Bu metin 23 – 24 Eylül 2014 tarihlerinde Kocaeli Üniversitesinde düzenlenen “Uluslararası Enerji ve Güvenlik Kongresi” başlıklı konferansta sunulan tebliğdir. This paper was presented in International Energy and Security Congress that took place at Kocaeli University, Turkey on September 23‐24, 2014. ALG YAĞINDAN YAĞ ASĐDĐ METĐL ESTERLERĐNĐN (YAME) BĐYOKATALĐTĐK ÜRETĐMĐ Kübra BORAN1, Meleknur AŞICI2, Togayhan KUTLUK3, Nurcan KAPUCU4 Özet Günümüzde artan enerji ihtiyacı alternatif yakıtlara olan ilgiyi arttırmıştır. Yenilenebilir kaynaklardan çevre dostu prosesler ile elde edilen biyodizelin, petrol dizeli yerine kullanımı giderek artmaktadır. Biyodizel üretiminde hammadde olarak kullanılan yene bilen yağlara ( kanaola, ayçiçeği, palm yağı v.b.) ve yenmeyen yağlara (atık yağlar, jatropha, aspir v.b.) alternatif olarak son yıllarda mikroalg yağlarına olan ilgi giderek artmaktadır. Hızlı büyümeleri, yüksek yağ içerikleri, tarım arazilerine ihtiyaç duymamaları mikroalglerin önemli avantajlarındandır. Biyodizel üretiminde lipazların kullanımı, ılımlı reaksiyon koşullarına (düşük basınç, düşük sıcaklık) sahip olması ve çevre dostu proses ile üretime olanak sağlaması ile kimyasal üretime alternatif bir yöntemdir. Bu çalışmada, Chlorella protothecoides alg yağı ve metanolün çapraz bağlı Thermomyces Lanuginosus lipazı kullanılarak transesterleşmesi ile biyodizel üretimine reaksiyon sıcaklığı, karıştırma hızı ve çözücü (isooktan, n-hekzan, ter-bütanol) kullanımının etkileri incelenmiştir. Çözücülü ve çözücüsüz ortam biyodizel üretimleri karşılaştırılmış, yağ asidi metil ester (YAME) içeriği, çözücüsüz ortamda, sıcaklığın 35 ºC ve karıştırma hızının 200 rpm olduğu reaksiyon koşullarında %90 iken, çözücülü ortamda daha düşük olmuştur. Sonuç olarak, ek çözücü maliyetlerinin ve ayırma işlemlerinin önüne geçilmiş, böylece daha çevre dostu biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Biyodizel, Chlorella protothecoides, çözücü, Thermomyces Lanuginosus, YAME. 1 Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, [email protected] Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, [email protected] 3 Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, Alternatif Yakıtlar Araştırma ve Geliştirme Merkezi, Kocaeli Üniversitesi, 41040 Kocaeli, Türkiye, [email protected] 4 Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, Alternatif Yakıtlar Araştırma ve Geliştirme Merkezi, Kocaeli Üniversitesi, 41040 Kocaeli, Türkiye, [email protected] 2 712 CHLORELLA PROTOTHECOIDES ALG YAĞINDAN BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐ ĐÇĐN ÇAPRAZ BAĞLANMIŞ THERMOMYCES LANUGINOSUS LĐPAZI KULLANIMI Meleknur AŞICI1, Kübra BORAN2, Togayhan KUTLUK3, Nurcan KAPUCU4 Özet Petrol kaynaklı yakıtların gelecekte ihtiyaca cevap veremeyecek olması ve çevredeki olumsuz etkileri nedeniyle alternatif enerji kaynakları ön plana çıkmıştır. Biyodizel üretiminde hammadde olarak kullanılacak hayvansal ve bitkisel kaynaklı yağlara alternatif olarak, son zamanlarda kolaylıkla üretilebilen ve yağ depolayan algler dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, Chlorella protothecoides alg yağından lipaz enzimi ile biyodizel üretimi amaçlanmıştır. Alg