BİYODİZELİN MOTORDA KALINTI OLUŞUMUNA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

1. DÜNYA BİYODİZEL GÜNÜ ALBİYOBİR 10 AĞUSTOS 2006 ANKARA BİYODİZELİN MOTORDA KALINTI OLUŞUMUNA ETKİSİNİN İNCELENMESİ Prof. Dr. Hüseyin ÖĞÜT Yrd. Doç. Dr. Hidayet OĞUZ Arş. Gör. Tanzer Eryılmaz Yrd. Doç. Dr. Hakan Okyay Mengeş SELÇUK ÜNİVERSİTESİ biyodizel@selcuk.edu.tr H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

2. Biyodizel çalışmaları nasıl başladı ? • ABD ve AB ülkelerinde özellikle 1990 yılından sonra başlayan “Temiz Enerji” hareketleri sayesinde, petrole bağımlılığı azaltmak üzere pek çok bilimsel çalışma yapılmış ve yasal düzenlemelerle yeni enerji politikaları oluşturulmuştur. • Ülkemizdeki biyodizel çalışmaları da 1990’lı yılların sonuna doğru Akademik alanda başlamış ve son 2-3 yılda da yaygınlaşmıştır. • Yerli kaynaktan yapılan biyodizel yakıtına “Petrol Piyasası Kanunu” ile getirilen oransal ÖTV istisnası nedeni ile, ülkemizde önemli sayıda Biyodizel üreticisi firma oluşmuştur. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

3. İyot Sayısı Biyodizel için bir kalite parametresidir ! • Ester içeriği • Yoğunluk • Parlama noktası • Kükürt içeriği • İyot sayısı • Setan sayısı • Esterleşme reaksiyonunun tamamlanması • Serbest gliserol • Alkol ve katalizör kalıntısı • Viskozite • Asit değeri • Su içeriği • Oksidasyon kararlılığı • Depolama Şartları H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

4. İyot sayısı Yağ ve Motor için ne anlam taşır ? • Yağın doymamışlılığının bir ölçüsüdür, • Yağların ayırt edici ve karakteristik özelliğidir, • Biyodizelin iyot sayısı yağın iyot sayısı ile aynıdır, • Hayvansal yağların iyot değeri düşüktür, ancak akış özellikleri iyi değildir, • Yüksek iyot sayılı yakıtlar enjektör deliklerinde tıkanmalara veya yanma odasında polimerleşmeye ve hasara sebep olabilmektedir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

5. TS EN 14214 de en çok 120olan bu değer; • TS EN 14213 de ise en çok 130olarak verilmektedir. • Amerikan Biyodizel standardı olan ASTM D 6751 de İyot sayısına yer verilmemektedir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

6. Bazı bitkisel yağların iyot sayıları ve önemli özellikleri H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

7. 2005 yılında ODTÜ-PAL de yapılan bir çalışmada analiz için getirilen biyodizellerin iyot sayıları tespit edilmiş ve % 50 sinin standarda uygun olmadığı belirlenmiştir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

8. Türkiye’de Üretilen Biyodizellerin iyot sayıları(Okandan, 2005) H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

9. TSE tarafından yayınlanan TS EN 14214 Biyodizel standardında, sektör tarafından en çok tartışılan konulardan birisi iyot sayısıdır. • Üst sınırı 120 olarak sınırlanan iyot sayısına uygun numune sayısının % 50 den fazla olduğu görülmektedir. • Uygun yağ karışımları ile üretilecek biyodizelin bu sınır değerleri sağlayabileceği anlaşılmaktadır (Okandan, 2005). H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

10. İspanya yerli hammadde kullanabilmek için İyot sayısını 140 olarak uygulamak istemekte; • Ancak AB’nin ilgili Komisyonu İspanya’ya bu konuda baskı yapmaktadır. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

11. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

12. Bu çalışmada iyot sayıları birbirinden farklı olan soya yağı biyodizeli,Ayçiçek yağı biyodizeli ve pamuk yağı biyodizeli motorda denenerek enjektörde ve yanma odasında meydana gelen değişiklikler incelenmiştir. • Denemelerde şahit yakıt olarak motorin kullanılmıştır. • Ayrıca her iki biyodizelin 100’er saatlik denemesi sonucunda motor yağında meydana gelen seyrelme incelenmiştir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

13. MATERYAL ve METOT • Ayçiçek yağı biyodizeli Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi bünyesinde kurulu bulunan Biyodizel laboratuarındaki PLC destekli Pilot üretim tesisinde üretilmiştir. • Üretimde alkol olarak; Metil alkol ve Katalizör olarak NaOH kullanılmıştır. • Soya ve Pamuk yağı biyodizeli Konya’da faaliyetini sürdüren ve akredite laboratuardan alınmış EN 14214’e uygunluk belgesine sahip olan bir biyodizel üretim tesisinden temin edilmiştir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

14. Motor denemesi S.Ü. Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulunda bulunan ve teknik özellikleri aşağıda verilen yeni durumdaki tek silindirli 4 zamanlı dizel bir motorda gerçekleştirilmiştir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

15. Denemelere başlamadan önce gerek yağların gerekse bunlardan üretilen biyodizellerin özellikleri belirlenmiştir. • Ölçümlerde DPT 2004/7 nolu proje kapsamında kurulan S.Ü. Ziraat Fakültesi Biyodizel laboratuarındaki cihazlardan faydalanılmıştır. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

16. Soya, Ayçiçeği ve Pamuk yağı ile bunlardan üretilen biyodizel yakıtının özellikleri H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

