I

T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ

MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

Odun-Sunta TalaĢı Briketleme Makinası

MM 4006 BĠTĠRME ÇALIġMASI

Can DURGUN

Ebru ÇAKIR

Selçuk DEMĠR

I.ÖĞRETĠM

HAZĠRAN-2018

TRABZON

II

T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ

MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

Odun-Sunta TalaĢı Briketleme Makinası

MM 4006 BĠTĠRME ÇALIġMASI

Can DURGUN

Ebru ÇAKIR

Selçuk DEMĠR

I.ÖĞRETĠM

JÜRĠ ÜYELERĠ

DANIġMAN : Prof. Dr. Levent GÜMÜġEL ………………………

DANIġMAN : Doç. Dr. Mehmet ĠTĠK ………………………

DANIġMAN : Dr. Öğr. Üyesi Nurhan G. ÖZMEN ………………………

BÖLÜM BAġKANI: Prof. Dr. Burhan ÇUHADAROĞLU

HAZĠRAN-2018

TRABZON

III

TRABZON

ÖN SÖZ

Bu tez çalıĢmasında Türkiye’de odun-sunta talaĢı atıklarının geri dönüĢtürülerek

değerlendirilmesi ve ülkemizin enerji kaynağı açısından dıĢa bağımlılığını azaltmak amacıyla odun-

sunta talaĢı briketleme makinası imalatı yapılmıĢtır.

Öncelikle tez konusunda yardımcı olan tez danıĢmanlarımız Prof. Dr. Levent GÜMÜġEL,

Doç. Dr. Mehmet ĠTĠK, Dr. Öğr. Üyesi Nurhan GÜRSEL ÖZMEN’ e teĢekkürlerimizi sunarız.

Kaynak aramak için yardım talep ettiğim Erzincan’da faaliyet gösteren Pelder Biyoyakıt Pelet ve Isı

Cihazları Üreticileri Derneği Üyesi olan Ġsmail KANTAR’a ve KTÜ Orman Endüstri Mühendisliği

Bölümünde Öğr. Gör. Osman ÖZTÜRK’e bu tez sürecinde bizden desteğini esirgemeyen ve her

zaman yanımızda olan sevgili ailelerimize teĢekkürlerimizi borç biliriz.

Ebru ÇAKIR

Selçuk DEMĠR

Can DURGUN

Trabzon - 2018

IV

ĠÇĠNDEKĠLER

ÖN SÖZ................................................................................................................................................................ III

İÇİNDEKİLER ........................................................................................................................................................ IV

ÖZET ..................................................................................................................................................................... V

ABSTRACT ........................................................................................................................................................... VI

ŞEKİLLER DİZİNİ .................................................................................................................................................. VII

TABLOLAR DİZİNİ .............................................................................................................................................. VIII

1. GENEL BİLGİLER ........................................................................................................................................... 1

1.1. TASARIMIN AMACI, HEDEFLERİ VE ÖZGÜNLÜĞÜ ................................................................................ 1

1.2. TASARIM PROBLEMİNİN KISITLARI VE KOŞULLARI .............................................................................. 2

1.3. KARŞILAYABİLECEĞİ GEREKSİNİMLER .................................................................................................. 4

1.4. LİTERATÜR TARAMASI ......................................................................................................................... 5

2. YAPILAN ÇALIŞMALAR ................................................................................................................................. 9

2.1. MOTOR VE REDÜKTÖR ........................................................................................................................ 9

2.2. KAPLİN BAĞLANTISI ........................................................................................................................... 10

2.3. MERKEZLEME PARÇASI ...................................................................................................................... 11

2.4. DARALTICI KALIP ................................................................................................................................ 12

2.5. ELEKTRİK BAĞLANTILARI .................................................................................................................... 13

2.5.1. KONTROL DEVRESİ ..................................................................................................................... 13

2.5.2. GÜÇ DEVRESİ ............................................................................................................................. 13

2.5.3. REZİSTANS DEVRESİ ................................................................................................................... 14

3. BULGULAR ................................................................................................................................................. 15

4. TARTIŞMA .................................................................................................................................................. 16

5. SONUÇLAR ................................................................................................................................................. 21

6. ÖNERİLER ................................................................................................................................................... 22

7. KAYNAKLAR ................................................................................................................................................ 23

V

ÖZET

Odun TalaĢı Briketleme Makinası Tasarımı

Briket, ısınma için uygun enerji seviyesine sahip sıkıĢtırılmıĢ, tutuĢabilir bloktur. Briket

gazete, kereste atığı gibi atık malzemelerden veya belli ölçüde sıkıĢtırılmıĢ biyokütle atıklarından

oluĢur. Genellikle kömür, odun gibi yakıtlar yerine kullanılır. Briketlerin yanması briketin hangi tür

malzemeden yapıldığına bağlıdır. Briketleme için materyalin düĢük yoğunluk ve düĢük nem oranında

olması gerekir. SıkıĢtırma iĢlemi ürünün yoğunluğunu arttırarak düzgün boyut ve formda olmasını

sağlar. Kereste fabrikaları özellikle odun talaĢı ve tahta talaĢı atığı üretirler fakat uygun Ģekilde imha

etmezler. Atıkların açık havada yakılması çevre kirliliğine ve küresel ısınmaya etken faktördür.

Alternatif enerji kaynaklarına talebin artması kömür ve petrol kaynaklarının dıĢında briketlemeye

olan ilginin artmasına yol açmıĢtır. Ayrıca briketleme iĢlemi atıkların imha edilmesindeki zorlukları

ortadan kaldırdı. Ülkemizde Orman Genel Müdürlüğü‘nün yıllık endüstriyel odun üretimi ortalama

16 milyon metreküptür ve bu orman ürünlerinden binlerce metreküp artık odun tozu ve talaĢı

meydana gelmektedir. OluĢan bu odun artıklarını briket yaparak yakıt olarak değerlendirmek

mümkündür.

Bu çalıĢmada vidalı briket makinasının tasarımı ve imalatı konu edilecektir. Briket makinası

daralan ekstrüzyon vidalı pres makinasıdır. Temel olarak güç veren bir motordan, vida , redüktör

biriktirme alanı ve ısıtıcı rezistansdan oluĢur. Redüktör motordan aldığı gücü belli çevrim oranıyla

vida boyunca iletir. Motor çalıĢmaya baĢladığında talaĢ, makinanın besleme gözüne doğru iletilir

ardında konveyör vida yardımıyla birikme alanında sıkıĢtırılır ve daralan kısma doğru kalıptan

geçirilir. Bu Ģekilde briket ürünü elde edilir

Anahtar Kelimeler : Biyokütle, briketleme makinası, vidalı pres, odun talaĢı

VI

ABSTRACT

Design of Sawdust Briquette Machine

A briquette is a block of compressed combustible energy carrier suitable for heating.

Briquettes are made from waste materials such as old newspaper, sawmill wastes or partially

compressed biomass waste. They are largely used as fuel instead of charcoal, firewood or coal. The

burning of briquettes depends on the materials used for making them. Briquettes are largely

combustible materials made from loose or low density wastes but compressed together into a solid.

