VAHID.MAKU
عضو جدید
بیو دیزل
بيوديزل رااز روغن هاي گياهي تازه و يا مستعمل و چربي حيوانات توليد كرد. اين سوخت قابل تجزيه بيولوژيكي است وهنگاميكه بعنوان يك جز تركيبي مورد استفاده قرارميگيرد نيازمند حداقل تغييرات در موتوراست و نسبت به گازوئيلي كه جايگزينش ميشود،سوختي پاك است.روغن‌هاي گياهي ميتوانند براي توليد تركيبات شيميائي كه استرخوانده ميشوند با يك الكل تركيب شوند.زمانيكه اين استرها به منظور سوخت مورد استفاده قرار ميگيرند، بيوديزل خوانده شوند.
گليسيرول (كه در داروسازي و توليد لوازم آرايش نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرد) به عنوان يك محصول فرعي توليد ميشود اخيراً بيوديزل طي فرايندي با نام Transesterification توليد شود.
در اين فرآيند ابتدا روغن گياهي( يا چربي حيواني) از فيلتر عبور داده ميشود سپس براي از بين بردن اسيدهاي چرب آزاد با قليا فرآيند ميگردد بعد با يك الكل(متانول) و يك کاتاليزور(هيدروكسيد سديم يا پتاسيم) تركيب ميشود. تري گليسريدهاي روغن براي تشكيل استرها و گليسرول واكنش شيميايي انجام ميدهند و بعداً از يكديگر جدا شده و مورد تصفيه قرار ميگيرند.
مناسبترين روش توليد بيوديزل ازمواد پسماند،استفاده از روش دو مرحلهاي استريفيکاسيون اسيدي وترانس استريفيکاسيون بازي است. در اين فرآيندها، در ابتدا اسيدهاي چرب آزاد موجود در حضور کاتاليزوري اسيدي به بيوديزل تبديل ودرمرحله بعد پس از کاهش درصد اسيدهاي چرب آزاد خوراک تا حداكثرحد مجاز (5/0% وزني)،تري گليسيريدهاي موجود درحضورکاتاليزوري قليايي به بيوديزل تبديل ميشود. از بزرگترين مزاياي اين روش ميتوان بسرعت بالاي واکنش ترانس استريفيکاسيون وعدم حساسيت فرآيند نسبت به کيفيت خوراک مورداستفاده اشاره کرد.
کاتاليزورهاي مورد استفاده دراين روش راميتوان ازميان دسته وسيعي ازمواد اسيدي وبازي انتخاب کرد. در اين تحقيق به منظور کاهش هزينه هاي توليد،اسيد سولفوريک وهيدروکسيد سديم به عنوان کاتاليزورهاي فرآيند مورد استفاده قرار گرفته است.مقدار کاتاليزور مورد نياز تابعي از ميزان اسيدها چرب آزاد است .
نتايج حاصل از آناليز واريانس نشانگر آن است که دما و زمان بر ميزان تبديل واکنش اثر معنا داري را در سطح 1% نمايش ميدهد. البته اثر تقابلي دما در زمان بر ميزان تبديل واکنش،تنها در سطح 5% اثر معناداري را نشان ميدهد.نتايج حاصل ازمقايسه ميانگينها به روش دانکن،بيانگراين امرست که بيشترين مقدارتبديل دردماي C° 65و زمان 90دقيقه حاصل میشود.دراين حالت نيز حساسيت در صد خلوص(درصد تبديل)نسبت به زمان درزمان‌هاي بالاتر کمتر از زمانهاي اوليه انجام واکنش است که مهمترين دليل آن نزديک شدن به نقطه تعادل تبديل است.با افزايش دماي واکنش درصد تبديل واکنش افزايش مييابد.
تامین مواد اولیه
چربيهاي بلااستفاده حيواني و روغن سوخته ( كه بعنوان ” شبه گريس“ شناخته ميشوند) نيز منابع و ذخاير خوبي هستند. اين منابع از روغن سويا ارزان‌ترند و به عنوان راهي براي كاهش هزينه‌هاي تامين مواد اوليه در نظر گرفته ميشوند. بادام زميني، پنبه دانه، گل آفتاب گردان و كنولا (گونه‌اي از دانه شلغم روغني) نيز از منابع روغني ديگرند. استرهايي كه از هر يك از اين منابع ساخته شده‌اند گرچه در ميزان انرژي (مشابه اكتان بنزين) يا ديگر مشابهات فيزيكي كمي متفاوت باشنداما ميتوانند با موفقيت در موتورهاي گازوئيلي مورد استفاده قرار گيرند.
دستگاه تولید بیودیزل
این دستگاه شامل : میکسر،هواساز، مکنده مواد اولیه، جدا ساز، آبشویی و مهمترین بخش این سیستم خالص سازی و انجام واکنش فرایند است که توسط این سیستم اجرا می شود.
