|
Organik maddelerin, oksijensiz ortamda pirolizi veya az miktarda oksijen varlığında gazlaştırma işlemi sonucunda elde edilen yüksek karbon ve mineral içerikli ürüne “Biochar” denilmekte. Biochar, içine katıldığı toprağın hava almasını ve köklerin toprak içinde daha kolay ilerlemesini sağlayarak toprak kalitesini arttıran doğa dostu bir ürün. Bunun yanı sıra, içerdiği karbonu toprağa gömerek atmosfere geri dönmesini önleyeceğinden, üreten ülkelere Kyoto Protokolü kapsamında, karbon puanı sağlar.
|
.jpg) |
BIOCHAR Verimini Neler Etkiler?
Genel olarak pirolizden elde edilen katı ürün verimini piroliz sıcaklığı, ısıtma hızı, parçacık boyutu ve alıkonma süresi etkiler. Sıcaklık, termokimyasal bir süreç olması itibariyle pirolizi ve ürün verimlerini etkileyen en önemli faktördür. Pirolizin kullanım amacına bağlı olarak sıcaklık istenilen değere ayarlanabilir. Proses sıcaklığı 400-500°C (752-932°F) aralığında iken daha fazla biochar elde edilirken, 700°C (1,292°F) ve üzerinde sıvı ve gaz yakıt bileşenlerinin üretme verimi artar, daha az biochar elde edilir.
Bir diğer önemli faktör de piroliz işlemine maruz kalacak olan atığın sıcaklığının artırılma hızıdır. Atığı ısıtma hızı ne kadar yavaş olursa pirolizden elde edilen katı ürün miktarı o kadar fazla olmaktadır.
Parçacık boyutu piroliz işleminde sıcaklık ve süreye bağlıdır. Piroliz işleminde ısıtma hızı düşük, piroliz süresi uzun tutulursa parçacık boyutu da artmaktadır.
Alıkonma zamanı piroliz işlemi sırasında oluşan buhar fazdaki ürünlerin piroliz ortamında tutulma süresidir. Eğer piroliz işleminde hedeflenen ürün katı ürün ise, atık Yavaş Piroliz (Karbonizasyon) işlemine tabi tutulmalıdır.
Piroliz İşleminin Önemli İşletme Parametreleri
|
|
Yavaş Piroliz
|
Hızlı Piroliz
|
Flash Piroliz
|
|
Piroliz Sıcaklığı (°C)
|
300-700
|
600-1000
|
800-1000
|
|
Isıtma Hızı (°Cs-1)
|
0.1-1
|
10-200
|
>1000
|
|
Parçacık Boyutu (mm)
|
5-50
|
<1
|
<0.2
|
|
Katı Alıkonma Süresi (s)
|
300-550
|
0.5-10
|
<0.5
|
BIOCHAR Hangi Hammadelerden Elde Edilir?
Biochar hammaddeleri organik ve inorganik içerikli olmak üzere iki kısımdan oluşur. Biochar hammaddelerin pirolizi sonucunda organik madde bozunur, karbon ve mineral kalır. Karbon ve mineral içerikli bu karışım biocharı oluşturmaktadır. Bu nedenle; mineral içeriği bakımından yüksek olan her organik madde, ısıl işleme tabi tutulduğunda biochar elde edilir.
 |
Odun yongası, mısır koçanı, pirinç kabuğu, fıstık kabuğu, ağaç kabuğu gibi tarımsal atıklar, işlenmiş kağıt atığı, hayvan gübresi, kentsel atıklar, ormansal biyokütle atıkları, shingle vb. atıklar biochar üretiminde hammadde kaynağı olarak kullanılabilir. Fakat; biochar üretimi için hammadde seçiminde bazı hususlara dikkat edilmesi gerekir. Bu hususlar; besin maddesi içeriği (kullanılabilirliği), pH, kirletici maddeler (ağır metaller, toksinler), partiküllerin boyut dağılımıdır.
|
Biochar’ın bileşimi (karbon, azot, potasyum, kalsiyum vb. miktarları); kullanılan hammaddeye bağlı olarak büyük değişiklikler gösterir. Örneğin; kanatlı atıkları gibi hayvansal kaynaklı biocharlar mineral içeriği (N,P,K) bakımından daha zengindir. Piroliz koşulları biocharın bileşimini büyük ölçüde etkiler. Farklı biyokütle hammaddelerinin, işletme sıcaklığına bağlı ürün verimleri değişmektedir.
