بیودیزل

بیودیزل به عنوان سوخت جایگزین گازوئیل بصورت خالص و یا مخلوط با آن مورد استفاده قرار می گیرد. روش ترنس استریفکاسیون یکی از روش های معمول برای تولید بیودیزل می باشد. برای این منظور رآکتور مخزنی همزن دار بچ طراحی و ساخته شد. پارامتر دور همزنی در سه سطح (rpm 650 ،550 ،450)، دما در چهار سطح (℃70 ،60 ،50 ،40) و زمان واکنش در شش سطح (60 ،50 ،40 ،30 ،20 ،10 دقیقه) برای تولید بیودیزل در قالب طرح کاملاً تصادفی با آزمایش فاکتوریل در سه تکرار مورد بررسی قرارگرفت. روغن پسماند آشپزخانه آشپزی به عنوان ماده اولیه و متانول به عنوان الکل با نسبت مولی 1 : 6 در حضور پتاسیم هیدروکسید به عنوان کاتالیزور به میزان 1% وزنی روغن پسماند آشپزخانه استفاده شد. با افزایش دور همزنی میزان تولید بیودیزل افزایش یافت و در دورrpm 650 به حداکثر میزان خود رسید. با افزایش زمان همزنی، بازده تبدیل سیر صعودی داشته و در دقیقه سی ام به حداکثر میزان خود رسید. بیشترین میزان تبدیل استرها در دمای ℃ 60 صورت گرفت. بنابراین زمان واکنش30 دقیقه، دورهمزنی rpm 650 و دمای واکنش ℃60 بهینه ترین حالت برای تولید بیودیزل از روغن پسماند آشپزخانه با استفاده از رآکتور همزن دار بچ می باشد.

در سال های اخیر به دلیل درک این حقیقت که نفت خام محدود است و با انتشار گازهای گلخانه ای و گازهای خطرناک سلامتی انسان به خطر می افتد، مجدداً استفاده از روغن گیاهی به عنوان سوخت در موتور اشتعال تراکمی مورد توجه قرارگرفته است. هدف از این پژوهش، مروری بر ساخت و مطالعه واکنش نانوکاتالیست های ناهمگن اصلاح شده برای تولید بیودیزل به روش تبادل استری شدن با استفاده از روغن های دورریز به عنوان سوخت جایگزین گازوییل فسیلی می باشد. بر این اساس، در مقاله حاضر ابتدا تاریخچه تولید بیودیزل بیان می شود و در ادامه فرایندها و روش های تولید بیودیزل معرفی خواهند شد. در انتها کاتالیست های همگن و ناهمگن مورد استفاده در تولید بیودیزل بررسی می شوند و مزایا و معایب هر یک برشمرده خواهند شد.  

بیودیزل و همچنین برخی نانوکاتالیست ها به عنوان افزودنی به سوخت دیزل می تواند باعث بهبود عملکرد و کاهش آلاینده های موتور شود. در این تحقیق بعد از تولید بیودیزل از روغن های خوراکی پسماند و تطابق خصوصیات آن با استاندارد، بیودیزل تولیدی در نسبت های حجمی مختلف با سوخت دیزل آماده گردید. نانو سیال مغناطیسی به عنوان یک ماده افزودنی در دو نسبت حجمی 4/0 و 8/0 درصد به مخلوط بیودیزل اضافه شده و آزمون های کوتاه مدت موتور با هدف بررسی پارامترهای عملکرد و آلاینده های خروجی موتور دیزل برای گازوییل خالص و مخلوط های سوخت در بارهای مختلف انجام گرفت. به منظور بررسی و تحلیل آماری داده های آزمایش بر اساس روش تاگوچی با استفاده از نرم افزار MiniTab و همچنین تحلیل رگرسیون خطی با استفاده از نرم افزار SPSS و به صورت طرح فاکتوری بر پایه طرح کاملاً تصادفی استفاده شد. پس از اطمینان از معنی دار بودن اثر اصلی ترکیبات سوخت و دور موتور و اثرات متقابل آن ها بر پارامترهای اندازه گیری شده (توان ترمزی، گشتاور و مصرف ویژه سوخت)، مقایسه میانگین ترکیبات سوخت و دور موتور تجزیه و تحلیل شد. آزمایش ها بر روی یک موتور دیزل تک سیلندر در سه سطح دور موتور 2000، 2500، 3000 rpm در شرایط بار کامل انجام شد. نتایج نشان داد که با استفاده از نانو سوخت ها و افزایش غلظت نانو ذرات در سوخت بیودیزل در تمامی دورهای موتور، توان و گشتاور افزایش و مصرف ویژه سوخت نسبت به بیودیزل خالص کاهش یافت

هر ساله گیاهان کشاورزی مختلفی برای تغذیه انسان، خوراک دام و مصارف صنعتی در جهان کشت می شوند که بخش قابل توجهی از آن ها به دلیل کاشت و برداشت غیر استاندارد، فرآوری نادرست و همچنین آفات از بین می رود. در این تحقیق به پتانسیل سنجی ضایعات تولیدی از محصول خرما در استان خوزستان به عنوان قطب کشاورزی کشور ایران پرداخته شده است. حدود 10 تا 15 درصد از محصول تولید شده خرما بسته به نوع محصول و منطقه کشت شده به ضایعات تبدیل می شود که پتانسیل بسیار خوبی به منظور تولید سوخت های زیستی را دارد. بر اساس نتایج بدست آمده در این تحقیق، با توجه به ظرفیت حدود 6/4 میلیون اصله نخل موجود در استان خوزستان می توان سالانه حدود 313 هزار تن برگ خرما و حدود 49 هزار تن ضایعات بصورت هسته خرما بدست آورد. همچنین، از ضایعات برگ خرما نیز می تواند حدود 31 میلیون لیتر بیواتانول تولید نمود. همچنین، نتایج این تحقیق نشان داد میزان استحصال بیوبوتانول، بیواتانول، بیوگاز و بیوهیدروژن به ترتیب 26/0 میلیون لیتر، 01/1 میلیون لیتر، 71/1 میلیون کیوبیک و 71/0 میلیون کیوبیک از ضایعات میوه خرما می باشد. ضایعات هسته خرما نیز پتانسیل تولید حدود 5 هزار تن بیودیزل نیز دارا می باشد. این حجم از تولید سوخت بیودیزل و بیواتانول از ضایعات خرما می تواند به عنوان افزودنی به سوخت دیزل و بنزین مورد استفاده قرار گرفته و می تواند در صرفه جویی و کاهش استفاده از سوخت های فسیلی و در نهایت کاهش آلایندگی در استان خوزستان بسیار مفید باشند.