تأثیر پارامترهای فراصوت بر تولید پیوسته بیودیزل

به دلیل ناهمگن بودن و عدم اختلاط روغن و الکل در روش همزدن مکانیکی، سرعت واکنش ترانس استریفیکاسیون پایین بوده و فرآیند تبدیل تری گلیسرید به متیل استرهای اسید چرب (fame) و گلیسرین، کند و ناتمام است. زمان طولانی تبدیل و عملکرد پایین تولید بیودیزل می تواند مربوط به همزدن و عدم اختلاط مناسب باشد. در مقابل، استفاده از توان فراصوت، به دلیل ایجاد پدیده ی حفره زایی و تشکیل امولسیون ذرات ریز بین فاز الکل و روغن باعث تولید هرچه سریع تر بیودیزل با کیفیت بالاتر می گردد. در این تحقیق، ابتدا ابعاد رآکتور تولید بیودیزل با بیشترین بازده واکنش (% 89) بهینه سازی شده و سپس رآکتوری دو جداره با قطر mm 63 و ارتفاع mm 110 ساخته شد. آنگاه، با ثابت نگه داشتن پارامترهای فراصوتی (دامنه ارتعاشی % 75، پالس ارتعاشی پیوسته قطر پروب mm 14 و عمق نفوذ mm 15)، پارامترهای شیمیایی از جمله نسبت مولی، غلظت کاتالیزور، زمان و دمای واکنش به روش rsm بهینه سازی شد. بیشترین بازده واکنش (% 5/89) با کمترین انرژی مصرفی ممکن (kj 5/17) در نسبت مولی 7/5، غلظت کاتالیزور% 85/0، در زمان min 4/3 و دمای °c 38 به دست آمد. در نهایت، با ثابت گرفتن پارامترهای شیمیایی در نقاط بهینه به دست آمده، متغیرهای فراصوتی در تولید پیوسته مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین بازده واکنشی (% 6/91) با کمترین توان مصرفی ممکن (w 8/102) در فاصله تابش mm 75، دامنه ارتعاشی % 56، قطر پروب mm 28، پالس ارتعاشی % 62 و دبی جریان ml/min 50 به دست آمد. در چنین حالتی نسبت انرژی به حجم برابر با kj/l 3/124 حاصل شد. همچنین نتایج نشان داد که استفاده از توان فراصوتی برای تولید بیودیزل در مقایسه با روش مرسوم، نسبت درآمد به هزینه واکنش را 4/13 درصد افزایش و مقدار توان مصرفی واکنش را 53/18 برابر کاهش می دهد.