yağını metanol gibi kısa zincirli alkoller ile enzim varlığında tepkimeye girmesi ile biyodizel ve yan ürün olarak gliserol oluşur. Üretimde Thermomyces Lanuginosus lipazı çapraz bağlanıp tutuklanarak kullanılmıştır. Biyodizel üretimine su miktarı, enzim miktarı, yağ/alkol mol oranı gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. Çözücüsüz ortamda, su miktarı %10, enzim miktarı %15, yağ/metanol mol oranı 1:4 olduğu reaksiyon koşullarında yağ asidi metil ester (YAME) içeriği %90 olarak elde edilmiştir. Anahtar kelimeler: Biyodizel, Chlorella protothecoides, lipaz, Thermomyces Lanuginosus, YAME. 1 Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, [email protected] Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, [email protected] 3 Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, Alternatif Yakıtlar Araştırma ve Geliştirme Merkezi, Kocaeli Üniversitesi, 41040 Kocaeli, Türkiye, [email protected] 4 Kimya Mühendisliği Bölümü Kocaeli Üniversitesi, 41380 Kocaeli, Türkiye, Alternatif Yakıtlar Araştırma ve Geliştirme Merkezi, Kocaeli Üniversitesi, 41040 Kocaeli, Türkiye, [email protected] 2 713 YENĐLENEBĐLĐR ENERJĐ KAYNAĞI OLARAK BĐYOKÜTLEDEN BĐYOETANOL ÜRETĐMĐNĐN ĐNCELENMESĐ Derya ÜNLÜ1, Nilüfer DURMAZ HĐLMĐOĞLU2 Özet Enerji, tüm dünyanın vazgeçilmez ihtiyaçlarından biridir. Günümüzde kullanılan enerji kaynaklarının çoğu fosil yakıt temellidir. Bu enerji kaynaklarının tükenme sürecinin başlaması, gelecekte ihtiyacı karşılayamaz duruma gelmesi ve çevreye verdiği zararlar dolayısıyla, ülkeler güvenilir, ekonomik, verimli ve çevreye duyarlı enerji arayışına girmişlerdir. Bu sebeple yenilenebilir, çevreci alternatif enerji kaynaklarına olan ilgi her geçen gün artış göstermektedir. Yenilenebilir ve sürdürülebilir alternatif yakıt olarak biyoyakıtlar oldukça ilgi çekmektedir. Biyoyakıtların ekonomik ve çevreci olması tercih sebebidir. Biyoatıklardan elde edilen etanol (biyoetanol), yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak, sağladığı çevresel ve ekonomik avantajlardan dolayı, tercih edilen bir biyoyakıttır. Günümüzün en popüler biyoyakıtlarından olan ve benzin ile belirli oranlarda karıştırılarak kullanılan biyoetanol benzinle karışma oranına göre E2 (%2 biyoetanol+%98 benzin), E5, E10, E85 olarak adlandırılabilir. Benzinle etanolün karıştırılması, benzinin emisyon kalitesini iyileştirdiği gibi yapısındaki oksijen benzinin daha temiz ve kaliteli yanmasına yardımcı olmaktadır. Ayrıca taşıtlarda kullanımında bütün emisyonların azaldığı belirlenmiştir. Fosil yakıt ve petrol türevli yakıtların kullanımının önlenmesi ve böylece çevre kirliliğin ortadan kaldırılarak zararlı emisyonların azaltılması bakımından biyoetanol üretiminin ve kullanımının yaygınlaştırılması oldukça önemlidir. Bu çalışmada biyoetanolün sağladığı yararlar, neden tercih edilmesi gerektiği, Türkiye’de ve dünyada biyoetanol üretimi ve kullanımı üzerinde durulmuştur. Geleceğin yakıtı olarak görülen biyoetanolün çevresel ve ekonomik öneminden bahsedilmiştir. Anahtar kelimeler: Alternatif enerji kaynakları, biyoetanol, biyokütle, biyoyakıt 1 2 Kocaeli Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, 41380, [email