The compression leads to a product of higher bulk density, uniform size and shape.The sawmilling

industries generate a lot of wastes especially wood sawdust and plank shavings but do not have a

proper means of disposing them. These wastes are burnt in the open air causing environmental

pollution and contributing to global warming. Increasing demand for alternative energy sources aside

from charcoal and petroleum products as well as waste disposal challenges has lead to increased

interest in the production of briquettes.Annual industrial wood production of Directorate General of

Forestry in our country is an average of 16 million m3. Thousands of cubic meters of waste wood

dust and sawdust is produced besides these forest products which are processed in accordance with

the purpose of use.

In this project work, design and manufacturing of screwed briquetting machine will be

discussed.The briquette machine is a single extrusion die screw press. It consists mainly of driving

motor, screw, reducer, heater and the housing with a hopper. The gearbox transmits the power of the

motor through the screw at a certain cycle rate. When the motor is started, raw materials are fed into

the machine through the hopper; the raw materials are compressed in the barrel, and extruded

through the die.In this way,products of briquette was obtained.

Keywords: Biomass,briquetting machine,screw press,sawdust

VII

ġEKĠLLER DĠZĠNĠ

Sayfa No

ġekil 1 Elektrik Motoru ......................................................................................................................... 9

ġekil 2 DiĢli Kaplin .............................................................................................................................. 10

ġekil 3 Merkezleme parçasının ilk ve imalat sonrası hali .................................................................... 11

ġekil 4 Daraltıcı kalıp ve rezistans sistemi .......................................................................................... 12

ġekil 5 Kontrol Devresi ....................................................................................................................... 13

ġekil 6 Güç Devresi ............................................................................................................................. 14

ġekil 7 Isıtıcı Kontrol Devresi ............................................................................................................. 14

ġekil 8 Ġlk briket makinası ................................................................................................................... 17

ġekil 9 Tipik Pistonlu Briketleme Makinesi ........................................................................................ 17

ġekil 10 Günümüzde kullanılan briketleme makinesi ......................................................................... 18

ġekil 11 GeliĢmiĢ pistonlu briketleme makinesi .................................................................................. 18

VIII

TABLOLAR DĠZĠNĠ

Sayfa No

Tablo 1 Türkiye’nin yıllık ana biyokütle üretim ve enerji değerleri [15] .............................................. 2

Tablo 2 Türkiye’nin yıllık ana biyokütle üretim ve enerji değerleri [16] .............................................. 2

Tablo 3 Yakıtların ısıl değerleri ............................................................................................................. 4

Tablo 4 Sonuçlar .................................................................................................................................. 15

Tablo 5 Helezonlu-pistonlu briketleme makinelerinin karĢılaĢtırılması (Acaroğlu ve Öğüt) ............. 19

1

1. GENEL BĠLGĠLER

1.1.TASARIMIN AMACI, HEDEFLERĠ VE ÖZGÜNLÜĞÜ

Dünyada artan nüfus ve geliĢmekte olan teknolojiye paralel olarak, enerji gereksinimi sürekli

olarak artmaktadır. Günümüzde kullanılan enerjinin büyük bir kısmı; petrol, doğal gaz ve kömür gibi

yenilenemeyen birincil fosil enerji kaynaklarından karĢılanmaktadır. Fosil enerji kaynakları sınırlı

rezervlere sahiptir ve yakın bir gelecekte tükenecektir. Ayrıca, fosil enerji kaynaklarının büyük

miktarlarda tüketilmesi, atmosferdeki karbondioksit emisyonlarının yüksek konsantrasyonlara

ulaĢmasına yol açmakta, bu da baĢta sera etkisi ve global ısınma gibi önemli çevresel ve iklimsel

sorunlara yol açmaktadır. BaĢta petrol ve doğal gaz olmak üzere, önemli fosil enerji kaynakları

belirli coğrafyalarda zengin rezervlere sahiptir. Fakat, Dünya genelinde bu enerji kaynaklarını ithal

ederek enerji ihtiyacını karĢılayan ülkelerin sayısı, enerji ihraç eden ülkelere kıyasla çok fazladır.

Enerjide dıĢa bağımlılık, gerek sanayileĢmiĢ gerek ise sanayileĢmekte olan ülkeleri ekonomik ve

siyasi açıdan olumsuz yönde etkilemektedir. Fosil enerji kaynaklarının yakıt olarak değil, çeĢitli

kimyasal maddelerin elde edildiği bir hammadde olarak değerlendirilmesinin daha mantıklı olacağı

görülmektedir. Bu nedenlerden dolayı; temiz, kolay bulunabilir ve yenilenebilir alternatif enerji

kaynaklarının kullanımının önemi giderek artmaktadır. Atmosferdeki net karbondioksit

emisyonlarının artmasına katkısı olmayan, hemen her iklim ve coğrafyada bol miktarda bulunabilen,

yenilenebilir bir enerji kaynağı olan biyokütledir. Karbon, hidrojen, azot gibi yanabilir bileĢenlere

sahip, bitkisel, hayvansal ve endüstriyel ürünler, yan ürünleri ile atıkları, kentsel katı atıklar ve

biyokatılar baĢlıca biyokütle kaynaklan olarak kabul edilmektedir. Biyokütle enerjisi yeterince

değerlendirilebildiği takdirde, dünyadaki enerji gereksiniminin tamamına yakınını temin edebilecek

bir potansiyele sahiptir. Biyokütle doğrudan yakılarak enerji elde edilebilmektedir. Fakat, biyokütle

kaynaklarının genel olarak yüksek oranda nem içermeleri ve yoğunluklarının düĢük olmalarından

ötürü; taĢınmaları, depolanmaları ve konvansiyonel yakma sistemlerinde yakılmaları sırasında bazı

sorunlar içeriyor. Bu nedenle biyoatığa taĢınabilme ve depolanma karakteristiklerini ve hacimsel ısı

değerini artıran, taĢıma masraflarını azaltan ve düzgün, temiz ve stabil yakıt özellikleri kazandıran

bir sıkıĢtırma ya da yoğunlaĢtırma iĢlemi uygulanmalıdır. Bu hedefler ıĢığında helezon vidalı

briketleme makinasının tasarımı ve imalatı tercih edilmiĢtir.

Akademik makalelerde ve Orman ĠĢletme Müdürlüğü’nün yayınlamıĢ olduğu sunumlarda

verilen değerlere göre en ideal briket için uygun basınç ve nem değerleri belirlenmiĢtir. Briketleme

makinesi, bilgisayar ortamında tasarlanıp imalat dosyaları oluĢturulmuĢ ve oluĢturulan tasarımın

atölye ortamında imalatı gerçekleĢtirilmiĢtir.

2

1.2.TASARIM PROBLEMĠNĠN KISITLARI VE KOġULLARI

Biyokütlenin enerji kaynağı olarak pek çok avantajı vardır . Bu avantajlar arasında , üretim ve

çevrim teknolojilerinin iyi bilinmesi, her ölçekte enerji verimi için uygun olması, düĢük ıĢık

Ģiddetlerinin yeterli olması, depolanabilir olması, 5-35 C arasında sıcaklık gerektirmesi, sosyo-

ekonomik geliĢmelerde önemli olması, çevre kirliliği ve sera etkisi oluĢturmaması, asit yağmurlarına

yol açmaması sayılabilir.

Türkiye’nin yıllık ana biyokütle üretim ve enerji değerleri Tablo 1.1 ve Tablo 1.2 ’de

verilmiĢtir.

