KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ ORMAN FAKÜLTESİ ORMAN ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ Antepfıstığı Kabuğunun Kimyasal Aktivasyon Yöntemi İle Aktif Karbon Üretiminde Değerlendirilmesi Mehmet Şehmuz Çetinkaya, M. Hakkı Alma, Tufan Salan, Fırat Ulgur,

1.GİRİŞ

AntepFıstığı 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.

AntepFıstığı 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.

AntepFıstığı 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.

AntepFıstığı 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.

1.2. AKTİF KARBON 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.

1.2.1. Aktif Karbon’un Genel Özellikleri 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.

1.2.2.Aktivasyon Teknikleri 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.

2. MATERYAL METOD 2.1. ÖRNEĞİN HAZIRLANMASI; 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.

2.2. AKTİVASYON İŞLEMİNİN YAPILMASI 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.

3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Yapılan analizler sonucunda elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibidir; BET ANALİZİ 1/0,5 Hammadde/Katalizör 1/1 Hammadde/Katalizör Gr/m2 1.050.307 gr/m2 1505,377 gr/m2

SEM ANALİZİ 1/1 Hammadde/Katalizör 1/0,5 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 Cl 33,67% 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 Cu CuO 0,08% Mn 0,05% MnO 0,06% Mg 0,03% MgO Ni 0,01% NiO

Tablo 4. XRF Analizi Sonuçları (1/1) Formula Concentration Cl 27,68% 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 S Cr2O3 0,19% Cu 0,06% CuO 0,07% Mn 0,03% MnO 0,04% Ti 0,02% TiO2 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.

Mehmet Şehmuz ÇETİNKAYA DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM Mehmet Şehmuz ÇETİNKAYA