protected] Kocaeli Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, 41380 714 1. Giriş Artan nüfus artışı ve enerji talebi ile günümüzde kullanımda olan enerji kaynakları tükenmekte ve yetersiz kalmaya başlamıştır. Gelişmiş ülkeler; enerji çeşitliliğini arttırmak ve yaygınlaştırmak için alternatif yakıt arayışlarına girmişlerdir. Bu yüzden temiz ve yaşanabilir bir çevre için alternatif enerji kaynakları bulunmasına yönelik çalışmalar giderek artış göstermektedir [1]. Taşımacılık sektörü günümüzün yaşantısında oldukça önemli bir yere sahiptir. Otomobil endüstrisi pek çok ülkenin tüketici harcamalarında büyük bir paya sahiptir. Fosil kaynaklı yakıtlar yaşam alanlarının ve atmosferin kirlenmesine neden olmaktadır. Bu sebeple yakıt ve otomotiv endüstrisi, her açıdan insan ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri çözmek durumundadır. Daha temiz ve yaşanılabilir çevre için biyolojik kökenli, yenilenebilir, çevreci yakıtlara ihtiyaç vardır [2, 3]. Çalışmaları sürdürülen alternatif yakıtlardan en yeni ve en hızlı yaygınlaşanı biyoyakıtlardır. Biyoyakıtların ilgi görmesinin sebebi ekonomik ve çevre dostu olmasıdır. Elde edilen enerjinin güvenilir olması, dışa bağımlılığı azaltması ve tarımsal kalkınmaya destek olması gibi sebepler üzerine çalışmaların artarak devam etmesine sebep olmaktadır. Bu nedenle, petrol türevli yakıtların yerine kullanılabilecek, çevreci alternatif sıvı yakıt üretilmesi bilim adamlarının önem verdiği çalışma konularının başında gelmektedir. Etanol yakıt olarak farklı kullanım alanlarında değerlendirilebilir. Yapılan çalışmalar sonucu, etanolün araçlarda ilave bir katkı maddesi gerektirmeden başarılı bir şekilde kullanabileceği ve motorlarda etanolün kullanılmasıyla açığa çıkan zararlı hidrokarbon ve CO2 gaz emisyonunun büyük oranda düştüğü belirtilmiştir. Biyoetanol buğday sapı, mısır, patates, şeker pancarı gibi şekerli ve nişastalı bitkilerden üretilen bir üründür. Bu yüzden, bu tür tarım ürünlerinin çokça yetiştirildiği Brezilya, ABD gibi ülkelerde üretimi ve kullanımı fazladır [4]. 2. Biyoetanol Tarımsal ürünlerin üretimi ve işlenmesi sırasında büyük miktarda atık ortaya çıkmaktadır. Elde kalan bu atıkların çok az bir kısmı değerlendirilmekte ve bu atıklar çevre kirliliği gibi sorunlara yol açmaktadır. Yapısında lignoselüloz içeren bu tarımsal atıklar potansiyel bir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Lignoselülozik maddeler yeryüzünde bol miktarda üretilen, yenilenebilir bir hammaddedir ve yeryüzünde bulunan toplam biyokütlenin '% 95'ini oluşturmaktadır [5]. 715 Dünyada yılda yaklaşık 1,3×1010 milyon ton bitki atığı açığa çıkmaktadır. Bu bitki ve selülozik atıkların biyoetanol gibi endüstriyel ürünlere ekonomik açıdan dönüştürülmesi oldukça önemlidir. Ayrıca, biyoetanol gibi biyoyakıt üretiminde lignoselülozik atıkların kullanımı fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltarak çevrenin korunmasında da olumlu etki yaratacaktır. Biyoetanol genellikle şeker pancarı veya nişasta açısından zengin malzemelerden üretilmektedir. Eğer tarımsal yan ürünler ve atıklar ham madde olarak kullanılabilirse hem biyoetanol üretimi için ham madde miktarı artacak hem de maliyeti düşürecektir. Biyoetanol, biyolojik