk
örneğine 50 gr ZnCl2 (1/0,5) eklenerek
aktivasyon işlemine hazır hale getirildi.

Kimyasal yöntem ile üretimi yapılacak olan
antep fıstığı kabukları aktivasyon reaktörüne
koyuldu. 550 0C de 1 saat boyunca 1lt/saat
N2 akışında ayrı ayrı aktivasyon işlemi yapıldı.

Aktivasyon
işlemi
ardından elde edilen
numuneler 1 M HCl
çözeltisi içerisinde 1
saat
boyunca
kaynatılarak
aktivasyon
işlemi
sonrasında
geriye
kalan kimyasallardan
temizlendi.

Yıkama suyunun PH’ı 6-7 seviyesine gelene
kadar yıkandı.


Etüvden çıkarılan numuneler hazırlanarak
BET, SEM ve EDX analizleri yapıldı.
BET analizi için analiz öncesinde 300 C de 6
saat gaz giderme (degassing) işlemi yapıldı.

Yapılan analizler sonucunda elde edilen sonuçlar
aşağıdaki gibidir;
BET ANALİZİ
Gr/m2
1/0,5
1/1
Hammadde/K Hammadde/K
atalizör
atalizör
1.050.307
gr/m2
1505,377
gr/m2

SEM ANALİZİ
1/0,5 Hammadde/Katalizör
1/1 Hammadde/Katalizör
1/0,5 Hammadde/Katalizör
1/1 Hammadde/Katalizör
Tablo 2. Elementel Analiz Sonuçları
1/0,5 Hammadde/Katalizör
C : % 78,665
N : % 1,1633
1/1 Hammadde/Katalizör
C : % 72,024
N : % 1,2200
Tablo 3. XRF Analizi Sonuçları (1/0,5)
Formula
Concentration
Formula
Concentration
Cl
33,67%
Cl
32,14%
Zn
24,35%
ZnO
28,20%
Si
1,21%
SiO2
2,53%
Fe
0,41%
Fe2O3
0,55%
Ca
0,29%
CaO
0,39%
P
0,15%
P2O5
0,33%
S
0,12%
SO3
0,30%
K
0,10%
K2O
0,11%
Cr
0,07%
Cr2O3
0,10%
Cu
0,07%
CuO
0,08%
Mn
0,05%
MnO
0,06%
Mg
0,03%
MgO
0,05%
Ni
0,01%
NiO
0,01%
Tablo 4. XRF Analizi Sonuçları (1/1)
Formula
Concentration
Formula
Concentration
Cl
27,68%
Cl
26,85%
Zn
13,49%
ZnO
16,01%
Si
1,43%
SiO2
3,03%
Fe
0,23%
Fe2O3
0,31%
Ca
0,20%
SO3
0,29%
Cr
0,13%
CaO
0,27%
P
0,12%
P2O5
0,27%
S
0,12%
Cr2O3
0,19%
Cu
0,06%
CuO
0,07%
Mn
0,03%
MnO
0,04%
Ti
0,02%
TiO2
0,03%
Ni
89 PPM
NiO
0,01%
Elde edilen sonuçlara göre;
 Antepfıstığı kabuğundan kimyasal yöntem ile
aktif karbon üretimi yapıldı.
 1/1 hammadde/Katalizör oranında üretilen
aktif
karbonun
yüzey
alanının
1/0,5
Hammadde/Katalizör oranında üretilene göre
daha yüksek olduğu görülmektedir.
 Elde edilen sonuçlara göre kimyasal yöntem
ile üretim yapıldığında kullanılan kimyasal
oranının artması yüzey alanını olumlu yönde
etkilediğini göstermektedir.
DİNLEDİĞİNİZ
İÇİN
TEŞEKKÜR EDERİM
Mehmet Şehmuz ÇETİNKAYA