Tablo 1 Türkiye’nin yıllık ana biyokütle üretim ve enerji değerleri [15]

Biyokütle Yıllık Potansiyel

(milyon ton )

Enerji Değeri

(milyon ton )

Yıllık Bitkiler 55 14.9

Çok Yıllık Bitkiler 16 4.1

Orman Artıkları 18 5.4

Tarım-Sanayi Artıkları 10 3.0

Orman Endüstri Artıkları 6 1.8

Hayvan Artıkları 7 1.5

Diğer 5 1.3

Toplam 117 32.0

Tablo 2 Türkiye’nin yıllık ana biyokütle üretim ve enerji değerleri [16]

Biyokütle Yıllık Potansiyel

(milyon ton )

Enerji Değeri

(milyon ton )

Buğday Sapları 26 117.9

Odun ve Odun Benzeri Maddeler 12 62.3

Koza Kabukları 1 5.3

Fındık Kabukları 0.35 1.9

Toplam 39.35 187.4

3

Ülkemizde ki yıllık ana biyokütle üretimi 117 ton, yıllık tarımsal atıkların 50 milyon ton

civarında olduğu tahmin edilmektedir. Biyokütle yakıldığında açığa çıkan karbondioksit arazide

bulunan canlı biyokütle tarafından kullanılmaktadır. Dolayısıyla yakıt briketi kullanılması sera etkisi

yapan gaz oluĢumu düĢürmektedir. Bu durum biyokütlenin briketlenmesi için önemlidir.

Projemizde bu odun atıkları briket yapılarak değerlendirilecektir. Bu odun briket makinası

presleme ve ısıtma kısmından oluĢmaktadır ve sadece iĢlenmiĢ ve toz halinde olan atıkları

briketleyebildiğinden daha büyük odun veya mobilya (sunta ve mdf )üretim atıklarını parçalayıp

briket üretimi için ek bir makinaya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle bu makinanın kullanımı için

ayrıca bir parçalama ünitesine ihtiyaç duyulacaktır.

4

1.3.KARġILAYABĠLECEĞĠ GEREKSĠNĠMLER

Bu çalıĢma da odun tozunun ve talaĢının sıkıĢtırılarak yoğunluğu arttırılarak yanması sonucu

ortaya çıkan ısıl değeri arttırılmıĢtır.Ayrıca tasarlanan briket makinasının uç kısmında yer alan ısıtma

ünitesi ile talaĢın nem oranı düĢürülmektedir. Enerji yoğunluğunun düĢük olması sebebiyle,

lignoselülozik tarımsal bir atığın yakıt olarak kullanılması sınırlıdır.TasarlanmıĢ olan biyokütle

briketleme makinası, materyale taĢınabilme ve depolanma karakteristiklerini ve hacimsel ısı değerini

artıran, taĢıma masraflarını azaltan ve düzgün, temiz ve stabil yakıt özellikleri kazandırmayı amaçlar.

Biyokütlenin yakıta dönüĢtürülmesinde teknoloji biyokütlenin sıkıĢtırılması esasına

dayanmaktadır. Briketleme sayesinde briketlenmiĢ biyokütle yakıtı taĢıma, depolama ve

kullanımda büyük avantajlar sağlamaktadır. Briketleme ve peletlemede büyük hacim kaplayan

materyal daha küçük hacimde daha büyük kütleye sahip olmaktadır.Güncel kullanılan yakıtlar ile

biyokütle briket yakıtının ısıl değerleri Tablo 1.3’te verilmiĢtir.

Tablo 3 Yakıtların ısıl değerleri

Yakıtlar

Isıl değerler

ODUN 2500 (kcal/kg)

KÖMÜR

LĠNYĠT 3000 (kcal/kg)

SOMA 5500 (kcal/kg)

ĠTHAL 6000 (kcal/kg)

DOĞALGAZ 8250 (kcal/Nm3)

KALORĠFER YAKITI 9700 (kcal/kg)

SANAYĠ YAKITI 9200 (kcal/kg)

PELET 4500-6000 (kcal/kg)

BĠRĠKET 5500-5800 (kcal/kg)

Ormanda çürüyen artıkların yakacak olarak evlerimize girmesi ve doğalgaz bulunmayan

alanlarda,doğalgaz kadar temiz hem de yenilenebilir bir yakıt olan briketin sunulması çevre için bir

kazançtır.Briketlerin baĢarılı bir Ģekilde fosil yakıtların alternatifi olarak kullanılabileceğinin

benimsenmesi ile petrol ürünlerine olan bağımlılığımız azalacaktır.

5

1.4. LĠTERATÜR TARAMASI

Atık kağıt, buğday samanı ve karıĢımları [3] tarafından yapılan çalıĢmada briketlenmiĢ ve

elde edilen briketlerin basma dayanımı (mukavemeti), nem içeriği ve yoğunluğu üzerine briketleme

basıncının etkileri altı farklı basınçta (300, 400, 500, 600, 700, ve 800 MPa) incelenmiĢtir.

Denemelerde laboratuar ölçekli hidrolik pres kullanılmıĢtır. ÇalıĢma sonunda, optimum nem

içerikleri ve briketleme basınçları sırası ile atık kağıt için %18 ve 780 MPa, buğday samanı için %22

ve 710 MPa ve atık kağıt+saman karıĢımı (%20 kağıt) için ise %18 ve 750 MPa bulunmuĢtur. Ayrıca

kağıt atıklarının tek baĢına briketlenebileceği veya buğday samanının briketlenmesinde kısmi bir

yapıĢtırıcı materyal olarak kullanılabileceğini belirlenmiĢtir. Sonuç olarak yoğunluk, nem içeriği ve

mukavemet gibi fiziksel parametreler briket kalitesi için en iyi göstergeler olarak bulunmuĢtur.

Fındık kabukları [4] tarafından yapılan çalıĢmada farklı sıcaklıklarda piroliz iĢlemi uygulanarak

mangal kömürüne, sıvı ve gazlı ürünlere dönüĢtürülmüĢ ve ayrıca fındık kabukları ve elde edilen

mangal kömürleri yapıĢtırıcı olarak piroltik yağ veya katran kullanılarak briketlenmiĢtir.

Denemelerde laboratuar ölçekli hidrolik pres kullanılmıĢtır. ÇalıĢma sonunda briket özelliklerinin

briketleme basıncı ve yapıĢtırıcı materyal yüzdesindeki artıĢ ile iyileĢtiği belirlenmiĢ ve en iyi

mangal kömürü briketleri 400 K sıcaklıkta ve 800 MPa basınçta elde edilmiĢtir. Ayrıca yoğunluk,

yapıĢtırıcı materyal ve sıkıĢtırma basıncı gibi fiziksel parametrelerin briket kalitesi için en iyi

göstergeler olduğu belirlenmiĢtir.Katı bir yakıt elde etmek için odunsu atık ve linyit kömürü

karıĢımlarının briketlenebilirliği [6] tarafından yapılan çalıĢmada araĢtırılmıĢtır. Denemelerde

briketleme makinası olarak laboratuvar tipi hidrolik pres kullanılmıĢtır. Farklı nem içeriklerinin

etkilerinin belirlenmesi için, linyit numuneleri birinci aĢamada 400, 550, 700 ve 800 MPa basınç

altında odunsu atık kullanmadan briketlenmiĢtir. Linyit kömürü ve odunsu atık karıĢımları yapıĢtırıcı

materyal olarak %8 melas kullanılarak briketlenmiĢtir. Denemelerde, odunsu atık ve melas

yüzdelerinin toplamı her zaman %20 olması için, karıĢımlardaki linyit kömürü yüzdesi %80’de sabit

