شماره ركورد
33871
پديد آورنده
ميلاد ويسي
عنوان
مطالعه تجربي استريفيكاسيون روغن پسماند ماهي در تماس دهنده ميكروكانال
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- طراحي فرايند
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/5/26
استاد راهنما
محمد امين ثباتي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي شيمي
چكيده
مطالعه حاضر شرايط لازم براي آمادهسازي توليد سوخت بيوديزل از دو روغن پسماند ماهي را در سيستم رآكتور هم زده و سيستم ميكروكانال بررسي ميكند. همچنين، عوامل مؤثر بر كاهش اسيدي بودن خوراك اوليه كه از مهمترين موارد محسوب ميشود، موردبررسي قرار ميگيرد. استريفيكاسيون يكي از مراحل كليدي در پيشتصفيه روغنهاي پسماند ماهي براي توليد بيوديزل است. در اين فرآيند، اسيدهاي چرب آزاد با الكل (معمولاً متانول يا اتانول) در حضور يا عدم حضور كاتاليست اسيدي واكنش داده و به متيل استر تبديل ميشوند. اين واكنش باعث كاهش مقدار اسيدهاي آزاد چرب، جهت جلوگيري از صابونسازي در مرحله ترانساستريفيكاسيون، و در نهايت بهبود كيفيت وب بيوديزل ميگردد. در اين پروژه، كاهش اسيديته روغن پسماند ماهي در دو سيستم رآكتور هم زده و ميكروكانال بررسي شد. در سيستم رآكتور هم زده، آزمايشها در دماهاي مختلف و در ادامه در دماي محيط، با و بدون استفاده از كاتاليست اسيدي و با نسبتهاي مختلف روغن به الكل و دورهاي متفاوت همزن انجام گرفت. در نهايت، هدف اصلي انجام آزمايشها در دماي محيط، كاهش مصرف انرژي و حذف بهكارگيري كاتاليست اسيدي (اسيدسولفوريك) بهمنظور كاهش منابع آلاينده بود. در سيستم ميكروكانال نيز از شش ميكروكانال با طولهاي 10، 20 و 30 سانتيمتر و با دو قطر 8/0 و 2/1 ميليمتر استفاده شد. اين آزمايشها تحت شرايط مشابه براي دو روغن پسماند شماره 1 و 2، در دماي محيط و بدون كاتاليست انجام گرفت. در نهايت، از ميان شش ميكروكانال، ميكروكانال با طول 30 سانتيمتر و قطر8/0 ميليمتر بهعنوان ميكروكانال مؤثر انتخاب و بررسي دقيقتري روي آن صورت گرفت. نتايج نشان داد كه اين ميكروكانال هدف تحقيق را برآورده كرده است. بهكارگيري سيستمهاي ميكروكانال باعث افزايش سطح تماس، بهبود انتقال جرم و نيز افزايش جداسازي اسيدهاي چرب آزاد روغن ماهي شد. درصد تبديل در ميكروكانال مؤثر، در دبي پايين 04/0 ميليليتر بر دقيقه، به 86/83 درصد رسيد. اين فرايند تنها در مدت 86/33 ثانيه انجام شد؛ در حاليكه در سيستم رآكتور هم زده، براي دستيابي به درصد تبديل 65/69 درصد، مدت زمان 30 دقيقه موردنياز بود. اين مقايسه نشان داد كه سيستم ميكروكانال عملكرد بهتري دارد. در راستاي تشديد فرآيند و كاهش اسيديته روغن در سيستم ميكروكانال، استفاده از ميكروميكسر نيز موردبررسي قرار گرفت. همچنين، بهكارگيري موانع تعبيهشده در ميكروكانالها باعث تشديد فرآيند و تسهيل جداسازي شد. استفاده از ميكروميكسر در ميكروكانال 20 سانتيمتري با قطر2/1 ميليمتر و در دبي پايين 1/0 ميليليتر بر دقيقه، باعث افزايش 3/13درصدي در كاهش اسيدهاي چرب آزاد نسبت به ميكروكانال بدون ميكروميكسر گرديد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/05
عنوان به انگليسي
Experimental Study on the Esterification of Waste Fish Oil in a Microchannel Contactor
تاريخ بهره برداري
8/17/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ميلاد ويسي
چكيده به لاتين
The present study investigates the conditions required for the preparation and production of biodiesel from two types of waste fish oil using a stirred tank reactor and a microchannel system. In addition, the main factors affecting the reduction of feedstock acidity, which is one of the most critical steps, were examined. Esterification is a key pretreatment step in the production of biodiesel from waste fish oils. In this process, free fatty acids react with alcohol (commonly methanol or ethanol), in the presence or absence of an acid catalyst, to form methyl esters. This reaction reduces the free fatty acid content, prevents soap formation during the transesterification step, and ultimately improves both the quality and yield of the final biodiesel. In this research, the reduction of acidity in waste fish oil was investigated in two systems: a stirred tank reactor and a microchannel reactor. In the stirred tank reactor, experiments were performed at different temperatures and at room temperature, both with and without the use of an acid catalyst, at various oil-to-alcohol ratios, and under different stirring speeds. The main objective of these experiments at room temperature was to minimize energy consumption and to avoid the use of acid catalysts (sulfuric acid), thereby reducing environmental pollution .In the microchannel system, six microchannels with lengths of 10, 20, and 30 cm and diameters of 0.8 and 1.2 mm were employed. Experiments were conducted under the same conditions for two types of waste fish oil (oil 1 and oil 2), at room temperature and without the use of catalysts. Among the six channels, the microchannel with a length of 30 cm and a diameter of 0.8 mm was identified as the most effective and subjected to further analysis. Results demonstrated that this configuration successfully met the research objectives .The application of microchannel systems enhanced the interfacial area, improved mass transfer, and facilitated the separation of free fatty acids. The conversion rate in the effective microchannel reached 83.86% at a low flow rate of 0.04 mL/min within only 33.86 seconds, whereas in the stirred tank reactor, achieving a conversion of 65.69% required 30 minutes under similar conditions. This comparison clearly indicates the superior performance of the microchannel system. To further intensify the process and improve acidity reduction in the microchannel system, the use of a micromixer was also evaluated. Incorporating obstacles inside the microchannels intensified the process and simplified separation. Specifically, the use of a micromixer in a 20 cm microchannel with a diameter of 1.2 mm at a low flow rate of 0.1 mL/min increased the reduction of free fatty acids by 13.3% compared to the same channel without a micromixer.
كليدواژه هاي فارسي
بيوديزل , ميكروكانال , رآكتور هم زده
كليدواژه هاي لاتين
biodiesel , microchannel , Stirred Tank Reactor
Author
Milad Veysi
SuperVisor
Dr Mohammad Amin sobati