چکیده
امروزه یکی از مشکلات اساسی کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه نیاز روزافزون به منابع جدید انرژی به ویژه در بخش حمل و نقل می باشد. نفت منبع پایان پذیر سوختی است که به سرعت در حال کمیاب و گران شدن است. امروزه، بخش حمل و نقل جهان به طور کامل وابسته به سوخت های مشتق از نفت است. بیودیزل یک سوخت زیستی است که از مواد تجدید پذیر مانند چربی های گیاهی و حیوانی تولید می شود و می تواند در بخش حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرد. از تولید بیودیزل برای ایجاد اشتغال و توسعه اقتصادی در مناطق روستایی، جایگزینی دراز مدت از سوخت های فسیلی، کاهش وابستگی کشور به واردات نفت و افزایش امنیت منابع انرژی انتظار می رود. گرچه بیودیزل مزایای زیادی نسبت به دیزل معمولی دارد، اما قیمت بالای تولید، مانع اصلی برای استفاده تجاری آن است. به طور کلی، قیمت سوخت بیودیزل به هزینه های مواد اولیه، که 70 تا 95 درصد از کل هزینه آن را در بردارد، وابسته است. در حدود 75 درصد از هزینه تمام شده محصول نهایی سوخت بیودیزل، ماده اولیه آن (روغن گیاهی یا چربی حیوانی) است. استفاده از روغن های غیر خوراکی ارزان می تواند راهی برای بهبود اقتصادی تولید بیودیزل و تولید تجاری آن در مقیاس صنعتی باشد. با توجه به قیمت کم مواد ضایعاتی و مشکلات محیط زیستی دفع آن ها، در تحقیق حاضر سعی بر استفاده از روغن ضایعات دام و طیور و ماهی به عنوان روغن مورد استفاده برای تولید بیودیزل شد. در این تحقیق تولید بیودیزل از روغن ضایعات دام و طیور و ماهی در ایران و همچنین بهینه سازی پارامترهای شیمیایی و فیزیکی موثر بر تولید بیودیزل مورد بررسی قرار گرفت. در تحقیق حاضر از روش ترانس استریفیکاسیون برای تولید بیودیزل استفاده شد. در تولید بیودیزل در این تحقیق اثر سه پارامتر دما، نسبت مولی الکل به روغن و همچنین درصد کاتالیست مورد بررسی قرار گرفت و بهینه ترین شرایط بدست آمد. در تولید بیودیزل از روغن ضایعات ماهی بهینه ترین حالت برای تولید نبست 7 الکل به روغن، همچنین دمای 50 درجه سانتیگراد و 1% کاتالیست بازی شد که در نهایت منجر به بازده 91.5% شد. در مورد روغن ضایعات مرغ نسبت 6 به 1 الکل، دمای 50 درجه سانتیگراد و نسبت 1.25% کاتالیست بازی در نهایت منجر به بازده 96.5% شد. در مورد روغن ضایعات دامی نسبت 6 به 1 الکل، دمای 60 درجه سانتیگراد و نسبت 1.25% کاتالیست بازی در نهایت منجر به بازده تولید 93% شد.
فهرست مطالب:
فصل اول: کلیات
1-1 مقدمه
1-2 تعریف مسئله
1-3 اهداف
فصل دوم: مرور سابقه تحقیق
2-1 مقدمه
2-2 بیودیزل
2-2-1 تاریخچه
2-2-2 سوخت بیودیزل
2-2-3 مواد اولیه برای تولید بودیزل
2-2-3-1 روغن ضایعات دام و طیور و ماهی
2-2-3-1-1 روغن ضایعات دام
2-2-3-1-2 روغن ضایعات ماهی
2-2-4 مزایا و معایب بیودیزل
2-2-4-1 مزایای استفاده از بیودیزل
2-2-4-2 معایب استفاده از بیودیزل
2-3 روش های مختلف تولید سوخت بیودیزل
2-3-1 پیرولیز
2-3-2 میکرو امولسیون
2-3-3 ترانس استریفیکاسیون
2-3-3-1 واکنش ترانس استریفیکاسیون
2-3-3-2 شیمی واکنش ترانس استریفیکاسیون
2-4 تولید بودیزل با واکنش ترانس استریفیکاسیون
2-4-1 فناوری تولید بیودیزل
2-5 مکانیزم ترانس استریفیکاسیون
2-5-1 مکانیسم ترانس استریفیکاسیون با کاتالیست بازی
2-5-2 مکانیسم ترانس استریفیکاسیون با کاتالیست اسیدی
2-5-3 ترانس استریفیکاسیون با آنزیم لیپاز
2-6 فرایند استریفیکاسیون
2-6-1 بررسی اثر آب و اسیدهای چرب آزاد بر واکنش
2-6-2 بررسی اثر مقدار و نوع الکل بر واکنش
2-6-3 بررسی اثر دما بر واکنش
2-6-4 بررسی اثر و نوع کاتالیست بر واکنش
2-7 سینتیک واکنش ترانس استریفیکاسیون
2-8 ضرورت انجام تحقیق حاضر
فصل سوم: مواد و روش ها
3-1 مقدمه
3-2 انجام آزمایشات با روغن ضایعات ماهی
3-2-1 تعیین جرم مولکولی روغن
3-2-2 تعیین اسیدیته
3-3 انجام آزمایشات با روغن ضایعات مرغ
3-4 انجام آزمایشات با روغن ضایعات دامی
3-5 حذف اسیدهای چرب آزاد
فصل چهارم: آزمایشات و نتایج
4-1 مقدمه
4-2 حذف اسیدیته روغن
4-3 بررسی عوامل موثر بر واکنش ترانس استریفیکاسیون
4-3-1 بررسی عوامل موثر بر ترانس استریفیکاسیون با روغن ضایعات ماهی
4-3-1-1 اثر کاتالیست
4-3-1-2 اثر نسبت مولی به غلظت کاتالیست
4-3-2 بررسی عوامل موثر بر واکنش ترانس استریفیکاسیون با روغن ضایعات مرغ
4-3-2-1 اثر کاتالیست
4-3-2-2 اثر نسبت مولی
4-3-2-3 اثر دما
4-3-3 بررسی عوامل موثر بر واکنش ترانس استریفیکاسیون با روغن ضایعات دامی
4-3-3-1 اثر کاتالیست
4-3-3-2 اثر نسبت مولی
4-4 نتیجه گیری
4-4-1 روغن ضایعات ماهی
4-4-2 روغن ضایعات مرغ
4-4-3 روغن ضایعات دامی
منابع