tutulmuĢtur. ÇalıĢmada her biri 70 g, kesit alanı 21 cm2 ve hacmi 70 cm3 olan silindirik yapıda

briketler elde edilmiĢtir. ÇalıĢmada sonunda en dayanımlı briketler, 550, 700 ve 800 MPa briketleme

basınçlarında, %12-20 atık içeriği ve %10-12 linyit kömürü nem içeriğinde elde edilmiĢtir. Briket

dayanımını etkileyen kritik faktörlerin odunsu atık yüzdesi, briketleme basıncı ve linyit kömürünün

nem içeriği olduğu belirlenmiĢtir. Elde edilen briketlerin basma gerilimi ve kırılma indeksi

karıĢımdaki odunsu atıkların yüzdeleri ile artmıĢtır. Hurma ve hindistancevizi lifi, yerfıstığı kabuğu,

pirinç kapçığı ve talaĢı içeren biyokütle materyalleri [7] tarafından yapılan çalıĢmada yapıĢtırıcı

madde (melas, kola ve su) kullanılarak 5-7 MPa basınç altında briketlenmiĢ ve elde edilen briketler

mekanik dayanım, taĢıma karakteristikleri ve yanma verimlerinin belirlenmesi için test edilmiĢtir.

6

ÇalıĢmada briketleme sistemi olarak elle çalıĢan 30 mm iç çapa sahip bir pistonkalıp presi

kullanılmıĢ ve sıkıĢtırma basıncı bir basınç ölçer ile ölçülmüĢtür. ÇalıĢma sonunda briket kalitesinin

kalıp basıncı, basınç uygulama zamanı ve yapıĢtırıcı içeriğinin artması ile arttığı, nem içeriğinin

artması ile azaldığı belirlenmiĢtir. Ayrıca talaĢtan elde edilen briketlerin taĢıma karakteristiklerinin

daha iyi olduğu belirlenmiĢtir. Ceviz kabuklarının, pamuk iĢleme fabrikası atıkları ve atık kağıtlar

ile briketlenmesi üzerine çalıĢmıĢtır [8]. Materyaller elle çalıĢan bir pres kullanılarak briketlenmiĢtir.

Denemeler, değerlendirmelere geniĢlik sağlaması açısından 4.776, 9.650 ve 14.5 MPa olmak üzere

üç basınçta gerçekleĢtirilmiĢtir. ÇalıĢma sonunda ceviz kabuğu briketlerinin, eĢdeğer nem içeriği ve

karıĢım maddesi olarak kağıt atıklarından ziyade pamuk atıklarını içermesi durumunda bir parça

daha az dayanıklı olduğu ve pamuk fabrikası atıkları ile yapılan briketlerin daha fazla kül içerine

sahip olduğu belirlenmiĢtir. Kolza kabuğunun herhangi bir yapıĢtırıcı madde kullanmaksızın soğuk

pres yardımıyla briketlenebilirliği araĢtırılmıĢtır [9]. ÇalıĢmada laboratuvar tipi hidrolik pres

kullanılmıĢtır. Ayrıca elde edilen briketlerin kırılma indeksi, su direnci ve ısıl değerleri

belirlenmiĢtir. ÇalıĢma sonunda her biri 50 g, kesit yüzey alanı yaklaĢık 20 cm2 ve yaklaĢık hacmi

40 cm3 olan silindirik yapıda briketler elde edilmiĢtir. Bütün briketler test edilmeden önce 7 gün

çevre Ģartlarında depolanmıĢ ve beĢ briket deneysel testlerin her biri için hazırlanmıĢ ve alınan

ölçümlerin ortalaması hesaplanmıĢtır. ÇalıĢma sonunda düĢük basınçlarda her nem seviyeleri için,

daha düĢük kırılma indeksleri elde edilmiĢtir. Materyalin nem içeriğindeki ve briketleme

basıncındaki artıĢ ile briketlerin mekanik dayanımları arttığı belirlenmiĢtir. Briketlerin su dirençleri

briketleme basıncının artmasıyla artmıĢtır. Briketlerin ısıl değerleri birbirine yakın bulunmuĢ ve

briketleme boyunca kolzadan yağ ayrılması nedeniyle ısıl değerlerin basınçtaki artıĢ ile azaldığı

belirlenmiĢtir. Sonuç olarak 150 MPa basınç altında ve %10.1 nem içeriğinde herhangi bir yapıĢtırıcı

madde kullanmaksızın elde edilen briketlerin biyoyakıt olarak değerlendirilebileceği belirlenmiĢtir.

[10] tarafından yapılan çalıĢmada belediye katı atıklarında bulunan farklı tipteki atık kağıtların

herhangi bir yapıĢtırıcı kullanmaksızın yüksek basınç altında sıkıĢtırılması üzerine çalıĢılmıĢtır.

Briketleme iĢlemi için hidrolik bir piston kullanılmıĢ ve elde edilebilen maksimum makina

basıncı 145 MPa olmuĢtur. Atık kağıtlar farklı nem içeriklerinde ayrı ayrı ve karıĢtırılarak

briketlenmiĢ ve briketlerin sıkıĢtırma kuvveti, aĢınma direnci, çarpma direnci ve yanma

karakteristiklerini kapsayan özellikleri test edilmiĢtir. ÇalıĢma sonunda %5-20 nem içeriği aralığında

atık kağıt karıĢımlarının 70 MPa’lın üzerindeki basınçlarda iyi kaliteli briket elde etmek için

kolaylıkla sıkıĢtırılabileceği ve basıncın 100 MPa’dan daha büyük ve atık kağıdın nem içeriğinin

%10'dan daha düĢük olması durumunda briket yoğunluğunun 1 g/cm3 den daha büyük olduğu

belirlenmiĢtir. Ayrıca yüksek sıkıĢtırma kuvveti ile yapılan briketlerin aĢınma ve sıkıĢtırma direnci

7

için optimum nem içeriğinin %15 civarında olduğu saptanmıĢ ve 70 MPa civarındaki sıkıĢtırma

basıncının atık kağıtlardan iyi kaliteli briket üretimi için ekonomiklik açısından en uygun basınç

olduğu bulunmuĢtur. Linyit kömürü, [11] tarafından yapılan çalıĢmada bazı biyokütle örnekleri

(melas, çam kozalağı, talaĢ, zeytin atıkları, kağıt fabrikası atıkları, pamuk atıkları) ile karıĢtırılmıĢ ve

karıĢımlar briket üretilmesinde kullanılmıĢtır. KarıĢımdaki biyokütle oranı yaĢ bazda %0-30 arasında

değiĢmiĢtir. Elde edilen briketlerin mekanik dayanımı, kırılma indeksi ve basma dayanımı

araĢtırılmıĢ ve briketlerin dayanımı üzerine karıĢımdaki biyokütle oranının ve uygulanan basıncın

etkileri incelenmiĢtir. ÇalıĢmada briketleme makinası olarak presleme kapasitesi maksimum 1110