kaynaklardan elde edilir ve yakıt olarak kullanılır. Kimyasal formülü CH3–CH2–OH’dır. Biyoetanol; yenilenebilir, biyolojik kökenli, sera gazı salınımına az etki eden, çevre dostu bir yakıt olarak dikkat çekmektedir. Biyoetanol; yüksek oktan sayısına, geniş yanabilme aralağına, yüksek yanma hızına sahiptir. Biyoetanolün fiziksel ve kimyasal özellikleri ise; özgül ağırlığı 0.79 kg/dm3, buhar basıncı 50 mmHg, kaynama sıcaklığı 78.50C, dielektrik katsayısı 24.3, moleküler ağırlığı 46.1’dir. Biyoetanol, %35 oranında oksijen içerir, bu da yakıtın açığa çıkardığı azot oksit (NOx) oranını düşürür [6]. 2.1. Biyoetanol Kullanımının Avantajları Biyoetanol, biyokütlelerin fermantasyonu ile elde edilen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Günümüzün en popüler biyoyakıtlarından olan ve benzin ile belirli oranlarda karıştırılarak kullanılan biyoetanol buğday sapı, mısır, patates, şeker pancarı gibi tarım ürünü olan biyokütlelerden üretilen bir üründür. Biyetanolün benzine ilave edilme miktarına göre E2 (%2 biyoetanol+%98 benzin), E5, E10, E85 olarak adlandırılmaktadır. Benzinle etanolün birlikte kullanılması, benzinin temiz ve kaliteli yanmasını sağlayarak, emisyon kalitesini iyileştirmektedir. Taşıtlarda yakıt olarak kullanımı sonucunda, biyoetanolün benzinle harmanlama oranı arttıkça, NOx, CO ve CO2 gibi emisyon oranlarının azaldığı görülmüştür. Azot oksitler insan vücüdunda nemle birleşerek, sağlığa zararlı nitrik asit oluşumuna neden olmaktadır. Bunun yanında atmosferdeki su ile azot oksitlerin birleşmesi sonucu asit yağmurları oluşmaktadır. Bu durumda bitki örtüsünün zarar görmesine ve ekolojik dengenin bozulmasına yol açmaktadır. Bu sebeple emisyonlardaki NOx miktarının azalması insan sağlığı ve çevre için oldukça önemlidir [1]. Benzine %5 biyoetanol ilave edilerek elde edilen yakıt, ilave işlem gerektirmeksizin taşıtlarda kullanılabilmektedir. Bu yakıtın 1 litresi yakıldığında, atmosfere 2,4 kg daha az karbondioksit salınmaktadır ve emisyonlar % 4,5 oranında azalmaktadır [7]. 716 Biyoetanol (856 j/g) ile benzinin (272 j/gr) buharlaşma gizli ısı değerleri birbirinden oldukça farklıdır. Bu durum karışım üzerinde soğutucu etki yaparak, motorun hacimsel verimini arttırır [8]. Oktan sayısı yakıtın kalitesinin değerlendirildiği bir ölçüdür. Alkol türevli yakıtlar vuruntuya dayanıklı olduğundan dolayı, motorları yüksek sıkıştırma durumunda vuruntusuz çalıştırmaktadır. Sıkıştırma oranı yükseldikçe, yakıt tüketimi azalmaktadır. Oktan sayısını yükseltmede biyoetanolün etkisi analizlerle kanıtlanmıştır. Biyoetanolün oktan sayısı (R.O.N.) 108-111, motorun oktan sayısı (M.O.N.) 89-92 dir. Oktan sayısını yükseltmek için kurşunlu bileşikler de kullanılmaktadır. Bunlar insan sağlığına oldukça zararlı bileşiklerdir. [9]. EPDK nın almış olduğu karara göre, piyasadaki benzin türlerine yerli tarım ürünlerinden üretilmiş olan biyoetanol ilavesinin, 1 Ocak 2014 tarihinden geçerli olmak üzere en az %3 oranında olma zorunluluğu getirilmiştir [10]. Bu durumda 80 bin metreküp biyoetanole ihtiyaç olacaktır. Bu noktada da Tarım ve Köyişleri Bakanlığı verilerine göre 80 bin metreküp biyoetanol elde etmek için 945 bin 83 ton şekerpancarı veya 223 bin 145 ton mısır üretilmesi gerekmektedir [11]. Biyoetanol üretiminde hammadde olarak bitkilerin kullanılması tarımın gelişmesine katkıda bulunmaktadır. Biyoetanol üretiminin artması eleman ihtiyacını da arttıracağından istihdam artacak, işsizlik oranı azalarak milli ekonomiye katkı sağlayacaktır. Đthal edilen petrol ihtiyacına alternatif olarak biyoetanol yerli, yenilenebilir bir enerji kaynağı oluşturmaktadır. 