Farklı Biyokütle Hammaddelerinin Piroliz Sıcaklığına Bağlı Ürün Verimleri
|
Hammaddeler
|
Gaz (wt %)
|
Pirolitik Yağ (wt %)
|
Biochar (wt %)
|
|
500°C
|
700°C
|
900°C
|
500°C
|
700°C
|
900°C
|
500°C
|
700°C
|
900°C
|
|
Biyokatı
|
10
|
26
|
-
|
10
|
2
|
-
|
12
|
11
|
-
|
|
Mısır Koçanı
|
17
|
65
|
52
|
22
|
7
|
3
|
26
|
14
|
17
|
|
Gübre
|
20
|
30
|
42
|
18
|
7
|
2
|
28
|
14
|
11
|
|
Evsel Atık
|
23
|
36
|
50
|
11
|
6
|
3
|
-
|
24
|
13
|
|
Kağıt
|
16
|
45
|
70
|
47
|
8
|
3
|
10
|
6
|
4
|
|
Ağaç Kabuğu
|
23
|
35
|
53
|
19
|
6
|
2
|
27
|
20
|
22
|
Biochar’ın bileşimi (karbon, azot, potasyum, kalsiyum vb. miktarları); kullanılan hammaddeye, piroliz süresine ve sıcaklığa bağlı olarak farklılık göstermektedir. Örneğin; hammadde olarak bitkisel kaynaklı atık kullanılırsa karbon içeriği, hayvansal atık kullanılırsa da potasyum içeriği diğer hammaddelere göre daha yüksek olur.
Farklı Hammaddelerin Biochar Bileşimleri
|
Hammadde
|
Kümes Hayvanları Atığı
|
Bitkisel Kaynaklı Atık
|
Kağıt Fabrikası Atığı
|
|
N (%)
|
2,2
|
0,25
|
0,44
|
|
P (%)
|
2,4
|
0,049
|
0,11
|
|
K (%)
|
2,1
|
0,0072
|
0,047
|
|
CaCO3 (%)
|
14
|
0,90
|
7,50
|
|
Total C (%)
|
35
|
66
|
37
|
|
|
Farklı Hammaddelerin ve Bunların Pirolizi Sonucu Elde Edilen Biocharlar’ın Elementel Analiz Sonuçları
|
|
Kümes Hayv. Atığı Talaş
|
Kümes Hayv. Atığı Pirinç Atığı
|
Şeker Kamışı Atığı
|
Bitkisel Atık
|
|
|
Biyokütle
|
Biochar
|
Biyokütle
|
Biochar
|
Biyokütle
|
Biochar
|
Biyokütle
|
Biochar
|
|
Verim (%)
|
-
|
38
|
-
|
33
|
-
|
34
|
-
|
30,5
|
|
Kül (%)
|
9,5
|
29
|
15,5
|
41,6
|
6,7
|
24,1
|
1,7
|
13,5
|
|
Karbon (%)
|
50,1
|
83,5
|
48,3
|
81,6
|
48,8
|
86,8
|
50,9
|
87,2
|
|
Hidrojen (%)
|
6,28
|
3,11
|
6,53
|
2,77
|
6,11
|
3,22
|
5,75
|
2,65
|
|
Azot ( %)
|
4,39
|
6,52
|
5,59
|
7,42
|
0,7
|
1,34
|
0,18
|
0,4
|
|
Toplam Kükürt ( %)
|
0,47
|
0,64
|
0,59
|
0,89
|
0,17
|
0,13
|
0,02
|
0,02
|
|
Oksijen (%)
|
38,78
|
6,33
|
39
|
7,36
|
44,3
|
8,56
|
42,6
|
9,8
|
|
BIOCHAR’ın Toprakta Etki Mekanizması
Biochar’ın, toprak için önemi, Amazon ormanlarının koyu renkli “Terra Preta” (Kara Toprak) topraklarının keşfedilmesi ile ortaya çıkmıştır. Araştırmacılar, Terra Preta toprağının normal toprağa oranla 2,7 kata kadar daha fazla organik karbon içerdiğini keşfetmiştir. Dünyanın birçok bölgesinde, çiftçiler bu olaydan esinlenerek Biocharı toprak düzenleyici olarak kullanmaktadır. Biocharlar hemen hemen her türlü toprak çeşidini iyileştirmek için kullanılabilir.