MPa ve hızı 50 mm/min olan hidrolik pres kullanılmıĢtır. Her bir deneme için 40 g örnekler kalıp

içerisine konmuĢ ve çeĢitli basınçlar uygulanarak briketlenmiĢtir. ÇalıĢma sonunda linyit kömürüne

bazı biyokütle örneklerinin eklenmesi ile briketlerin mekanik dayanımının artırılabileceği

belirlenmiĢtir. Kağıt fabrikası atıklarının eklenmesi, elde edilen briketlerin kırılma indeksini

artırmıĢtır. Soda otunun [12] tarafından yapılan çalıĢmada briketlenmesine iliĢkin parametrelerin

saptanması amaçlanmıĢtır. Denemelerde 70 ve 90 mm çaplı iki adet konik, 53 mm çaplı bir adet

silindirik ve 45x45 mm kesitinde kare kesitli briket kalıpları kullanılmıĢtır. Kare kesitli kalıp için düz

yüzeyli, diğer kalıplarda ise konik merkezli piston kullanılmıĢtır. AraĢtırma sonunda soda otunun 10

mm'den daha küçük ölçülerde parçalanması durumunda %14y.b. nem içeriğinin altındaki değerlerde

80-110 ºC sıcaklıklarda herhangi bir yapıĢtırıcı veya katkı maddesi kullanmaksızın briketlenebileceği

belirlenmiĢtir. Ayrıca konik briketlemenin en uygun olduğu saptanmıĢ, hızar talaĢı katkısıyla yapılan

briketleme deneylerinde de baĢarılı sonuçlar alınmıĢ ve ürün yoğunluğu artmıĢtır. Kullanılan basınca

ve diğer faktörlere bağlı olarak elde edilen briketlerin hacim ağırlığı 0.7-1.1 g/cm3 bulunmuĢtur.

Tarımsal atıkların ve bölge linyit kömürleri ile karıĢımlarının briketlenmesi ve biyokütle briketlerin

fiziksel özellikleri incelenmiĢtir [13]. ÇalıĢmada briketleme makinası olarak laboratuar tipi helezon

vidalı briketleme makinası, briketlenecek materyal olarak da kanola (kolza-00), talaĢ, saf yonca,

hayvan gübresi, ayçiçeği küspesi, C4 enerji bitkisi olan Miscanthus sinensis "Ginanteus", kömür ve

yapıĢtırıcı olarak su, melas ve tutkal kullanılmıĢtır. Ayrıca elde edilen briketlenmiĢ yakıtların fiziksel

testleri ile ilgili olarak briket yoğunluğu, kırılma direnci, tumbler direnci, deformasyon kuvveti, su

alma direnci, nem içeriği ve eĢdeğer nem içerikleri ve bunlarla ilgili özellikler ortaya konmuĢtur.

ÇalıĢma sonunda, yapılan briketlemede boyutu 3.35 mm'den küçük materyallerin daha iyi

briketlendiği gözlenmiĢtir. Briketlenen materyallerden kırılmaya karĢı en büyük direnci

Ayçiçeği+Melas karıĢımı göstermiĢtir. Tumbler direncinde ise en fazla dayanım gösteren briket yine

Ayçiçeği+Melas karıĢımı olmuĢtur. Briketlerin su almaya karĢı gösterdikleri dirençte en büyük

değeri Ayçiçeği+Melas karıĢımı göstermiĢtir. [2] tarafından yapılan çalıĢmada briketleme için

daralan bir kalıp dizaynı ve bunun hidrolik bir preste kullanımı için optimizasyonu tanımlanmıĢtır.

8

ÇalıĢmada iki farklı deneme seti kurulmuĢtur. Birinci deneme seti yoğunluk ve gevrekliği

belirlemede en uygun faktörlere karar vermek için ikinci deneme ise en uygun faktörler için optimum

değerleri belirlemek için yürütülmüĢtür. Birinci denemenin sonunda en önemli faktörlerin basınç,

sıcaklık ve nem içeriğinin olduğu, partikül boyutunun yoğunluk üzerine etkisinin önemli olmadığı

belirlenmiĢtir. Ġkinci denemenin sonunda ise yoğunluk ve gevreklik için ey iyi sonuçların en yüksek

basınç, sıcaklık ve en düĢük nem değerinde elde edildiği belirlenmiĢtir. Son olarak en iyi ürün eldesi

için yapılan tahmin çalıĢmasının deneysel dizayn değiĢim faktörlerinden çok ürün davranıĢlarına

ulaĢmadaki sonuçlara izin verdiği belirtilmiĢtir. [14] tarafından, hurma yağı fabrikalarından atılan

hurma lifi ve kabuklarının katı yakacak olarak değerlendirilmesi çalıĢması yapılmıĢtır. Atıkların

briket haline dönüĢtürülmesinde hidrolik pres kullanılmıĢtır. Hurma lifi ve kabukları 5-13.5 MPa orta

basınç altında 40, 50 ve 60 mm çapında briketler elde edilecek Ģekilde yoğunlaĢtırılmıĢtır. Briketlerin

çap-uzunluk oranı 0.75'de sabit tutulmuĢtur. Denemeler briketlerin çarpma ve sıkıĢtırma kuvvetini,

dayanıklılığını ve yoğunluğunu belirlemek için yürütülmüĢtür. Ayrıca briketlerin ısıl değeri, yanma

karakteristikleri, kül ve nem içeriklerinin belirlenmesi çalıĢmanın diğer amaçlarını oluĢturmuĢtur.

ÇalıĢma sonunda elde edilen briketlerin yoğunluğu 1100-1200 kg/m3 arasında, ısıl değeri brüt 16.4

MJ/kg, kül içeriği yaklaĢık %6 ve denge nem içeriği yaklaĢık %12 olarak bulunmuĢtur. Ayrıca briket

yoğunluğunun sıkıĢtırma basıncı ile arttığı, briket özellilerinin mekaniksel parçalanmaya karĢı

dirençlerinden dolayı oldukça iyi olduğu ve nem almaya karĢı dayanıklı oldukları belirlenmiĢtir.

BriketlenmiĢ biyokütlenin bekleme davranıĢları üzerine kalıp basıncının etkileri [15]

tarafından yapılan çalıĢmada belirlenmiĢtir. Denemelerde 20-140 MPa sıkıĢtırma basıncına sahip

hidrolik pres kullanılmıĢtır. ÇalıĢmada briketlerin fiziksel karakteristiklerinin (uzama ve boĢluk) ve

dolayısıyla briketlerin yanma karakteristiklerini etkileyen birkaç faktör arasından en önemlisinin

kalıp basıncı olduğu belirtilmiĢtir. Deneysel sonuçlar elde edilen briketlerin uzama ve boĢluk hacim

yüzdesinin 80 MPa sıkıĢtırma basıncına kadar hızlı bir Ģekilde azaldığı fakat 80 MPa'ın üzerindeki

basınçlarda fazla değiĢmediğini göstermiĢtir. Sonuç olarak, verilen kalıp ölçüleri ve depolama

Ģartları için maksimum bir kalıp basıncı (80 MPa) dıĢında kalıp basıncını artırmanın önemli bir

kazanç getirmediği belirlenmiĢtir.

9

2. YAPILAN ÇALIġMALAR

2.1. MOTOR VE REDÜKTÖR

Şekil 1 Elektrik Motoru

Odun-sunta talaĢının brikete dönüĢebilmesi için gerekli basınç elektrik motoru tarafından

karĢılanacaktır. Gerekli basınç yapılan mühendislik hesapları sonucunda yaklaĢık olarak 160 Nm

olarak bulunmuĢtur. Bu momenti sağlamak için motor 3 kW, redüktör ise 1/9 oranında seçilmiĢtir.