2.2. Biyoetanol Üretiminde Kullanılan Hammadde Kaynakları Biyoetanol buğday sapı, mısır, patates, şeker pancarı gibi tarım ürünü olan biyokütlelerden üretilen bir üründür. Kullanılan biyokütle kaynağının etanole dönüştürülebilmesi için yapısında nişasta veya selüloz içermesi önemlidir. Günümüzde mısır gibi tarım ürünü biyokütleden üretilen etanol yerine, gıda dışı tarım atıklarından, ikinci nesil, çevreyle dost biyoetanol üretimi gündeme gelmiştir. Mısır sapı ve buğday çöpü gibi tarımsal atıklar ile odun, saman ve çim gibi kaynaklardan elde edilebilen lignoselülozik biyokütleler, aynı zamanda insan gıdası olan biyokütlelere iyi bir alternatif olmuştur [12]. Şekil 1’de biyoetanol üretimi için kullanılan hammadde kaynakları görülmektedir. 717 Şekil 1. Biyoetanol hammadde kaynakları [13] Lignoselüloz yapısında selüloz, hemiselüloz ve lignin içeren bitkisel hücre duvarının en önemli yapısal bileşenidir. Bu polimerce zengin maddelere “lignoselülozik maddeler” denir. Şekil 2’de lignoselülozik bir maddenin yapısı görülmektedir. Şekil 2. Lignoselülozik maddelerin yapısı [15] Dünyada besin, enerji ve diğer amaçlar için gerekli hammadde kaynaklarının tükenip, yetersiz kalmaya başladıkça, lignoselülozik maddelerin geleneksel besin, biyokütle, yem ve biyogaz üretimi için kullanımı önem kazanmaktadır. Bu bağlamda bazı tarımsal bitkiler ile 718 orman ürünleri, bu malzemelerin yan ürünleri ve atıkları gibi lignoselülozik maddeler bu amaçla kullanılabilir. 2.3. Biyoetanol Üretimi Biyoetanol üretimi çoğunlukla dört basamakta gerçekleştirilen bir prosestir. Bu proses aşamaları; ön-muamele, hidroliz, fermentasyon ve distilasyon olarak Şekil 3’de görüldüğü gibi sınıflandırılabilir. Şekil 3. Biyoetanol üretim aşamaları [16] 2.3.1. Ön muamele Đşlemleri Lignoselülozik maddelere ön muamelelerin etkisi uzun zamandır bilinmektedir. Biyokütlenin mikroskobik ve makroskobik ölçü ve yapıda elde edilmesi karbonhidratların monomerik şekere hidrolizi ile olur. Ön muamelede amaç lignin ve hemiselülozu ortadan kaldırmak, selülozun kristalinitesini azaltmak ve maddenin gözenekliliğini arttırmaktır. Ön muamele şu sebeplerden dolayı gereklidir: 1) Şeker oluşumunu arttırmak 719 2) Bozunmadan kaçınmak ve karbonhidrat kaybını azaltmak 3) Hidroliz ve fermantasyon prosesleri sonunda oluşacak yan ürünlerden kaçınmak 4) Maliyet Fiziksel, fizikokimyasal, kimyasal ve biyolojik prosesler lignoselülozik maddelerin ön muamelesinde kullanılmaktadır [17]. 2.3.2. Hidroliz Biyokütleyi fermentasyona hazır şekere dönüştürebilmek için suyun ilave edilip glikoz molekülünün elde edildiği işlem hidroliz işlemidir. Bu işlemde selüloz, glikoza asit veya enzim yoluyla parçalanır. Bu hidroliz işlemlerinde enzimin kullanımı maliyetli olduğundan, çoğunlukla daha ucuz bir yöntem olan sülfirik asitin kullandığı asit hidrolizi işlemi tercih edilmektedir. Ancak bu yöntemin de dezavantajı yüksek sıcaklık gerektirmesi ve korozyona neden olmasıdır. Enzimatik hidrolizde daha yüksek verim elde edilmektedir. Hidroliz işlemi bunların yanında gama ışını, elektron ışını radyasyonu veya mikrodalga radyasyonu gibi yöntemlerle de yapılabilmektedir [12]. 