17. Denemelere başlamadan önce motor sökülerek enjektörü temizlenmiş ve enjektör testine tabi tutulmuştur. • Enjektör testleri Merlin marka enjektör test cihazında yapılmıştır. • Aynı şekilde silindir kafası ve piston üst yüzeyi sökülerek temizlenmiştir. • Denemeye önce soya yağı biyodizeli ile başlanmış daha sonra Ayçiçeği,Pamuk ve Motorinle devam edilmiştir. • Motor her bir yakıt ile toplam 100 saat çalıştırılmıştır. • Başlangıçta, 50 saat ve 100 saat sonra enjektör sökülerek enjektör üzerindeki birikinti tartılarak ölçülmüş yine her 50 saat sonunda enjektör testi yapılmıştır. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

18. Her 100 saatlik çalışmanın sonunda motor kafası sökülerek motor kafasındaki ve yanma odasındaki kalıntı oluşumu incelenmiştir. • Motor 1800 d/d da Konya Alaeddin Keykubat Kampüsü’nde 1144 m rakımda, ortalama sıcaklık 28 oC ve ortalama bağıl nem % 30.77 olan çevre şartlarında gerçekleştirilmiştir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

19. SONUÇ VE TARTIŞMAEnjektörde Meydana Gelen Birikintiler • Her üç biyodizel ve motorin ile çalışma esnasında her 50 saatte enjektör sökülerek enjektör testi yapılmıştır. • Enjektör testi sonunda çalışma başlangıç basıncı 118 bar olarak ölçülmüş ve denemeler müddetince bu çalışma basıncı değişmemiştir. • Enjektör memesinde herhangi bir tıkanma meydana gelmemiştir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

20. Soya, Ayçiçeği ve Pamuk yağı biyodizelleri ile Motorin ile çalışma esnasında enjektör testi ve enjektörde birikinti miktarları H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

21. Soya biyodizeli ile çalışma esnasında enjektörlerde meydana gelen birikintiler 0 50 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

22. Ayçiçek biyodizeli ile çalışma esnasında enjektörlerde meydana gelen birikintiler 0 50 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

23. Pamuk biyodizeli ile çalışma esnasında enjektörlerde meydana gelen birikintiler 0 50 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

24. Motorin ile çalışma esnasında enjektörlerde meydana gelen karbon birikintileri 0 50 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

25. Silindir Kafasında Meydana Gelen Birikintiler • Soya yağı biyodizeli ile çalışmaya başlamadan önce silindir kafası sökülerek temizlenmiş ve fotoğraflanmıştır. • Daha sonra 100 saatlik çalışmanın sonunda tekrar sökülerek silindir kafasının fotoğrafı çekilmiştir. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

26. Soya yağı biyodizeli çalışması sonunda silindir kafasında meydana gelen birikintiler 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

27. Ayçiçek yağı biyodizeli çalışması sonunda silindir kafasında meydana gelen birikintiler 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

28. Pamuk yağı biyodizeli çalışması sonunda silindir kafasında meydana gelen birikinti 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

29. Motorin ile çalışması sonunda silindir kafasında meydana gelen birikinti. 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

30. Soya yağı biyodizeli çalışması sonunda yanma odasında meydana gelen birikintiler 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

31. Ayçiçek yağı biyodizeli çalışması sonunda yanma odasında meydana gelen birikintiler 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

32. Pamuk yağı biyodizeli çalışması sonunda yanma odasında meydana gelen birikinti 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

33. Motorin ile çalışması sonunda yanma odasında meydana gelen birikinti 0 100 H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

34. Yağlama Yağında Meydana Gelen Değişmeler • Çalışmalar esnasında aynı zamanda motor yağlama yağıda incelenmiştir. • Her bir biyodizel ile çalışmaya başlamadan önce motor yağı değiştirilmiş ve 100 saatlik çalışmanın sonunda seyrelme olup olmadığına kinematik viskoziteler ölçülerek bakılmıştır. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

35. Yeni motor yağının viskozitesi 112,05 mm2/s iken Soya biyodizeli ile 100 saat çalışma sonrasında 85,158 mm2/s ye; Ayçiçek biyodizeli ile 100 saat çalışma sonrasında 83,813 mm2/s ye; Pamuk yağı biyodizeli ile 100 saat çalışma sonrasında 71,93 mm2/s ye ve motorin ile saat çalışma sonrasında 80,60 mm2/s ye düşmüştür. Soya, Ayçiçeği, Pamuk Yağı Biyodizelleri ve Motorinin 100’er saatlik kullanımı sonrasında motor yağında meydana gelen değişme H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

36. Çalışma verilerine göre motor yağında dikkate değer bir seyrelme gözlenmiş ancak bunun iyot sayısına göre değişmediği sonucuna varılmıştır. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

37. Sonuç olarak çalışma süresisonunda İyot Sayıları farklı her üç biyodizelde de motor çalışmasını engelleyecek düzeyde bir aksaklıkla karşılaşılmamıştır. • Ancak çok daha doğru sonuçlara varabilmek için deneme süresinin uzun tutulması ve oksidasyon kararlılığının da incelenmesi yerinde olacaktır. H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş

38. TEŞEKKÜRLER Prof. Dr. Hüseyin ÖĞÜT Yrd. Doç. Dr. Hidayet OĞUZ Arş. Gör. Tanzer Eryılmaz Yrd. Doç. Dr. Hakan Okyay Mengeş biyodizel@selcuk.edu.tr H. Öğüt, H. Oğuz, T Eryılmaz, H. Mengeş