Md = 9550

Md = 9550

Md = 19.1 Nm

P = M x w

Elektrik motoru gücü sabit olup; redüktör ile hız(w) 9 kat düĢürülüp, moment(Md) 9 kat

arttırıldı.

Md = 19.1 x 9

Md = 171,9 Nm çalıĢma momenti elde edildi

10

2.2. KAPLĠN BAĞLANTISI

Şekil 2 Dişli Kaplin

Motor mili ile iĢ mili arasındaki güç aktarımı için diĢli kaplin seçilmiĢtir. Kullanılan kaplin üç

parçadan oluĢmaktadır. DiĢli parçalardan biri motor miline kama ile diğeri ise iĢ miline Ģekil bağı ve

emniyet açısından setskur ile bağlanmıĢtır. Moment iletimi aradaki eleman ile gerçekleĢmektedir.

DiĢli kaplin seçilmesinde ki en önemli faktörlerden biri eksen kaçıklıklarını önlemesidir.

11

2.3. MERKEZLEME PARÇASI

Vidalı konveyör milinin yataklamasını kıyma makinesinin uç kısmında bulunan delikli parça

sağlamaktaydı. Ancak delikler küçük olduğu için odun talaĢları bu deliklerden geçemeyerek, sıkıĢtı.

Bu bölümdeki zorlanmanın önüne geçebilmek için merkezleme parçası yerine baĢka bir parça

yapılmaya karar verildi. Bu parça Ģekilde görüldüğü gibi kıyma makinesi gövdesinde güvende

durabilmesi için çentik oluĢturuldu ve odun talaĢlarının rahatça geçebilmesi için mümkün olduğunca

boĢaltıldı.

Şekil 3 Merkezleme parçasının ilk ve imalat sonrası hali

12

2.4. DARALTICI KALIP

Projede kullanılan darltıcı kalıbın görevi talaĢın birikimini ve sıkıĢmasını sağlamaktır. Vidalı

konveyorden gelen talaĢ bu bölgede birikir. TalaĢın biriket haline gelmesini sadece basınçla

sağlanamayacağı düĢünülerek ve yapılan önceki çalıĢmalara dayanarak daraltıcı kalıbın sonuna

rezistans ünitesi konulmuĢtur. 125 mm geniĢlik ve 42 mm çapından oluĢan rezistansın iç kısmı pirinç

malzemeden dıĢ kısmı ise krom malzemeden oluĢmaktadır. Rezistans Emko4410 ısıtıcı kontrol

ünitesi ile kontrol edilmektedir. Rezistansın içinde bulunan termocople sayesinde sıcaklık ayarı

kontrol ünitesinden ayarlanmaktadır.

Şekil 4 Daraltıcı kalıp ve rezşstans sistemi

13

2.5.ELEKTRĠK BAĞLANTILARI

2.5.1. KONTROL DEVRESĠ

Kontrol devresinin bağlantısını gerçekleĢtirmek için L1 fazından sigorta giriĢine bağlantı

yapıldı. Sigorta çıkıĢından alınan faz, aĢırı akım rölesinin(termik) kapalı kontağının giriĢine oradan

da kapalı kontak çıkıĢı aracılığıyla stop giriĢine aktarıldı. Stop çıkıĢından çekilen faz ise start giriĢine

daha sonra da start çıkıĢı aracılığıyla kontaktör bobin giriĢine aktarıldı. Kontaktör bobin çıkıĢından

çekilen faz ize son olarak nötre bağlandı.

Start-stop bağlantısının köprüsünü gerçekleĢtirme üzere start giriĢinden kontaktör normalde

açık kontağı giriĢine oradan da normalde açık çıkıĢı aracılığıyla start butonunun çıkıĢına bağlantı

yapılarak kontrol devresi tamamlandı.

Şekil 5 Kontrol Devresi

2.5.2. GÜÇ DEVRESĠ

üç devresinin bağlantısını yapmak için L1, L2, L3 fazlarından sigorta giriĢine bağlantı

yapıldı. Sigorta çıkıĢından alınan fazlar kontaktörün normalde açık güç kontaklarına oradan da aĢırı

akım rölesine aktarıldı. AĢırı akım rölesinden çekilen fazlar ise son olarak motor giriĢ uçlarına

bağlanarak devre tamamlandı.

14

Şekil 6 Güç Devresi

2.5.3. REZĠSTANS DEVRESĠ

Isıtıcı kontrol ünitesi ve rezistansı bağlamak üzere L2 fazından sigorta giriĢine daha sonra

sigorta çıkıĢından kontaktör bobin giriĢine bağlantı yapıldı. Kontaktör bobin çıkıĢından çekilen faz

ise termostata aktarılarak besleme devresi tamamlandı. Güç devresini gerçekleĢtirmek için termostat

fazından kontaktörün normalde açık güç kontaklarına daha sonra da kontaktör kontaklarından nötre

bağlantı yapılarak devre tamamlandı.

Şekil 7 Isıtıcı Kontrol Devresi

15

3. BULGULAR

Briket kalitesini etkileyen en önemli faktörler talaĢ içerisindeki nem, uygulanan basınç ve

sıcaklıktır. Burada basınç sabit tutularak sıcaklık kontrol ünitesi vasıtasıyla sıcaklık kontrol

edilmektedir. TalaĢın nem oranını belirleyebilmek için nem ölçer cihazında numuneler ile ölçümler

yapılarak farklı nem oranına sahip talaĢlar kullanılmıĢtır. TalaĢın, istenilen nem oranına getirilmesi

için kurutma fırınlarında yaklaĢık 1 saat kurutulmuĢtur. Ġki farklı daraltıcı kalıp kullanılarak deneyler

gerçekleĢtirilmiĢtir. Ġki farklı kalıpta da daraltıcı konikliğinin fazla olması nedeniyle ürün

alınamamıĢtır.

Tasarımı yapılan projenin imalatı tamamlandıktan sonra farklı nem oranına sahip talaĢlar ile

deneyler yapılmıĢtır. Deneylerin sonucunda aĢağıdaki tablo elde edilmektedir.

Tablo 4 Sonuçlar

Malzeme Sıcaklık (C) Moment (Nm) Devir (rpm) Sonuç

Yonga

50

160 150 X 100

150

%60 Nem TalaĢ

50

160 150 X 100

150

%2 Nem TalaĢ

50

160 150 X 100

150

%2

Nem(bağlayıcılı)

50

160 150 BaĢarılı 100

150

16

4. TARTIġMA

Günümüzde biyokütlenin briketlenmesi amacı ile vidalı, piston ve hidrolik pres

makinaları kullanılmakta olup ticari olarak helezon vidalı ve piston pres teknolojileri daha çok

önem kazanmaya baĢlamıĢtır. Özellikle helezon vidalı pres makinaları geliĢmemiĢ ve geliĢmekte

olan ülkelerde ticari olarak biyokütlenin briketlenmesi amacı ile yoğun biçimde kullanılmasına

rağmen iyi bir sıkıĢtırma elde edilememektedir. AraĢtırmacılar tarafından yapılan çalıĢmalar da

ise daha çok hidrolik pres makinaları kullanılmıĢ ve bu makina ile ilgili sonuçlar ortaya

konmuĢtur. Yapılan çalıĢmalar, briket yoğunluğu artıĢı için en önemli faktörlerin basınç, partikül

boyutu, sıcaklık ve nem içeriği, briket kalitesi için ise yoğunluk, nem içeriği, mukavemet,

sıkıĢtırma basıncı, basınç uygulama zamanı ve yapıĢtırıcı materyal olduğunu göstermiĢtir. Ayrıca

en uygun briketleme nemi, materyal çeĢidine bağlı olarak %10-

%20 arasında bulunmuĢtur.Üretimini planlamıĢ olduğumuz makinede ise en düĢük

maliyette en ideal briket üretimi hedeflenmektedir.

