مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بهینه‌سازی فرآیند تولید بیودیزل از روغن کلزا به عنوان سوخت پاک نیروگاه‌های حرارتی

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشگاه علم وصنعت ایران
چکیده
در سال‌های اخیر همزمان با گسترش تولید سوخت‌های زیستی تلاش‌هایی نیز برای بهینه‌سازی فرآیندهای تولید صورت گرفته است. در این تحقیق از روش سطح پاسخ به‌منظور بهینه‌سازی واکنش ترانس‌استریفیکاسیون روغن کلزا با هدف بیشینه کردن درصد تبدیل و کمینه کردن هزینه تولید استفاده گردید. با استفاده از طراحی آزمایش سه پارامتر اصلی که بر میزان درصد تبدیل مؤثر است در سه سطح مورد بررسی قرار گرفت. این سه پارامتر شامل غلظت، دما و زمان انجام واکنش است. محدوده پارامترهای انتخاب شده بر اساس مطالعات پیشین و همچنین محدودیت‌های عملی، به ترتیب به‌صورت:1.5 – 0.3 درصد؛ 60 - 40 درجه سانتیگراد؛ 60 – 30 دقیقه؛ انتخاب شد. درصد تبدیل با استفاده از رزونانس مغناطیسی هسته‌ای تعیین گردید. نتایج نشان می‌دهد که مناسب‌ترین شرایط برای تولید بیودیزل به روش ترانس‌استریفیکاسیون با نسبت مولی ثابت 1:6 متانول: روغن عبارت‌اند از: دما 47.27 درجه سانتیگراد؛ غلظت 1.24 درصد؛ زمان 30 دقیقه؛ که با این شرایط میزان درصد تبدیل برابر 77.67 درصد و. میزان هزینه برابر 67 سنت است. همچنین برخی از خصوصیات شیمایی و فیزیکی بیودیزل مشخص شد و با سوخت دیزل مقایسه گردید. نتایج به‌دست آمده از مقایسه این دو سوخت نشان‌دهنده آن است که بیودیزل جایگزین مناسبی برای سوخت دیزل است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Commercial optimization of biodiesel production from rapeseed oil as a clean fuel for thermal power plants

نویسندگان English

Alireza Zahedi 1
Mohammad Mirabdoli 2
Ardeshir Shayan Nezhad 1
چکیده English

In recent years, coinciding with the expansion of biofuel production, attempts have also been made to optimize production processes. In this study, Response Surface Methodology (RSM) was used to investigation the transesterification reaction of rapeseed oil for biodiesel production. Three main factors in order to convert triglycerides into fatty acid methyl esters (FAME) were applied according to a central composite design. These factors were catalyst concentration (NaOH), reaction temperature and time. The yield of methyl ester as the first response was determined using NMR method. The second response was the commercial cost of production. The results showed that the best conditions for producing biodiesel in constant the molar ratio of 1: 6 oil: methanol were the temperature of 47.27 oC, NaOH concentration of 1.24 %wt/wt and reaction time of 30 min. At these optimum conditions, the yield of methyl ester and cost of production is 77.67% and 67 ¢, respectively. Also, some chemical and physical properties of biodiesel were compared with petro-diesel fuel. According to the results, biodiesel fuel is a suitable substitute for petro-diesel fuel.

کلیدواژه‌ها English

biodiesel
Rapeseed oil
transesterification
Design of Experiments