بررسی راندمان مصرف انرژی در فرایند تولید بیودیزل به روش های مرسوم، فراصوت و ریزموج
الموضوعات :
گل محمد خوب بخت
1
,
محمود کریمی
2
1 - استادیار، گروه مهندسی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
2 - استادیار، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه اراک، اراک، ایران.
تاريخ الإرسال : 09 الثلاثاء , ذو الحجة, 1444
تاريخ التأكيد : 05 الإثنين , صفر, 1445
تاريخ الإصدار : 08 السبت , ربيع الأول, 1445
الکلمات المفتاحية:
انرژی,
بیودیزل,
فراصوت,
ریزموج,
ترانس استریفیکاسیون,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: بیلان انرژی یک ابزار مناسب برای تخمین شدت و مقبولیت محیطی محصولات تولیدی با توجه به مصرف سوخت های فسیلی و تخمین انرژی برگشتی محصولات می باشد. در این تحقیق نسبت و راندمان نهاده-ستانده ی انرژی در تولید بیودیزل از پسماند روغن های خوراکی به روش های مرسوم، فراصوت و ریز موج مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت.روش بررسی: در این مطالعه انرژی نهاده هایی همچون نیروی انسانی، پسماند روغن خوراکی، الکل (متانول)، کاتالیست (KOH)، الکتریسیته و انرژی ماشین تولید بیودیزل و انرژی خروجی شامل: بیودیزل، گلیسرول، اضافات الکل، آب، صابون، مونوگلیسرید و دی گلیسیرید برای محاسبه بازده انرژی، محاسبه شد.یافته ها: در این تحقیق نسبت و راندمان نهاده-ستانده ی انرژی در تولید بیودیزل از پسماند روغن های خوراکی به روش های مرسوم، فراصوت و ریز موج مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. انرژی مصرفی برای تولید هر لیتر بیودیزل در روش های فراصوت، ریزموج و مرسوم به ترتیب 73/33، 75/35 و 39/34 مگاژول بدست آمد. در تولید بیودیزل راندمان مصرف انرژی برای روش های فراصوت، ریزموج و مرسوم به ترتیب 87/0، 80/0 و 77/0 برآورد شد.بحث و نتیجه گیری: در مقایسه بین سه روش مذکور روش استفاده از پرتودهی فراصوت با عملکرد و راندمان انرژی بالاتر در مقایسه با روش های دیگر مورد تحقیق بهترین روش برآورد شد، همچنین شاخص تجدیدپذیری نیز در روش استفاده از پرتودهی فراصوت با 75% از کل انرژی ورودی بالاترین مقدار را در مقایسه با روش های دیگر داشت.
المصادر:
Sancho Araujo, V.K.W., Hamacher, S., Scavarda, L.F., 2010. Economic assessment of biodiesel production from waste frying oils. Bioresource Technology 101, 4415–4422.
Dantas, M.B., Almeida, A.A.F., Conceic¸ ão, M.M., Fernandes Jr., V.J., Santos, I.M.G., Silva, F.C., Soledade, L.E.B., Souza, A.G. 2007. CHARACTERIZATION AND KINETIC COMPENSATION EFFECT OF CORN BIODIESEL. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 87, 847–851.
Tan, M.E., Van Gerpen, J.H. 1999. Kinematic viscosity of biodiesel and its blends with diesel fuel. Journal of the American Oil Chemists’ Society 76, 1511-1513.
Pinto, A.C., Guarieiro, L.L.N., Rezende, M.J.C., Ribeiro, N.M., Torres, E.A., Lopes, W.A., Pereira, P.A.P., de Andrade, J.B. 2005. Biodiesel: An Overview. Journal of the Brazilian Chemical Society 16, 1313-1335.
Lima, J.R.O., da Silva, R.D., da Silva, C.C.M., dos Santos, L.S.S., dos Santos Jr., J.R., Moura, E.M., de Moura, C.V.R. 2007. Biodiesel from babassu (Orbignya sp.) synthesized via ethanolic route. Química Nova 30, 600-603.
Hanh, H.D., Dong, N.T., Starvarache, C., Okitsu, K., Maeda, Y., Nishimura, R. 2008. Methanolysis of triolein by lowfrequency ultrasonic irradiation. Energ. Convers.Manage 49, 276–280.
Bispo, M.S., da Boa Morte, E.S., Korn, M.G.A., Teixeira, L.S.G., Korn, M., Costa, A.C.S. 2005. Determination of Pb in river water samples by inductively coupled plasma optical emission spectrometry after ultrasound-assisted co-precipitation with manganese dioxide. Spectrochim. Acta Part B: Atom. Spectrosc 60, 653–658.
Mason, T.J. and Lorimer, J.P. 2002. Applied sonochemistry, Wiley Online Library.
Gui, M.M., Lee, K.T., Bhatia, S., 2008. Feasibility of edible oil vs. non-edible oil vs. waste edible oil as biodiesel feedstock. Energy 33, 1646–1653.
Kappe, C.O. and Stadler A. 2005. Microwave in Organic and Medicinal Chemistry, Wiley-VCH.
Schubert, H. and Regier, M. 2005. The microwave processing of foods, Woodhead.
Singh, S., Mittal, J.P., Energy in production agriculture. New Delhi: Mittol Pub; 1992
Hou, H., Wang, M., Bloyd, C., Putsche, V., 2019. Life-cycle assessment of energy use and greenhouse gas emissions of soybean-derived biodiesel and renewable fuels. Environmental Science & Technology 43, 750–756.
Sheehan, J., Camobreco, V., Duffield, J., Graboski, M., 1998. Life Cycle entory of Biodiesel and Petroleum Diesel for Use in an Urban Bus. National Renewable Energy Laboratory, N.R.E.L.