Tasarladığımız briket makinası; 3kW gücündeki elektrik motoru, redüktör, besleme gözü,

sıkıĢtırma helezonu, birikim yuvası, daraltıcı kalıp, rezistans ve elektrik kontrol ve ısı kontrol

ünitesinden oluĢmaktadır.Elektrik motoru ile tahrik edilen mil, redüktör ile çevrim oranı

artırılarak döndürme momentini sıkıĢtırma helezonu boyunca iletir. Besleme gözünden aktarılan

odun talaĢı birikim yuvası içindeki sıkıĢtırma helezonu ile daraltıcı kalıba doğru iletilir. Sadece

basınçla gerekli sıkıĢtırma sağlanamayacağı ve gerekli nem oranına ulaĢılamayacağı için

sıkıĢtırmanın sonunda rezistans kullanılmaktadır.

4.1. FARKLI TASARIM SEÇENEKLERĠ VE SEÇĠM KRĠTERLERĠ

Briketleme ile ilgili çalıĢmalar 19 yy. ikinci yarısına kadar uzanmaktadır. Ġlk briketleme

makinesi 1865 yılında inorganik materyallerin briketlenmesi amacı ile yapılmıĢtır. AĢağıda ilk

briketleme makinasının Ģekli verilmiĢtir.

17

Şekil 8 İlk briket makinası

Organik formdaki materyallerin briketlenmesi ilk olarak 1.Dünya savaĢı ve 1930’lu yıllardaki

ekonomik buhran sırasında olmuĢtur. TalaĢın ve diğer atıkların briketlenmesi Avrupa’da ve

Amerika’da 1.Dünya savaĢı sonrası önemli bir yer edinmiĢtir. 1970 ve 1980’li yıllarda petrol

fiyatlarındaki artıĢ sonucu baĢ gösteren enerji krizinin de etkisiyle özellikle Ġskandinavya ülkeleri,

Amerika ve Kanada da organik artıklardan elde edilen briket yakıtını önemli konuma getirmiĢtir.

Japonya’da talaĢtan elde edilen briket teknolojisi önce Tayland’a geçmiĢ ve diğer Asya ülkelerine

yayılmıĢtır(Bhattacharya 1985, Bhattacharya 1989, Charbonnier 1959).Günümüzde iki tip briketleme

makinası kullanılmaktadır.Bunlar piston presli briketleme makinası ve helezon vidalı briketleme

makinasıdır.

Piston Presli Briketleme Makinesi:

Bu tipteki modern Briketleme makineleri ilk olarak 1930’lu yıllarda Ġsviçre’de daha sonra

Almanya’da geliĢtirilmiĢtir.

Şekil 9 Tipik Pistonlu Briketleme Makinesi

18

Pistonlu Briketleme makinesinin de genel olarak üretim kapasitesi ortalama 0.25-1 t/h, briket

çapı 8-10 cm ve briket uzunluğu 10-30 cm’dir. Bu briket makineleri krank biyel mekanizmalı veya

hidrolik tarzda olabilmektedirler. Pistonlu Briketleme makinelerinin günümüzde modern tipleri

mevcuttur ve geniĢ uygulama alanları bulunabilmektedir.

Şekil 10 Günümüzde kullanılan briketleme makinesi

Şekil 11 Gelişmiş pistonlu briketleme makinesi

Helezon Vidalı Pres ve Piston Pres Teknolojisi:

Yüksek briketleme (sıkıĢtırma, yapıĢtırma teknolojisi) helezonlu ve piston presle olmaktadır.

Biyokütle preste yüksek basınç etkisi altında kalmakta ve sıkıĢmaktadır. Helezonlu (vidalı) preste

materyal helezon aracılığıyla sürekli beslenmekte ve bir Ģerit Ģeklinde çıkmaktadır. Pistonlu preste

ise materyale sürekli bir darbe etkisi olmakta ve materyal sıkıĢtırma haznesi içerisinde ötelenme

19

hareketiyle yol almaktadır. Helezonlu preslerin briket kalitesi genellikle pistonlu presten daha iyi

olmaktadır. Tablo 2.1’de helezonlu briketleme makinesi ile pistonlu briketleme makinesinin

karĢılaĢtırılması verilmiĢtir.

Tablo 5 Helezonlu-pistonlu briketleme makinelerinin karşılaştırılması (Acaroğlu ve Öğüt)

Pistonlu Briketleme

Makinası

Helezonlu Briketleme

Makinası

Ham materyalin optimum nem

içeriği % 10-15 % 8-9

Makineden çıkıĢı Strok ile Sürekli

Güç tüketimi 50 kWh/t 60 kWh/t

Materyalin makine ile yüzey

teması DüĢük ve pistonla Yüksek,helezonla

Briketin yoğunluğu 1.0-1.2 gr/cm3 1.0-1.4 gr/cm3

Bakım Yüksek DüĢük,az

Briketin yanma performansı Ġyi değil Çok iyi

GazlaĢtırma uygunluğu Uygun değil Uygun

Briketin homojenliği Homojen değil Homojen

Pistonlu briketleme makinelerinde üretilen briketin dıĢ çapı yaklaĢık 60 mm’dir. Bu tip

makineler 700 kg/h iĢ kapasitesine sahip olup güç gereksinmesi 25 kW’dır. Piston dakikada 270

devir yapmaktadır. Bu tip makinelerin avantaj ve dezavantajları aĢağıdaki gibi sıralanabilir;

Biyokütle pistonla çok temas halinde olduğundan briketin aĢınması da fazla olmaktadır.

Masraf etkinliği yönünden iyidir.

Farklı tipleri biyokütle kaynakları için uygundur.

En iyi briketleme kalitesi ürünün % 12 nem içeriğinde ve bu nem değerinin altında elde

edilmektedir.

DıĢ tabakada karbonizasyon yoktur. Briket kolay kırılabilir (gevrek) bir yapıdadır.

20

Helezonlu (vidalı) briketleme makinelerinde ürün sürekli ve bir Ģerit halinde

çıkmaktadır. Bu tip makinelerin avantaj ve dezavantajları Ģu Ģekilde sıralanabilir:

ÇıkıĢ sürekli olduğundan briket boyu düzenli (uniform) değildir.

DıĢ yüzeyindeki karbonizasyon oluĢumundan dolayı, briketin yakılması ve tutuĢması daha

kolaydır. Bu özellik aynı zamanda briketi nemden korumaktadır.

Pistonlu briketleme makineleriyle karĢılaĢtırıldığı zaman güç gereksinimleri fazladır.

Pistonlu briketleme makinelerine göre daha rahat çalıĢmaktadırlar.

Makinenin tozdan ve ham materyalden kirlenmesi söz konusu değildir.

