تولید بیودیزل از میکرو جلبک های بومی استان مازندران با استفاده از کاتالیست های آلومینا-زیرکونیا

با افزایش جمعیت، نیاز به منابع انرژی برای بشر نیز افزایش یافته است. دیزل به عنوان یک سوخت موثر، نیاز به سوخت مورد نیاز حمل و نقل را در جهان برآورده می سازد. بیودیزل که یک سوخت تجدید پذیر محسوب شده و اثرات مخرب زیست محیطی کمتری به وجود می آورد، از منابع گوناگونی تولید می شود که از آن میان می توان به گیاهان روغنی خوراکی نظیر روغن آفتاب گردان، سویا، زیتون و ...، پسماندهای کشاورزی و ریز جلبک ها اشاره نمود. در تحقیق حاضر، تولید بیودیزل از جلبک مد نظر قرار گرفته است چرا که، جلبک ها در مقایسه با سایر منابع هم میزان لیپید بیشتری در توده زیستی خود تولید می کنند و هم به عنوان منبع غذایی بشر مورد استفاده قرار نمی گیرند. در این تحقیق گونه ریز جلبک سندسموس به دلیل فراوانی آن در آب دریای خزر و در دسترس بودن آن مورد بررسی قرار گرفت. ریز جلبک ها در محیط کشت tmrl کشت داده شدند و اثر نور و کاهش منبع نیتروژنی بر رشد آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان نیتروژن اضافی تأثیری بر رشد ریز جلبک ندارد. اما، هنگامی که از شدت نور کم استفاده می شود کاهش میزان نیتروژن محیط کشت ترفندی جهت افزایش میزان توده زیستی به شمار می رود. مدل لجستیک با موفقیت برای پیش بینی منحنی رشد و حداکثر میزان توده زیستی مورد استفاده قرار گرفت. پس از روغن گیری از ریز جلبک های کشت داده شده که محتوای روغن آن ها 8/25% وزن خشک آن ها محاسبه شد، آنالیز روغن با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که در حدود 84/81% از کل اسیدهای چرب موجود در روغن ریز جلبک از اسید چرب های خانواده c16 و c18 تشکیل شده که برای تولید بیودیزل با کیفیت مناسب می باشد. در مرحله بعد سنتز کاتالیست انجام گرفت و مشخصات آن ها با استفاده از آزمون های ftir، xrd، bet، sem و tem تعیین شد. سطح ویژه کاتالیست های گاما آلومینا زیرکونیا، آلومینای آمورف و زیرکونیا به ترتیب برابر بود با: 389، 312 و 148 متر مربع بر گرم. اندازه حفره ها نیز به ترتیب 243/21، 991/18 و 664/20 نانومتر محاسبه شد که نشان دهنده ساختار مزوپور کاتالیست های سنتز شده می باشد. به منظور یافتن حداکثر بازده تولید بیودیزل ابتدا پارامترهای نسبت مولی الکل به روغن، مدت زمان انجام واکنش، دمای واکنش و مقدار کاتالیست بهینه شدند. پس از یافتن شرایط بهینه، واکنش ترانس استریفیکاسیون در حضور کاتالیست های مختلف و در شرایط: نسبت مولی الکل به روغن برابر با 12، مدت زمان 4 ساعت، دمای 70 درجه سانتی گراد، مقدار کاتالیست 2% وزنی روغن، دور همزن مکانیکی 600 دور در دقیق و نسبت حجمی هگزان به متانول 2 به 5، انجام گرفت. بازده تولید بیودیزل در این شرایط برای کاتالیست های گاما آلومینا زیرکونیا، آلومینای آمورف و زیرکونیا به ترتیب برابر است با: 8/97، 6/94 و 5/81%. کاتالیست های گاما آلومینا زیرکونیا و آلومینای آمورف پس از فرایند احیا قادرند حداقل 5 بار مورد استفاده مجدد قرار گیرند.