|
.jpg) |
|
BIOCHAR'ın Toprağa Faydaları
- Metan emisyonunu tamamen engeller.
- Nitroz oksit emisyonlarını ~%50 oranında azaltır.
- Gübre gereksinimini ~%10 oranında azaltır.
- Karbonun toprakta uzun süre tutulmasını sağlar.
- Toprak asitliğini giderir, pH değerini yükseltir.
- Alüminyum toksitesini azaltır.
- Yararlı mantar hiflerini (mikoriza, mikorizal mantar) artırarak, toprak yapısını düzenler.
- Su kullanımını aktive eder.
- Topraktaki mevcut besinleri tutar (NPK).
- Baklagillerin toprakla azot fiksasyonunu dengeler.
- Katyon değişim kapasitesini %50 artırır.
- Toprak geçirgenliğini yükseltir.
|
BIOCHAR' ın Bitkisel Üretime Faydaları
- Bitki büyümesini hızlandırır.
- Toprak çekme dayanımını artırır.
- Karbon emisyonuna katkı sağlar.
- Pazara erken girme avantajı sunar. Toprak verimini artırarak birim alandan daha yüksek miktarda ürün alınmasını sağlayarak ekstra kazanç sağlar. Verimi %20-%120 oranında artırır.
- Ürünün kalitesini artırır ve homojen ürün deseni oluşturur.
- Toprağın daha iyi havalanmasını sağlar ve su geçirgenliğini artırır.
- Toprağın su tutma kapasitesini artırarak, kuraklığa karşı su kaybını azaltır ve toprak nemini korur.
- Toprak rengini koyulaştırdığı için güneşi daha fazla absorbe eder. Güneş enerjisinden daha fazla yararlanmayı sağlar.
- Organik tarım yetiştiriciliği sağlar.
- Toprakta uzun yıllar kalabildiği için gübre maliyetlerini azaltır.
- Bitkinin dayanımını artırır, dolaylı olarak hastalık ve zararlılara karşı bitkinin dirençli olmasını sağlar.
|
BIOCHAR'ın Kullanım Şekli Ve Dozajı
|
BİTKİ TÜRÜ
|
KULLANIM ORANI
|
KULLANIM ŞEKLİ
|
|
SEBZE ve TAHILLAR (Biber, hıyar, domates, patlıcan, kavun, karpuz, kabak, fasulye, lahana, marul, patates, pırasa, pamuk, ayçiçeği, nohut, şekerpancarı, buğday, arpa, mercimek, susam vs.)
|
50 TON / HA.
(5 ton/da)
|
Toprak hazırlığı yapılırken, yanmış ahır gübresiyle veya kimyasal gübrelerle karıştırılarak, toprağa serpilir ve karıştırılır.
|
|
MEYVE (Elma, armut, ayva, badem, ceviz, kayısı, kiraz, erik, şeftali, narenciye vs.)
|
5 kg / m2 alana
|
Toprak yapısına bağlı olarak bahçe kurulmadan önce toprak hazırlığı sırasında, yanmış ahır gübresiyle veya kimyasal gübrelerle karıştırılarak, toprağa serpilir ve karıştırılır.