ويژگيهاي فيزيكي بيوديزل
• وزن مخصوص ۸۸/۰
• ويسكوزيته ۲۰ درجه سلسيوس (سانتي استوك) ۵/۷
• عدد ستان (انديس ستان) ۴۹
• نقطه اتصال فيلتر سرد (درجه سلسيوس) ۱۲
• ارزش حرارتي خالص (كيلوژول در ليتر) ۳۳۳۰۰
ويژگيهاي شيميايي
ويژگيهاي فيزيكي بيوديزل بسيار شبيه گازوئيل معمولي است. با اين حال ويژگي هاي خروجيهاي اگزوز بيوديزل بهتر از گازوئيل معمولي است.
دوست محیط زیست
ضررات بیودیزل به لایه ی ازن نسبت به بقیه سوخت ها 50 % کمتر است. در سوختهای بیودیزل ذرات گوگرد که باعث باران اسیدی می شوند تقریبا هیچ یافت نمی شود.
همچنین بیودیزل بر روی موجودات دریایی هیچگونه اثر منفی ندارد در حالی که 1 لیتر بنزین خالص باعث آلوده شدن 1.000.000 لیتر آب خوردنی میشود
مزایای تولید بیودیزل
• کاهش الودگی محیط زیست
• پیشگیری از خروج سرمایه ازکشور
• نداشتن نگرانی به جهت افزایش قیمت جهانی سوخت
• سود سرشارو تضمین شده برای سرمایه گذار
• کاهش قیمت سوخت
فواید روغن برای موتورها
• روغن به علت داشتن اسانس گیاهی طول عمر موتور را 2 برابر می کند.
• به علت بیشتر بودن مقدارستان موجود در بیودیزل نسبت به بنزین, موتور با ضربه و حرکت کمتری کار می کند.
• بیودیزل را میتوان از هر لحاظ با بنزین مقایسه کرد.
• بالا بودن مقدارستان بیودیزل باعث افزایش کیفیت آن میشود. برای مثال : مقدارگازهای مضر برای محیط که در هنگام سوخت تولید میشوند کاهش میدهد، مقدار روغن داخل موتور راافزایش داده و قدرت موتور رااقزایش میدهد.
• مدت شارژ بیودیزل 10 - 12ساعت میباشد. برای مثال : با دستگاه در روز 250 Lt/s میتوان Lt 500 بیودیزل تولید کرد.
امتیازات استفاده از بیودیزل به جای گازوئیل
یکی از تفاوت‌های اساسی بین ترکیبات بیودیزل و دیزل درمحتوای اکسیژن آنهاست.میزان اکسیژن موجود دردیزل صفراست در حالی که بیودیزل حاوی 12-10درصد وزنی اکسیژن است که باعث کاهش دانسیته انرژی و انتشار ذرات معلق میشود. بعلاوه میزان گوگرد موجود در بیو دیزل حداکثر 10ppm است که درصد الایندگیش نسبت به گازوئیل مصرفی که حداقل 50 ppm گوگرد دارد به مراتب کمتر است.
گازوئیل معمولا 40-20 درصد حجمی ترکیبات آروماتیک دارد که باعث افزایش انتشار آلاینده های مختلف میشود در حالی که بیودیزل اساسا عاری از آروماتیک‌هاست.درگازوئیل هیچ پیوند دوگان وجود ندارد در حالی که در بیودیزل به دلیل وجود قابل ملاحظه محل‌های غیر اشباع، پایداری در مقابل اکسید اسیون کم میباشد. یکی دیگر از مزایای بیودیزل بالا بودن درجه اکتان، پایین بودن محتوای گوگرد و بالا بودن محتوای اکسیژن آن است که در مجموع احتراق فوق العاده ای را ایجاد میکند.
استفاده از بیودیزل درموتور گازوئیلی معمولی به کاهش اساسی هیدروکربن‌های نسوخته، منواکسید کربن و ذرات معلق منجر می شود.با استفاده از این سوخت،از سهم کربن موجود در ذرات معلق هم کم میشود.
افزایش ایمنی وکاهش بو و دوده تولیدی درهنگام استفاده و افزایش روانکاری موتوراز دیگرمزایای کاربرد بیودیزل میباشد از طرف دیگر، میزان انرژی حاصل از سوختن واحد بیودیزل، 33300 کیلو کالری و میزان کالری ناشی از گازوئیل حدود 24000 کیلوکالری است.
نتيجه گيری
بیودیزل صرفهجويي اقتصادي زيادي را دارا ميباشد. ایجاد الودگی کمتری میکند. تامین مواد اولیه راحت ودر دسترس بوده درضمن هزینه کمتری نیاز است برای تهیه ان.آناليز واريانس دادههاي حاصل بيانگر آن است که اثرات دما، زمان ماند، ميزان اختلاط و ميزان کاتاليست مورد استفاده بر درصد تبديل واکنش در سطح 1% معنادار بوده ومقادير بهينه اين پارامترها به ترتيب برابر 6:1، C °65، 90 دقيقه، 600 دور بر دقيقه و 1% وزني حاصل شد. حداکثر درصد تبديل دراين شرايط در مدت زمان 90 دقيقه و برابر با 94% بدست آمد.البته ميزان اختلاف در درصد تبديل در زمانهاي بيش از 60 دقيقه بسيار اندک ميباشد
