Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/11147/12624
Title: Anaerobic digester modelling for production of biogas from waste hazelnut husk
Other Titles: Atık fındık kapçığından biyogaz üretimi için havasız çürütücü modellemesi
Authors: Şeker, Erol
Demir, Ozan
Keywords: Hazelnut husk
Biogas
Anaerobic digestion
Issue Date: Jul-2022
Publisher: Izmir Institute of Technology
Abstract: Anaerobic digestion is a degradation process of complex organic matters into methane and carbon dioxide in an oxygen-free environment maintained by microorganisms. An advantage, besides energy production, is it is a waste management technique. Hazelnut husk is a valuable raw material for the anaerobic digestion process with more than 55 % cellulose and hemicellulose content. Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1) developed by IWA Group was used in this study. This master thesis modeled biogas production by co-digestion of cattle manure and hazelnut husk process in MATLAB. The goal was to evaluate the methane amount of a household bioreactor. Tanks-in-series model with 3 CSTRs was chosen after residence time distribution (RTD) analysis. Ten different cases were investigated to show the effects of carbon source/manure ratio, temperature, carbon source type, total solid (TS) amount, reactor type, and RTD analysis. The carbon source/manure ratio improves the methane yield as it increases. When the ratio is 1, methane yield is 0.229 L/kgVS whilst yield is 0.224 L/kgVS if the ratio is 0.1. The temperature effect on the process is significant. In the thermophilic case, the methane production is 0.432 L/d which is the highest amount compared to mesophilic and psychrophilic cases. When food waste is used as a carbon source with a ratio of food waste/manure of 0.1, the methane production is 0.410 L/d while it is 0.403 L/d in hazelnut husk digester. When the TS amount is doubled, the methane yield goes down from 0.224 to 0.149 L/kgVS because the residence time is not long enough to digest it as well as in case with lower total organic carbon level. In unmixed, mixed, and Chinese Dome Digester types of reactors, methane productions are 0.403, 0.646, and 0.552 L/d, respectively. In the ideal case, the methane production is 1.525 L/d which indicates the necessity of RTD analysis.
Anaerobik çürütme, mikroorganizmalar tarafından sağlanan oksijensiz bir ortamda karmaşık organik maddelerin metan ve karbondioksite bozunma sürecidir. Enerji üretiminin yanı sıra bir avantajı da atık yönetimi tekniği olmasıdır. Fındık kapçığı, %55'ten fazla selüloz ve hemiselüloz içeriği ile anaerobik çürütme işlemi için değerli bir hammaddedir. Bu çalışmada IWA Group tarafından geliştirilen Anaerobik Sindirim Modeli No. 1 (ADM1) kullanılmıştır. Bu yüksek lisans tezi, MATLAB'da sığır gübresi ve fındık kabuğu prosesinin birlikte çürütülmesiyle biyogaz üretimini modellemiştir. Çalışmanın amacı, bir ev tipi biyoreaktörün metan miktarını değerlendirmektir. Bekleme süresi dağılımı (RTD) analizinden sonra 3 seri bağlı CSTR modelinin uygun olduğu görülmüştür. Karbon kaynağı/gübre oranı, sıcaklık, karbon kaynağı türü, toplam katı (TS) miktarı, reaktör türü ve RTD analizinin etkilerini göstermek için 10 farklı durum incelenmiştir. Karbon kaynağı/gübre oranı arttıkça metan verimi de artar. Oran 1 olduğunda metan verimi 0.229 L/kgVS, oran 0.1 ise verim 0.224 L/kgVS'dir. Proses üzerindeki sıcaklığın etkisi önemlidir. Termofilik durumda metan üretimi 0,432 L/d ile mezofilik ve psikrofilik durumlara göre en yüksek miktardır. Gıda atığı/gübre oranı 0.1 olan reaktörde, gıda atıkları karbon kaynağı olarak kullanıldığında metan üretimi 0.410 L/d iken fındık kabuğu kullanılan çürütücüde 0.403 L/d'dir. TS miktarı iki katına çıkarıldığında, metan verimi 0.224'ten 0.149 L/kgVS'ye düşer, çünkü kalış süresi onu sindirmek için yeterince uzun değildir. Karışmamış, karışık ve Chinese Dome Digester tipi reaktörlerde metan üretimleri sırasıyla 0.403, 0.646 ve 0.552 L/d'dir. İdeal durumda metan üretimi 1.525 L/d'dir ve bu da RTD analizinin gerekliliğini gösterir.
Description: Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2022
Includes bibliographical references (leaves. 73-80)
Text in English; Abstract: Turkish and English
URI: https://hdl.handle.net/11147/12624
https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=sELqxhTlFGAjsbjOuuiyCAcCz-Fal9fuSfkedOFVvQ-3PxtjT1QX_ErgkBekP4jy
Appears in Collections:Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
10485261.pdfMaster Thesis1.52 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record



CORE Recommender

Page view(s)

164
checked on Feb 23, 2024

Download(s)

100
checked on Feb 23, 2024

Google ScholarTM

Check





Items in GCRIS Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.