Brian, J., Krohn, Matthias Fripp., 2012. A life cycle assessment of biodiesel derived from the “niche filling” energy crop camelina in the USA, Applied Energy 92, 92–98.
Anonymous. 2012a. Biodiesel experiment. Available at: http://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/ 06-07/Biodiesel/experiment.htm.
Anonymous. 2012b. Energy density. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density.
Anonymous. 2012c. Molecular Weight Calculator. Available at: http://www.lenntech.com/calculators/ molecular/molecular-weight-calculator.htm.
Anonymous. 2012d. Standard Bond Energies. Available at: http://www.cem.msu.edu/~reusch/OrgPage/ bndenrgy.htm.
Mohammadshirazi, A., Akram, A., Rafiee, S., Mousavi Avval, S.H., Bagheri, E., 2012. An analysis of energy use and relation between energy inputs and yield in tangerine production. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, 4515–4521.
Bang, J.H., Suslick, K.S.2010. Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Adv. Mater. 22: 1039–1059.
Breccia, A., Esposito, B., Fratadocchi, G.B. and Fini, A. 1999. Reaction between methanol and commercial seed oils under microwave irradiation. Journal of microwave power and electromagnetic energy 34, 2-7.
_||_
Sancho Araujo, V.K.W., Hamacher, S., Scavarda, L.F., 2010. Economic assessment of biodiesel production from waste frying oils. Bioresource Technology 101, 4415–4422.
Dantas, M.B., Almeida, A.A.F., Conceic¸ ão, M.M., Fernandes Jr., V.J., Santos, I.M.G., Silva, F.C., Soledade, L.E.B., Souza, A.G. 2007. CHARACTERIZATION AND KINETIC COMPENSATION EFFECT OF CORN BIODIESEL. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 87, 847–851.
Tan, M.E., Van Gerpen, J.H. 1999. Kinematic viscosity of biodiesel and its blends with diesel fuel. Journal of the American Oil Chemists’ Society 76, 1511-1513.
Pinto, A.C., Guarieiro, L.L.N., Rezende, M.J.C., Ribeiro, N.M., Torres, E.A., Lopes, W.A., Pereira, P.A.P., de Andrade, J.B. 2005. Biodiesel: An Overview. Journal of the Brazilian Chemical Society 16, 1313-1335.
Lima, J.R.O., da Silva, R.D., da Silva, C.C.M., dos Santos, L.S.S., dos Santos Jr., J.R., Moura, E.M., de Moura, C.V.R. 2007. Biodiesel from babassu (Orbignya sp.) synthesized via ethanolic route. Química Nova 30, 600-603.
Hanh, H.D., Dong, N.T., Starvarache, C., Okitsu, K., Maeda, Y., Nishimura, R. 2008. Methanolysis of triolein by lowfrequency ultrasonic irradiation. Energ. Convers.Manage 49, 276–280.
Bispo, M.S., da Boa Morte, E.S., Korn, M.G.A., Teixeira, L.S.G., Korn, M., Costa, A.C.S. 2005. Determination of Pb in river water samples by inductively coupled plasma optical emission spectrometry after ultrasound-assisted co-precipitation with manganese dioxide. Spectrochim. Acta Part B: Atom. Spectrosc 60, 653–658.
Mason, T.J. and Lorimer, J.P. 2002. Applied sonochemistry, Wiley Online Library.
Gui, M.M., Lee, K.T., Bhatia, S., 2008. Feasibility of edible oil vs. non-edible oil vs. waste edible oil as biodiesel feedstock. Energy 33, 1646–1653.
Kappe, C.O. and Stadler A. 2005. Microwave in Organic and Medicinal Chemistry, Wiley-VCH.
Schubert, H. and Regier, M. 2005. The microwave processing of foods, Woodhead.
Singh, S., Mittal, J.P., Energy in production agriculture. New Delhi: Mittol Pub; 1992
Hou, H., Wang, M., Bloyd, C., Putsche, V., 2019. Life-cycle assessment of energy use and greenhouse gas emissions of soybean-derived biodiesel and renewable fuels. Environmental Science & Technology 43, 750–756.
Sheehan, J., Camobreco, V., Duffield, J., Graboski, M., 1998. Life Cycle entory of Biodiesel and Petroleum Diesel for Use in an Urban Bus. National Renewable Energy Laboratory, N.R.E.L.
Brian, J., Krohn, Matthias Fripp., 2012. A life cycle assessment of biodiesel derived from the “niche filling” energy crop camelina in the USA, Applied Energy 92, 92–98.
Anonymous. 2012a. Biodiesel experiment. Available at: http://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/ 06-07/Biodiesel/experiment.htm.
Anonymous. 2012b. Energy density. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density.
Anonymous. 2012c. Molecular Weight Calculator. Available at: http://www.lenntech.com/calculators/ molecular/molecular-weight-calculator.htm.
Anonymous. 2012d. Standard Bond Energies. Available at: http://www.cem.msu.edu/~reusch/OrgPage/ bndenrgy.htm.
Mohammadshirazi, A., Akram, A., Rafiee, S., Mousavi Avval, S.H., Bagheri, E., 2012. An analysis of energy use and relation between energy inputs and yield in tangerine production. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, 4515–4521.
Bang, J.H., Suslick, K.S.2010. Applications of Ultrasound to the Synthesis of Nanostructured Materials. Adv. Mater. 22: 1039–1059.
Breccia, A., Esposito, B., Fratadocchi, G.B. and Fini, A. 1999. Reaction between methanol and commercial seed oils under microwave irradiation. Journal of microwave power and electromagnetic energy 34, 2-7.
