13678

13678

مطالعه تجربي فرايند توليد بيوديزل از روغن پسماند ماهي به كمك امواج فراصوت با استفاده از كاتاليست غيرهمگن

كارشناسي ارشد

شيمي‌ - طراحي،شبيه سازي و كنترل فرايند‌ها

آبان 1393

آبان 1393

دكتر محمدامين ثباتي - دكتر شاهرخ شاه حسيني

دكتر برات قباديان

چكيده در دهه ‌هاي اخير به ‌دليل محدوديت سوخت‌ هاي فسيلي و مسائل زيست‌ محيطي، تحقيقات گسترد‌ه‌اي در راستاي تامين منابع مناسب از سوخت‌ هاي جايگزين در جهان انجام گرفته است. بيوديزل يك سوخت پاك جايگزين است كه از منابع تجديدپذير مشتق مي‌شود. بخش عمده‌اي از هزينه توليد بيوديزل مربوط به خوراك اوليه مي‌شود. يكي از منابع ارازن‌قيمت خوراك، روغن‌ پسماند ماهي مي‌باشد. هدف از پژوهش حاضر توليد بيوديزل از روغن پسماند ماهي با استفاده از امواج فراصوت و كاتاليزور غيرهمگن مي‌باشد. امواج فراصوت با ايجاد پديده كاويتاسيون، موجب افزايش اختلاط بين فاز‌هاي امتزاج‌ناپذير الكل، روغن و كاتاليست غيرهمگن مي‌شوند. توليد بيوديزل براساس واكنش دومرحله‌اي استريفيكاسيون/ترانس‌استريفيكاسيون انجام گرفت كهمزيت آن، كاهش زمان انجام واكنش نسبت به واكنش ترانس‌استريفيكاسيون اسيدي و كاهش پديده صابوني شدن نسبت به واكنش ترانس‌استريفيكاسيون بازي مي‌باشد. استفاده از كاتاليزور جامد اسيدي كربن فعال سولفونه، علاوه بر حذف فرآيند خالص‌سازي در مرحله اول، توليد بيوديزل را با محيط‌زيست سازگار‌تر مي‌كند. با توجه به پيش‌آزمايش‌ها و مرورسابقه تحقيق، متغير‌هاي دما65 درجه سلسيوس، زمان60 دقيقه و فركانس20 كيلوهرتز ثابت در‌نظر‌گرفته شدند. همچنين سه متغير مستقل درصد وزني كاتاليزور (12-1)، نسبت مولي الكل/ روغن (15-6) و توان فراصوت (400-100 وات) و هر كدام در سه سطح در نظر گرفته شدند. با استفاده از نتايج آناليز واريانس، مدل استخراج گرديد. بهينه‌سازي تبديل واكنش استريفيكاسيون با استفاده از روش سطح پاسخ و در قالب طرح Box-Benhken، انجام شد. مقدار بهينه تبديل واكنش استريفيكاسيون 88 درصد در شرايطدرصد وزني كاتاليزور 04/11، توان فراصوت 09/296 وات، نسبت مولي الكل/ روغن 85/14 بدست آمد.روش معمولي نيز در همين شرايط انجام شد و به تبديل 56 درصد رسيد، كه خود بيانگر برتري روش فراصوت به روش معمولي مي‌باشد. واكنش ترانس‌استريفيكاسيون توسط كاتاليزور همگن بازي پتاسيم هيدروكسيد به تبديل 80 درصد رسيد و بيوديزل توليد شد. بازيابي كاتاليزور با استفاده از استون انجام شد و 38 درصد كاهش در تبديل واكنش پس از دو مرحله بازيابي مشاهده شد. واژه‌هاي كليدي:روغن پسماند ماهي، كربن فعال سولفونه، امواج فراصوت، روش سطح پاسخ، بهينه‌سازي، بازيابي كاتاليزور