بررسی اثر برخی پارامترهای مهم در تولید بیودیزل با استفاده از کاتالیست ناهمگن پتاسیم کربنات/آلومینا و روغن کلزا

Abstract

سوخت زیستی بیودیزل، به­دلیل مزایای زیست­ محیطی و شباهت برخی خصوصیات آن با نفت­ گاز، به­عنوان جایگزینی مناسب برای سوخت­های فسیلی مورد توجه است. در این تحقیق، برای تولید بیودیزل از روغن پسماند کلزا در حضور کاتالیست K₂CO₃/Al₂O₃ استفاده شد. برای آماده­­سازی کاتالیست از روش حل­کردن K₂CO₃بر Al₂O₃ استفاده شد. برای انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون و بررسی اثر پارامترهای مختلف زمان واکنش، دما و درصد وزنی کاتالیست بر بازده­ تولید بیودیزل و بهینه­کردن تعداد آزمایش­­ها، از طراحی آزمایش­ تاگوچی، در طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار، استفاده شد. همچنین، نسبت مولی متانول به روغن 15 به 1، میزان کاتالیست 5_/0، 1، 5_/1، 2، 3 و 5 درصد وزنی، دمای واکنش 55، 65 و 75 درجه سانتی­گراد، زمان واکنش 5_/0، 1، 5_/1، 2، 5_/2 و 3 ساعت و دور همزن rpm 600 درنظر گرفته شد. بهترین بازده تولید بیودیزل (99 درصد)، پس از 2 ساعت با استفاده از 1 درصد وزنی کاتالیست ناهمگن پتاسیم­کربنات/آلومینا در دمای C°65 حاصل می­شود. از سوی دیگر، مقایسه نتایج حاصل با مطالعات سایر محققان نشان می­دهد بارگذاری K₂CO₃نسبت به KNO₃و Ca(NO₃)₂، می­تواند بازده تولید بیودیزل را در کاتالیست­های با پایه آلومینا افزایش دهد. تحلیل واریانس با درنظر گرفتن متغیرهای میزان کاتالیست، زمان و دمای واکنش، بیانگر آن است که تغییرات دما اثر معنادار بر بازده تولید متیل استر ندارد، لیکن اثر تغییرات زمان و میزان کاتالیست مورد استفاده بر درصد تبدیل واکنش کاملاً معنادار است.