Doğal CaO kaynaklarının biyodizel üretiminde katalizör olarak kullanılmasının incelenmesi
Investigation of using natural CaO resources as catalyst in biodiesel production
Yazar: GİZEM NUR ÇETİN
Danışman: PROF. DR. AYŞE NİLGÜN AKIN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, kalsiyum oksit içeriğine sahip farklı koşullarda hazırlanmış heterojen katalizörler üzerinden kanola, Ayçiçek ve atık yağın metanol ile transesterifikasyonu incelenmiştir. Bu kapsamda incelenmek üzere, dolomit katalizörüne farklı kalsiyum tuzları emdirilmiştir. Ayrıca yumurta kabuğu katalizörünün etkinliğinin ön işleme bağlı olarak değişimi yapılan reaksiyonlarda gözlemlenmeye çalışılmıştır.
Çalışmada %30 CaCl2 emdirilmiş dolomit destekli katalizör ile 6:1 alkol yağ oranında, 3 saat reaksiyon süresinde ve metanol reflux (geri akış) sıcaklığında kanola ve ayçiçek yağı için en yüksek biyodizel verimi elde edilmiştir. Atık yumurta kabuğu katalizörleri ile atık yağ farklı reaksiyon koşullarında incelendiğinde ise, yağ ağırlığı baz alınarak %3 yumurta kabuğu katalizörü 12:1 alkol / yağ oranında ve metanol reflux sıcaklığında 3 saatte %100 dönüşüm elde edilmiştir. Atık yumurta kabuğuna; metanol ile 1,5 saat ön işlem yapıldığında ise oda sıcaklığında gerçekleştirilen reaksiyonlarda daha başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Katalizöre uygulanan ön işlemin oda sıcaklığı koşullarında metanolun geri akış sıcaklığından daha etkili olduğu tespit edilmiştir.
Bu çalışmada heterojen katalizör olarak kullanılan doğal CaO kaynaklarının biyodizel üretim reaksiyonunda yüksek verimlere ulaştığı tespit edilmiştir. Doğada kolay bulunabilen doğal kalsiyum kaynaklarının transesterifikasyon reaksiyonunda katalizör olarak kullanılması biyodizel üretiminde katalizör maliyetlerinin düşürülmesine olanak sağlamıştır.

Abstract:
In this study, CaO based heterogeneous catalysts were developed for transesterification reaction of sunflower, canola and waste cooking oils. Within this scope, different Ca precoursors were impreganeted on dolomite catalysts. Effect of pretreatment of eggshell catalysts on biodiesel yield were also investigated at differrent reactions conditions. 
The highest conversion was obtained with %30 CaCl2 impregnated on dolomite catalyst at the reaction conditions were methanol reflux temperature for reaction temperature, 6:1 molar ratio of alcohol to oil and reaction time of 3 hours for canola and sunflower oil.100% conversion was achieved for waste cooking oil by using waste eggshell where the reaction conditions were 12:1 molar ratio of methanol to oil, 3% catalyst according to the weight of oil and at the reflux temperature of methanol. More effective results were obtained by pre-treatment catalysts with methanol for 1,5 hours at room temperature and also results show that the more effective was prepared by the pretreatment at room temperature than the methanol reflux temperature. 
In this study, natural CaO based heterogeneous catalysts achieved high conversion for biodiesel production. The use of natural CaO as a  catalyst in the transesterification reaction provides to reduce the  cost of catalysts in the biodiesel production.