کاربرد معیارهای شیمی سبز و فناوری‌های شدت‌بخشی فرآیند در تولید پایدار بیودیزل

Abstract

تولید و استفاده از بیودیزل می‌تواند مسیر پایداری را برای کاهش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی فراهم کند. به منظور کاهش اثرات زیست محیطی تولید بیودیزل، فرآیند شیمیایی بایستی به منظور کاهش تولید پسماند و مصرف انرژی بهینه‌-سازی شود. بنابراین، طراحی واکنش‌‌های شیمیایی و فرآیند تولید بیودیزل با استفاده از اصول شیمی سبز به منظور توسعه فرآیندهای شیمیایی پایدار از اهمیت بالایی برخوردار است. مبانی شیمی سبز می‌تواند برای طراحی محصولات شیمیایی و فرآیندهایی که باعث کاهش یا حذف مواد مصرفی و تولیدی خطرناک می‌شود، استفاده شوند. مرسوم‌ترین روش تولید بیودیزل، واکنش تبادل استری روغن‌های خوراکی و پسماند است. با این حال، فرآیند تبادل استری برای تکمیل واکنش به واکنش دهنده‌های بیشتری نیاز دارد. بازده واکنش‌ بیودیزل را می‌توان با ترکیب مبانی شیمی سبز و اثرات شدت بخشی فرآیند بهبود داد. فناوری‌های شدت‌بخشی فرآیند در تولید بیودیزل مانند ریزموج و فراصوت به دلیل بازیابی بیشتر محصول، تشکیل کمتر محصولات فرعی و کاهش مصرف انرژی می‌تواند موجب بهبود بازده واکنش شوند. علاوه بر این، استفاده از معیارهای شیمی سبز مانند E-factor، اقتصاد اتمی (بهره‌برداری)، شدت جرمی و یا بهره‌وری جرمی و بازده جرمی واکنش می‌تواند به طراحی ایمن‌تر و تولید بیودیزل با بهره‌وری بیشتر کمک کند. ارزیابی این شاخص‌های سبز نشان می‌دهد که متانول جایگزین بهتری برای تولید بیودیزل است و همچنین می‌تواند از منابع تجدیدپذیر تامین شود. شاخص‌های پایداری استفاده شده برای تولید بیودیزل همچنین می‌تواند برای انواع سوخت‌های زیستی و دیگر طرح‌های واکنش‌های شیمیایی، سنتز و توسعه فرآیند بکار گرفته شوند.