|
|
1-5 kg / çukur
|
Fidan dikimi sırasında açılan fidan çukurlarına toprak yapısına bağlı olarak değişen miktarlarda, gübreyle birlikte biochar çukura ilave edilir ve fidan dikilerek can suyu verilir.
|
|
1-5 kg /ağaç
|
Mevsimsel yağışlardan önce ağaçların taç iz düşümüne gerekli oranda biochar serpilir ve toprağa karıştırılır.
|
|
SÜS BİTKİLERİ
|
1-5 kg /m2 alana
|
Toprak hazırlığı yapılırken, yanmış ahır gübresiyle veya kimyasal gübrelerle karıştırılarak, toprağa serpilir ve karıştırılır.
|
|
1-5 kg/ çukur
|
Fidan dikimi sırasında açılan fidan çukurlarına toprak yapısına bağlı olarak değişen miktarlarda, gübreyle birlikte biochar çukura ilave edilir ve fidan dikilerek can suyu verilir
|
**Biochar uygulamasında en iyi sonucu almak için, toprağa 5kg/m2 kullanılması gerekir. Ancak yapılan denemeler sonucunda 1kg/m2 uygulanması da yeterli olmaktadır.
|
Biochar’ın toprak pH’ını yükseltici etkisinden dolayı, asit karakterli topraklarda rahatlıkla kullanılabilmektedir. Ancak alkali karakterli topraklarda kullanım dozajını düşürmek ve yanmış ahır gübresi veya kompost gübrelerle desteklemek gerekmektedir. Biochar, su tutma kapasitesi iyi, geçirgen topraklarda yüzeye serpme yöntemiyle uygulanırken; geçirgen olmayan killi topraklardaki uygulamasında toprağın 8-10 cm derinliğine serpme yöntemi ile uygulandıktan sonra toprağa traktörle karıştırılması sağlanmalıdır.
|
 |
|
BIOCHAR’ın Etki Zamanı ve Toprakta Kalma Süresi
Biochar’ı toprağa uyguladıktan hemen sonra toprağın pH seviyesi yükselir (asitliği giderilir). Toprağın katyon değişim kapasitesinin optimum seviyeye ulaşması 1-2 yılı bulabilir. Biochar’ın etkisi uzun sürelidir. Toprakta çok uzun yıllar kalır ve toprağa faydasını 15-20 yıl devam ettirir.
|
 |
|
BIOCHAR Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar
Biochar daha az gübre kullanımı sağlar fakat, tek başına gübre olarak kullanımı doğru değildir. Toprak analiz sonuçlarına göre tespit edilen elementlerle birlikte Biocharın uygulanması gerekir. Çünkü biocharın asıl işlevi, gübrenin etkin bir şekilde toprakta tutunmasını ve bitki tarafından alınmasını sağlamaktır. Bu yüzden temel gübrelemede yanmış ahır gübresiyle birlikte kullanımı ya da eksik element gübrelemesi yapılacak ise kullanılacak gübreyle birlikte biochar kullanılması gerekir. Örneğin; temel gübrelemede dekara 2 ton yanmış ahır gübresi verilecekse; 1 ton ahır gübresi + 1 ton biochar karışımı toprağa uygulanır.
|
.jpg) |
BIOCHAR, İklim değişikliği ile mücadeleye yardımcıdır.
Biochar toprak düzenleyicisi olarak kullanıldığında, atmosfere karbon eklenmesini negatif hale getirir. Biochar’ın içerisinde bulunan karbon bozulmaya karşı toprakta tutunarak yüzlerce yıl direnç gösterir. Biochar ve biyoenerji yan ürünleri fosil yakıtların kullanımını sağlaması, topraktaki karbon miktarını düzenlemesi sayesinde küresel ısınma ile savaşta önemli bir yardımcı olarak kullanılabilir. Ayrıca, azot oksit emisyonlarını da indirger.
|
|
|
.PNG)