2.3.3. Fermentasyon Fermentasyon glikozün alkole dönüştürülme işlemidir. Bu işlem için en çok kullanılan mikroorganizmalardan biri de mayalardır. Etanol eldesinin genel reaksiyonu; Şeker ___Mikroorganizma____> Etanol + Yan ürün ile ifade edilebilir. Bu reaksiyonda mikroorganizmalar kullanılmaktadır. Glikozdan mikro organizmalar aracılığıyla etanol eldesi reaksiyonu ise; C6H12O6 ___Mikroorganizma____> 2C2H5OH (etanol) +2CO2 şeklinde yazılır. Bu reaksiyonda sisteme 1,0 g glikoz beslenmesine karşılık 0,51 g etanol elde edilmektedir. Etanol üretim reaksiyonu sonunda dönüşmeyen biyokütleler ve CO2 gibi yan ürünler de oluşmaktadır [18]. 2.3.4. Distilasyon Etanolün saflaştırılması oldukça önemli bir prosestir. Bu proseste önemli bir problem vardır, etanol ile su azeotrop karışım oluşturmaktadır. Suyun 78,15oC sıcaklığında ve ağırlıkça %95,6 olduğu karışımlara azeotrop karışımlar denir. Bu durum etanol-su karışımının tek distilasyon kolonu ile ayrılmasını engeller. Etanol konsantrasyonu azeotrop noktaya yakın karışımlar için distilasyon oldukça pahalı bir prosestir. Yüksek saflıkta etanol elde etmek için, yüksek riflaks oranı ve ilave ekipmanlar gereklidir. Örneğin, seyreltik etanolsu karışımının ayrılması için iki aşama gereklidir. Đlk aşamada basit distilasyonla etanol %92.4 saflıkta elde edildikten sonra, ikinci adımda tamamen saf olarak etanol elde etmek için 720 azeotropik distilasyon, ekstraktif distilasyon, sıvı-sıvı ekstraksiyon gibi ayırma prosesleri ve bazı kompleks hibrit prosesler kullanılır [19]. 3. Türkiye’de Biyoetanol Üretimi Türkiye’de ki trafik akışında; 2.7 milyon m3 benzin, 11.5 milyon m3 dizel ve 5.2 milyon m3 LPG tüketilmektedir. Türkiye Enerji ve Tabii Kaynakları’nın raporuna göre ise; toplam yakıt tüketimi 22 milyon ton iken, bunun 3 milyon tonu benzindir. 1.55 lt biyoetanolün, 1 lt benzine eşdeğer olduğu bilinmektedir. Bunun için de 4.65 milyar litre biyoetanol gereklidir [20]. Türkiye’de biyoetanol üretimi yeni bir prosestir. Birinci nesil biyoetanol bazı fabrikalarda üretilmektedir. Türkiye’de biyoetanol üreten bazı fabrikalar Tablo 1’de gösterilmiştir. Tablo 1. Türkiye’de biyoetanol üreten fabrikalar [21] Fabrika ismi Malzeme Sembolik üretim kapasitesi (lt/gün) Erzurum Şeker pancarı 40,000 Eskişehir Şeker pancarı 65,000 Turhal Şeker pancarı 45,000 Malatya Şeker pancarı 40,000 Çumra Şeker pancarı 300,000 Tarkim Buğday ve mısır 100,000 Tezkim Buğday ve mısır 70,000 Amasya Şeker pancarı 60,000 Şeker fabrikalarının çoğu biyoetanol üretmek için melası kullanır. Amasya, Çumra ve Eskişehir’de ki şeker fabrikaları bu şekilde üretim yapmaktadır. Pirinç kabuğu ve pamuk sapından da etanol üretilmektedir. Türkiye Đstatistik Kurumu verilerine göre; 90000 hektar 721 ekim alanından, 900 bin ton çeltiğin hasat edilmesiyle 180000 ton pirinç kabuğu elde edilmiştir. Diğer yandan 2.6 milyon ton pamuk, 