Prototip bir biyogaz reaktörünün otomasyonu

Biyogaz üretiminde, anaerobik fermentasyona etki eden parametrelerin izlenmesi ve kontrol edilmesi, sistem dengesinin sağlanması ve veriminin artırılması açısından önem taşımaktadır. Bu nedenle, biyogaz üretim sistemlerinde kontrol ve otomasyona olan ilgi, yeni ölçüm ve kontrol yöntemlerinin geliştirilmesinde itici güç olmaktadır. Geliştirilen ölçüm ve kontrol yöntemleri, bu sistemlerin ekonomik ve çevresel yararlarının artırılmasını da sağlayabilmektedir. Bu tez çalışmasında, 107 G 024 No’lu “Bitkisel ve Hayvansal Atıklardan Biyogaz Üretimi ve Entegre Enerji Üretim Sisteminde Kullanımı (Biyogaz)” isimli TÜBİTAK–1007 projesi kapsamında kurulan laboratuar ölçekli 1 m3 sürekli tip reaktörde, pH kontrolü ve tamponlama süresinin ölçümü, yükleme-boşaltma ve sıcaklık denemeleri yapılmıştır. Denemelerde PLC ile on/off kontrol yöntemi uygulanmış, SCADA sistemi ile sensörler, elektro-valfler, pompa ve motorlar izlenmiş, kontrol edilmiş ve veriler kaydedilmiştir. Farklı atık miktarlarında yükleme-boşaltma denemeleri yapılarak, sistemin hassasiyeti ölçülmüş ve iletim organlarında oluşan arızaların nedenleri araştırılmıştır. Yükleme ve boşaltma miktarlarının set noktasında görülen aşımları, SCADA yazılımında pompanın çalışmadurma zamanı ayarlanarak giderilebileceği görülmüştür. Reaktörün pH seviyesi (pH başlangıç değeri =7,78) 1 molar NaOH çözeltisi ile pH =8,2 seviyesine çıkarılarak, sistemin bu sürede verdiği tepki izlenmiştir. İstenilen pH değerine 11,3 saat sonra ulaşılmıştır. Sıcaklık denemeleri iki ayrı şekilde gerçekleştirilmiştir. Birinci grupta, yükleme-boşaltmanın, ikinci grupta ise yalnızca düzenli karıştırmanın reaktör sıcaklık dengesine olan etkileri izlenmiştir. Yapılan denemelerde, eğer reaktör ve ısı iletim elemanları yeterince iyi yalıtılırsa ve sistemdeki uzun süreli arızalar önlenebilirse, on/off yöntemle yapılan kontrolün, sıcaklığın set değerinde küçük salınımlarla dengede kalmasında başarılı olacağı görülmüştür.