امکان سنجی تولید پیوسته بیودیزل به روش ترکیبی فراصوت-ریزموج

امروزه تولید سوخت¬های زیستی به دلیل مزیت¬های زیست محیطی این سوخت¬¬ها نسبت به سوخت¬های فسیلی رو به افزایش است. دلیل تمایل به این سوخت¬ها را می¬توان آلایندگی کمتر و امکان تولید اقتصادی این سوخت¬ها با روش¬های نوین دانست. واکنش ترانس استریفیکاسیون از روش¬های معمول تولید بیودیزل می¬باشد که زمان زیادی برای این واکنش نیاز است. زمان طولانی تبدیل و عملکرد پایین تولید بیودیزل می تواند مربوط به همزدن و عدم اختلاط مناسب باشد. 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. در این تحقیق به کمک روش سطح پاسخ به بررسی اثر فراصوت و ریزموج بر واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن کرچک پرداخته شده است. متغیر¬های مورد بررسی در این تحقیق توان فراصوت، توان ریزموج، زمان همزنی فراصوت و زمان تابش ریزموج می¬باشند. روش سطح پاسخ نقطه بهینه را تحت توان 80 وات توان فراصوت، 350 وات توان ریزموج، زمان همزنی فراصوت 240 ثانیه و زمان تابش ریزموج 126 ثانیه پیش¬بینی نمود. درصد تبدیل در این آزمایش 94/78 درصد و میزان انرژی مصرفی kj/l ??? بدست آمد. نسبت مولی 6:1 و غلظت کاتالیزور 1 درصد برای این آزمایش فرض گردید. در این تحقیق به منظور شدت بخشی بیشتر واکنش، به بررسی اثر همزمان حفره¬زایی فراصوت در حضور ریزموج پرداخته شد. با توجه به محدودیت¬های کاربرد پراب فلزی درون محفظه ریزموج و ایجاد جرقه، از پراب پیرکس استفاده گردید. در این پژوهش از روش box benken به منظور یافتن نقطه بهینه برای نسبت مولی، غلظت کاتالیزور و دمای واکنش بر بازده واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن پالم استفاده گردید. در این تحقیق میزان نسبت مولی 7:1/3 درصد، غلظت کاتالیزور 1/09و دمای واکنش 58/4درجه سلسیوس به عنوان نقطه بهینه انتخاب گردید. درصد تبدیل در این شرایط واکنش برابر 97/53درصد بدست آمد. میزان انرژی مصرفی در این شرایط آزمایشی mj/l 0/11 بدست آمد که نسبت به انرژی مصرفی در روش مرسوم (mj/l1/92) بسیار کمتر است. همچنین نتایج حاصل از سینتیک فرآیند، نشان داد که داده های بدست آمده از واکنش ترانس استریفیکاسیون با معادله درجه دوم تطابق بهتری داشته، و ثابت سرعت برابر با (l.mol-1.min-1) 0/1154 بدست آمد.