481000 hektar ekim alanından hasat edilmiş ve 15.5 milyon ton pamuk sapı elde edilmiştir. Bu hammaddeler sırasıyla % 28.6 ve % 47.1 selüloz; % 28.6 ve % 24.1 hemiselüloz; % 24.4 ve % 22 lignin içermektedir [22]. Türkiye’de etanol benzine % 2 oranında ilave edilmektedir. Türkiye’de biyoetanol pazarının gelişmesi, Avrupa Birliği’nin hedeflediği benzine biyoetanol ilave oranına Türkiye’de de izin verilmesi ile olacaktır. Bu da yürürlükteki ÖTV mevzuatının değiştirilmesi ile gerçekleştirilebilir. 4. Dünyada Biyoetanol Üretimi Biyoetanolün yakıt olarak kullanımı A.B.D. gibi yoğun tarım ürünü yetiştiren ülkelerde 1970’lerin başında başlamıştır. 1970 ve 1980 yıllarında meydana gelen petrol krizleri biyoetanolün kullanımını yaygınlaştırmıştır. Brezilya biyoetanol üretimi ve tüketiminde başta gelen ülkedir. Burada tüketilen yakıtların %22 sini biyoetanol oluşturmaktadır. A.B.D. de ise benzinler %10 oranında biyoetanol içermektedir. Kanada’da beş tesiste biyoetanol üretimi yapılmaktadır. Toplam üretim miktarı 175 milyon litredir. Đsveç’te de yılda 50 milyon litre biyoetanol üreten bir tesis bulunmaktadır. Dünyada biyoetanolün toplam yıllık üretimi 21 milyar m3 e ulaşmaktadır. Hammadde olarak buğday, mısır, patates, şeker pancarı, şeker kamışı, tarımsal atıklar, saman ve odun kullanılmaktadır. Dünyada biyoetanolün yakıt olarak kullanımı hükümet programları ile teşvik edilmektedir. Pek çok ülkenin biyoyakıt kullanımını desteklemesinin arkasında tarım sektöründe istihdamın ve gelirin artırılarak tarımsal kalkınmanın sağlanması yatmaktadır [7, 23]. 5. Sonuç Biyoetanol, dünyada yılda 30 milyon ton üretimi ve 13 milyar doları bulan pazar payı ile tercih edilen alternatif sıvı yakıtlardan biridir. Gelecekte modern biyoyakıt üretim tesislerinin kurulumuyla biyoetanol, ekonomik ve çevre dostu bir ürün olması nedeniyle oldukça fazla talep görecektir. Taşıma sektörü için yakıt olarak biyoetanol kullanılması ile önemli avantajlar elde edilmektedir. Bunlar içerisinde en önemlileri enerji güvenliğinin arttırılması ve çevreye verilen zararın azaltılması sayılabilir. Ayrıca tarımsal kesim için bir pazar ve işgücü de yaratılmış olmaktadır. Dünya üzerinde birçok ülke biyoetanolün bu faydalarını göz önünde tutarak biyoetanol için gerçekleştirilen temel araştırmalardan kullanım zorunluluğuna kadar her alanda biyoetanol lehindeki desteğini ortaya koymuştur. 722 KAYNAKÇA 1. Tolga Topgül, Buji ile Ateşlemeli Motorlarda Etil Alkol-Benzin Karışımı Kullanımında Optimum Çalışma Parametrelerinin Araştırılması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2006. 2. Đlker Örs, Benzin-Etanol Karışımlarının Taşıt Performansına Ve Egzoz Emisyonlarına Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 2007. 3. Mustafa Acaroğlu, Hidayet Oğuz, M. Ünaldı, Türkiye Đçin Alternatif Bir Yakıt:Biyoetanol, Yakıt Olarak Kullanımı ve Emisyon Değerleri, Biyoenerji 2004 Sempozyumu, 20-22 Ekim 2004 Ege Üniversitesi, Đzmir, 2004. 4. Derya Ünlü, Nihat Yanıkören, Filiz Uğur, Nilüfer Durmaz Hilmioğlu, Etkin Ve Temiz Yanma Sağlayan Biyoetanolün Pervaporasyon Đle Ekonomik Olarak Saflaştırılması, 12 th International Combustion Symposium, Kocaeli, 2012. 