21

5. SONUÇLAR

Projemizin temel amacı, taĢıma maliyetinden dolayı yakılarak veya çöpe atılarak bertaraf

edilen ağaç iĢleme tesislerinde ortaya çıkan ağaç, kereste veya sunta atıklarını atık sahiplerinin kendi

tesislerinde bu atıkları parçalayıp sıkıĢtırılarak briketleme yöntemiyle biyokütle olarak

değerlendirmelerine yarayan makine üretimini kapsamaktadır. Ayrıca bu makinenin piyasaya

sunulmasıyla küçük iĢletmeler, tarım kooperatifleri, orman iĢletme müdürlükleri, belediyeler

atıklarını depolayıp geri dönüĢüm tesislerine göndermek yerine kendi bünyelerinde yakıt olarak

kullanabileceklerdir. Bu sayede hem atıkların depolanma maliyeti hem de taĢınma maliyetleri

azalacaktır. Üretilen biyokütlelerin kömür yerine uygun fiyata satılarak halkın biyokütle kullanımına

teĢvik edeceği düĢünülmektedir. Ayrıca ülkemizde 2020 yılına kadar kurulması planlanan modern

biyokütle üretim tesislerine de atıklar toz veya talaĢ olarak değil briketler olarak küçük iĢletmelerden

veya halktan temin edildiğinde modern biyokütle enerji tesisleri için hem daha temiz hammadde

tedariki hem de minimum depolama ve taĢıma maliyetlerine imkan sağlayacağı gibi halk, küçük

iĢletmeler ve tarım sektöründeki çalıĢanlar içinde ek bir kazanç kapısı olabilecektir.

Ġmalatı yapılan briket makinesinin geliĢtirilmesi için ür-ge ve ar-ge çalıĢmaları sonucunda

helezon boyunun uzatılması, koniklik açıĢının küçük seçilmesi ve dayanımı yüksek helezon kapağı

kullanılması gerekmektedir.

22

6. ÖNERĠLER

Bu çalıĢmada kıyma makinesi mili geniĢleyen formdadır. Ancak basınç yüzey alanı

azaldıkça arttığı için ilerleyen çalıĢmalarda projenin geliĢtirilmesi için daralan formda mil

kullanılması önerilir.

Kıyma makinesi mili ile elektrik motoru mili arasında kot farkı bulunmaktaydı. Bu kot

farkını önlemek için kıyma makinesi altına sac takoz konuldu ve kot farkı önlendi. Kot farkı

kapandıktan sonra mil bağlantıları kaplin yardımıyla yapıldı. Motor tarafından yüksek moment

iletildiği için sac takozda eğilmeler görüldü. Bağlantının daha emniyetli olması için daha kalın cidarlı

sac veya solid parça kullanılması önerilir.

Briket kalitesini etkileyen en önemli faktörler moment ve sıcaklıktır. Dolayısıyla bu

parametreler değiĢtirilerek yapılan deneyler sonucunda en kaliteli briket için uygun koĢullar

gözlemlenebilir. Bu çalıĢmada kelepçeli rezistans kullanılmıĢ ve sıcaklık değerleri sıcaklık kontrol

ünitesi yardımıyla ayarlanabilmektedir. Ancak hız parametresi değiĢtirilememektedir. Daha iyi

sonuçlar alınabilmesi için hız değiĢtiricisi (konvertör) eklenerek deneyler yapılması önerilir.

23

7. KAYNAKLAR

[1]. GROVER, P.D., and MISHRA, S.K. 1996. Biomass briquetting: Technology and

practices. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Bangkok.

[2]. GRANADA, E., GONZÁLEZ, L.M.L., MÍGUEZ, J.L., and MORAN, J. 2002. Fuel

lignocellulosic briquettes, die design and products study. Renewable Energy, 27; 561-573.

[3]. DEMĠRBAġ, A. 1999. Physical properties of briquettes from waste paper and wheat

straw mixtures. Energy Conversion and Management, 40; 437-445.

[4]. DEMĠRBAġ, A. 1999. Properties of charcoal derived from hazelnut shell and the

production of briquettes using pyrolytic oil. Energy, 24; 141-150.

[5]. KÜRKLÜ,A. 2001. Biyokütle Briketleme Makinaları ve Uygulamaları Literatür

Taraması

[6]. BEKER, Ü.G. 2000. Briquettability of lignite and woody wastes composite fuel.

Energy Sources, 22; 99107.

[7]. CHIN, O.C., and SIDDIQUI, K.M. 2000. Characteristics of some biomass briquettes

prepared under modest die pressures. Biomass and Bioenergy, 18; 223-228.

[8]. COATES, W. 2000. Using cotton plant residue to produce briquettes. Biomass and

Bioenergy, 18; 201-208.

[9].KARAOSMANOĞLU, F. 2000. Biobriquetting of rapeseed cake. Energy Sources, 22;

257-267.

[10]. LI, Y., and LIU, H. 2000. High-pressure binderless compaction of waste paper to form

useful fuel. Fuel Processing Technology, 67; 11-21.

[11]. YAMAN, S., ġAHAN, M., HAYKĠRĠ-AÇMA, H., ġEġEN, K., and KÜÇÜKBAYRAK,

S. 2001. Fuel briquettes from biomass-lignite blends. Fuel Processing Technology, 72; 1-8.

[12]. YUMAK, H., UÇAR, T., ve ALTINAY, B. 2001. Soda otunun briketlenmesine iliĢkin

parametrelerin saptanması. Tarımsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi Bildiri Kitabı, s. 467-472,

13-15 Eylül, ġanlıurfa.

24

[13]. ACAROĞLU, M., ÖĞÜT, H., ve ÖRNEK, M.N. 2002. Biyokütlenin briketlenmesi ve

biyokütle briketlerinin fiziksel özellikleri üzerine bir araĢtırma. IV. Ulusal Temiz Enerji Kongresi

Bildiri Kitabı, s. 819831, 16-18 Ekim, Ġstanbul.

[14]. HUSAIN, Z., ZAINAC, Z., and ABDULLAH, Z. 2002. Briquetting of palm fibre and

shell from the processing of palm nuts to palm oil. Biomass and Bioenergy, 22; 505-509.

[15]. NDIEMA, C.K.W., MANGA, P.N., and RUTTOH, C.R. 2002. Influence of die pressure

on relaxation characteristics of briquetted biomass. Energy Conversion and Management, 43; 2157-

2161.

[16]. Arinola B. Ajayi, Justina I. Osumune. 2013. Design of Sawdust Briquette Machine.

Dept. of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Lagos,Lagos.Nigeria.

No.10,2013

[17]. GÖKOĞLU,C. Nisan 2016. Kızılçam ormanları hasat artıklarından yapılan odun

peletinin yakıt özelliklerinin belirlenmesi. Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Muğla

[18]. KAHVECĠ,O. Orman biyokütlesinden yakıt ve enerji üretimi, T.C. Çevre ve Orman

Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü.

[19]. TÜPLEK,A. Ekim 2011. Odun talaĢı ve tozundan pelet biyoyakıt üretilmesi ve yanma

analizi. Yüksek Lisans Tezi. Selçuk Üniversitesi, Konya .

[20]. YAMAN,M. 2005. Tarımsal atıkların briketlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Selçuk

Üniversitesi, Konya.

[21]. SEVEN, B. ġubat 2014. Pamuk sapları-atık hayvansal yağ karıĢımlarından elde edilen

briketlerin yanma performansının incelenmesi. Fırat Üniversitesi ,Elazığ. (091120103)

[22].KAYAALP,Ö. 2014. Prototip tohum peletleme sisteminin geliĢtirilmesi. Yüksek lisans

tezi .Süleyman Demirel Üniversitesi, ISPARTA .