چکیده
امروزه به دلیل افزایش جمعیت جهانی، افزایش آلودگی های زیست محیطی، افزایش قیمت نفت و کاهش ذخایر آن باعث شده است که در جهت یافتن منابع سوختی مناسب و زیست سازگار پژوهش های فراوانی انجام شود. بیودیزل یکی از منابع سوختی مناسب برای استفاده به جای سوخت های فسیلی مانند نفت، گازوئیل و زغال سنگ است. سوخت های فسیلی منابعی محدود هستند و باعث آلودگی های زیست محیطی می شوند در حالی که بیودیزل از منابع تجدید پذیر و زیست سازگار تولید می شود و مقدار گازهای گلخانه ای منتشر شده از بیودیزل در مقایسه با سوخت های فسیلی ناچیز است. برای تولید بیودیزل روش های مختلفی مانند ترکیب کردن، پیرولیز، میکروامولسیون و ترانس استریفیکاسیون وجود دارد. روش ترانس استریفیکاسیون بیشترین سهم برای تولید بیودیزل را از میان روش های ذکر شده دارد. در این مطالعه مروری، انواع روش های تولید بیودیزل از روغن های گیاهی، معایب و مزایای بیودیزل و همچنین جایگاه بیودیزل در جهان مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

کلمات کلیدی: بیودیزل، فرآیند ترانس استریفیکاسیون، کاتالیست، روغن هسته انگور، پیرولیز

۱

-۱ مقدمه

اخیرا به دلیل کاهش تولید سوخت های مرسوم و همچنین نگرانی های محیط زیست باعث شده است تحقیقاتی در جهت یافتن سوخت جایگزین صورت گیرد. سوخت های فسیلی از منابع غیر تجدید پذیر تولید می شوند و باعث گرم شدن جهان، تغییر آب و هوا می شوند و امراض علاج ناپذیری ایجاد می کنند Aransiola] و همکاران، [۲۰۱۳، همچنین منبع این سوخت ها محدود بوده و در آینده ای نزدیک پایان می یابدDermibas]، .[۲۰۰۵ پس از بحران نفت در سال ۱۹۷۰، تحقیقات برای یافتن سوختی جایگزین سوخت های فسیلی صورت گرفت که این سوخت باید نسبت به سوخت های فسیلی دارای مزایایی نظیر تجدیدپذیر بودن، قابل دسترس و پاک تر از از سوخت های فسیلی باشند Canakci]، .[۲۰۰۷ در اروپا و ایالات متحده آمریکا، از میان سوخت های زیستی مایع، بیودیزل مشتق شده از روغن های گیاهی پیشرفت قایل قبولی داشته و در بازار سوخت سهم ویژه ای دارد Demirbaş Ayhan]، .[۲۰۰۳ بیودیزل اخیرا توجه زیادی رو به خود جلب کرده است زیرا این سوخت زیست تخریب پذیر، غیر سمی، فاقد سولفور، اکسیژن دار(%(۱۰-۱۲ و تجدید پذیر می باشد Ertan Alptekin]، María Jesús Ramos – 2008 و همکاران، .[۲۰۰۹ از ویژگی و مزایای دیگر بیودیزل نسبت به دیزل مشتق شده از نفت می توان به مواردی مانند عدد ستان بالا، عدم وجود ترکیبات آروماتیک و سولفور اشاره کرد. بیودیزل همچنین در مقابل دیزل مشتق شده از نفت مقدار کمتری CO، HC، SOx و هیدروکربن درون محیط منتشر می کند Krisada]، Graboski – ۲۰۰۹، .[۱۹۹۸ به منظور تولید بیودیزل از انواع روغن های گیاهی و چربی های حیوانی می توان استفاده کرد. از منابع اولیه که به طور گسترده ای برای تولید بیودیزل استفاده می شوند می توان به روغن های گیاهی خوراکی، روغن های بازیافتی زائد و چربی های حیوانی اشاره کرد Rajat ] Chakraborty و همکاران، .[۲۰۱۴ روش های گوناگونی مانند رقیق سازی Sharma]، [۲۰۰۸، میکروامولسیون Akoh] و همکاران، [۲۰۰۷، پیرولیز Maher] و همکاران، [۲۰۰۷، کراکینک به وسیله کاتالیست Demirbas]، [۲۰۰۵ و ترانس استری شدن Kusdiana]، [۲۰۰۴ برای تولید بیودیزل از روغن های گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد. از میان روش های ذکر شده، روش ترانس استری شدن روشی ساده و اقتصادی برای تولید بیودیزل است Patil] و همکاران، .[۲۰۱۰ ترانس استری شدن فرآیندی است که با استفاده از الکل در حضور کاتالیست هایی مانند سدیم هیدروکسید و پتاسیم هیدروکسید باعث شکستن مولکول های چربی و یا روغن می شود و اتیل یا متیل استر و گلیسرول تولید می کند Demirbaş Ayhan]، .[۲۰۰۳ در میان الکل هایی که در فرآیند ترانس استری شدن می توان از آنها استفاده کرد می توان به متانول، اتانول، پروپانول، بوتانول و امیل الکل اشاره کرد. متانول و اتانول بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند Ayhan]، .[۲۰۰۸ در فرآیند ترانس استری شدن می توان از انواع کاتالیست های قلیایی Demirbas]، ۲۰۰۳؛ Demirbas، ۲۰۰۲؛ Zhang و همکاران، [۲۰۰۳، اسیدی Furuta] و همکاران، [۲۰۰۴ و آنزیمی Oda]، ۲۰۰۴؛ Noureddini، [۲۰۰۵ استفاده کرد. در فرآیند ترانس استری شدن عمدتا از کاتالیست های قلیایی نظیر سدیم و پتاسیم هیدروکسید استفاده می شود Gerpen]، [۲۰۰۵، زیرا کاتالیست های قلیایی نسبت به کاتالیست های دیگر عمدتا بازده بیشتری داشته Fangrui] و همکاران، [۱۹۹۸، و هم چنین در دماهای پایین و فشار اتمسفری واکنش داده و در زمان کوتاهی از واکنش بازدهی بالایی دارند Eman]، .[۲۰۱۳ در این مطالعه مروری، انواع روش های تولید بیودیزل از روغن های گیاهی به ویژه فرآیند ترانس استری شدن مورد مطالعه قرار گرفت، زیرا این فرآیند بیشترین بازدهی و کارایی را از لحاظ اقتصادی دارد.