-
Article
1 - بررسی و بهینه سازی پارامترهای فرآیند تولید سوخت زیستی بیودیزل از روغن پسماند خوراکی به روش سطح پاسخJournal of Environmental Science and Technology , Issue 143 , Year , Summer 2024زمینه و هدف: More
زمینه و هدف: امروزه با توجه به نگرانیهای زیست محیطی و بحرانهای انرژی، استفاده از سوختهای زیستی نظیر بیودیزل از جایگاه ویژهای برخوردار است. از اینرو، هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی، مدلسازی و یافتن شرایط بهینه فرآیند تولید بیودیزل از روغن پسماند خوراکی است.
روش بررسی: به منظور بررسی، مدلسازی و بهینه سازی پارامترهای موثر بر فرآیند تولید بیودیزل از روغن پسماند خوراکی از روش سطح پاسخ و طرح آزمایشی باکس-بنکن استفاده شد. پارامترهای مستقل انتخابی شامل نسبت متانول به روغن (m/m 1:3 – 1:9)، غلظت کاتالیزور (w/w٪ 1-2) و دمای واکنش ( 45-55) در نظر گرفته شد. با توجه به طرح آزمایشی تمامی 17 آزمایش، پس از اعمال شرایط یکسان (همزنی rpm 600 و زمان واکنش min 75) انجام و بازده تولید به عنوان پاسخ در نظر گرفته شد.
یافته ها: بر اساس نتایج مدلسازی، مدل رگرسیونی درجه دوم با ضريب تبيين، خطاي استاندارد و ضريب تغييرات به ترتيب برابر 40/97 %، 827/0 و 882/0 % حاصل شد. نتایج نشان داد اثر تکی تمامی پارامترهای انتخابی و اثر متقابل غلظت کاتالیزور و دمای واکنش بر میزان بازده بیودیزل معنیدار بوده است. نتایج فرآیند بهینه سازی نشان داد که شرایط بهینه متغیرهای مستقل شامل نسبت متانول به روغن، غلظت کاتالیزور و دمای واکنش به ترتیب به صورت 23/6 : 1، w/w% 63/1 و 24/54 منجر به بیشترین بازده تولید بیودیزل (62/98%) خواهد شد.
بحث و نتیجه گیری: با توجه به تعادلی بودن واکنش ترانساستریفیکاسیون و تبخیر متانول از محیط واکنش، روند بازده بیودیزل تولیدی ابتدا افزایشی و در ادامه بهصورت کاهشی مشاهده شد. لذا یافتن شرایط بهینه واکنش تاثیر بهسزایی در رسیدن به بازده بیشتر خواهد داشت. همچنین تفاوت قابل توجهی بین ویژگیهای بیودیزل تولید شده از روغنهای پسماند و تازه مشاهده نگردید و تنها فرآیندهای پیش فرآوری، جداسازی گلیسرین و خالصسازی با چالشهای فنی و اقتصادی بیشتری همراه میشود.