5. Đsmail Bayram, “Bazı Tarımsal Artıkların Beyaz Çürükçül Mantarlarla Delignifiye Edilerek Yem Değerlerinin Artırılma Olanaklarının Araştırılması”, Ankara Üniv. Vet. Fak. Derg. Vol. 44, 1997, p. 1-9. 6. Ali Osman Adıgüzel, “Biyoetanolün Genel Özellikleri ve Üretimi Đçin Gerekli Hammadde Kaynakları”, BEÜ Fen Bilimleri Dergisi, Vol 2, No 2, 2013, p.204-220. 7. Zafer Ayvaz, Çevreci Yakıt Biyoetanol, Ekoloji Magazin Dergisi, 8.sayı, EkimAralık, www.ekolojimagazin.com, 2005. 8. Wei-Dong Hsieh, Rong-Hong Chen, Tsung-Lin Wu, Ta-Hui Lin, “Engine Performance and Pollutant Emission of an SI Engine Using Ethanol-Gasoline Blended Fuels”, Atmospheric Environment, Vol 36, No 3, 2002, p:403-410. 9. H. Çelikten, Otto Motorlarında Biyoetanol Kullanımı Ve Biyoetanol Özellikleri, Yüksek Lisans Semineri, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 2007. 10. Şemsi Bayraktar, “Ülkemizde Biyoyakıt Üretimi”, 2011, Türkiye Ziraat Odaları Birliği, www.tzob.org (Erişim 20 Ağustos 2014) . 11. O. Çelebi, “Akaryakıta Biyoyakıt Desteği”, 2011, www.alternaturk.org. (Erişim 20 Ağustos 2014). 12. Yalçın ÇÖPÜR, Ayhan TOZLUOĞLU, Ömer ÖZYÜREK, “Selülozik Biyoetanol Üretim Teknolojisi”, Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, Vol 7 No 1, 2011, p. 1037. 723 13. http://www.responsiblebusiness.eu/display/rebwp7/Technology (Erişim 29 Ağustos 2014). 14. Đbrahim Tükenmez, Tayfur Bakioğlu, Sıtkı Ersen, “Işınlanmış Lignoselülozik Substratların Fermantasyonu”, Türkiye Bilimsel Araştırma Kurumu, Ankara,1995. 15. Khanok Ratanakhanokchai, Rattiya Waeonukul, Patthra Pason, Chakrit Tachaapaikoon, Khin Lay Kyu, Kazuo Sakka, Akihiko Kosugi, Yutaka Mori, “Paenibacillus curdlanolyticus Strain B-6 Multienzyme Complex: A Novel System for Biomass Utilization”, Miodrag Darko Matovic (eds.), Biomass Now - Cultivation and Utilization, 2003. 16. Mehdi Dashtban, Heidi Schraft, Wensheng Qin, “Fungal Bioconversion of Lignocellulosic Residues; Opportunities & Perspectives”, Int J Biol Sci, Vol 5, No 6, 2009, p.578-595. 17. Ye Sun, Jiayang Cheng “Hydrolysis of lignocellulosic Materials for Ethanol Production: a review”, Bioresource Technology, Vol 83, No 1, 2002, p. 1-11. 18. Mohammad J.Taherzadeh and Keikhosro Karimi,. “Bioethanol Market and Production Processes”, Ahindra Nag (eds.), Biofuels Refining and Performance Mc.Graw-Hill, p. 69-102. 19. Hua-Jiang Huang, Shri Ramaswamy, U.W. Tschirner, B.V. Ramarao, “A Review of Seperation Technologies in Current and Future Biorefineries”, Separation and Purification Technology, Vol 62, No 1, 2008, p. 1–21. 20. Mehmet Melikoglu, Demand forecast for road transportation fuels including gasoline, diesel, LPG, bioethanol and biodiesel for Turkey between 2013 and 2023, Renewable Energy, Vol 64, 2014, p. 164-171. 21. Asiye Gül Bayrakci, Günnur Koçar, Second-generation bioethanol production from water hyacinth and duckweed in Izmir: A case study, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol 30, 2014 p. 306–316. 22. Esra Imamoglu, Fazilet Vardar Sukan, The effects of single and combined cellulosic agrowaste substrates on bioethanol production, Fuel, Vol 134, 2014, p. 477–484. 23. http://www.tarimsalkimya.com.tr/biyoetanol/dunyadabiyoetanol.php Ağustos 2014). 724 (Erişim 25