Süperkritik ortamda biodize üretimi
Biodiesel production in supercritical conditions
Yazar: EMİNE İŞCAN
Danışman: Y.DOÇ.DR. NALAN AKGÜN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Kullanılacak bitkisel yağ kaynağının azlığı ve ?ekonomi? adına transesterifikasyon yönteminegetirilen keyfi kısıtlamalar nedeniyle ülkemizde biodizel üretimi, standartlara uygunlukaçısından beklenilen performansı yakalayamamıştır. Bu nedenle, bu çalışma kapsamında ikifarklı biodizel üretim teknolojisi ve farklı bitkisel kaynaklı yağlar kullanılarak sonuçların ürünözelliklerine kazandırdığı katkılar, deneysel tasarım çerçevesinde incelenmiştir.Transesterifikasyon yöntemini esas alan deneyler, değişik katalizörlerin kullanıldığı metanolortamında 65 C'de gerçekleştirilmiş olup deneylerde yağın cinsi, katalizör cinsi, reaksiyonsüresi, alkol-yağ hacimsel oranı ve katalizör miktarı parametre olarak seçilmiş ve x1, x2, x3,x4 ve x5 şeklinde kodlanarak 5 seviyede (-2, -1, 0, 1 ve 2) incelenmiştir. Ayrıca, pH-metrekullanımının nötralizasyon adımına getirdiği ekonomik katkı da ürünlerin kalitesi dikkatealınarak belirlenmiştir. Süperkritik alkol ortamında biodizel üretimi ise dünya çapında ilk defaele alınan şekliyle sürekli sistemde gerçekleştirilmiş olup yağ cinsini, basınç, sıcaklık vealkol-yağ molar oranını içeren parametreler 5 seviyede incelenmiştir. Reaksiyon 7.2- 9.2dakikada tamamlanmaktadır. Elde edilen biodizel örnekleri, GC analizleriyle tanımlanmışolup dönüşüm oranı yüzde 99'un üzerindedir, gliserin oluşumu ise ihmal edilir seviyededir.Sonuçlar, ne üretim öncesi ne de sonrasında herhangi bir saflaştırma aşamasını içermeyen veçok kısa sürede son derece yüksek dönüşüm oranlarına ulaşan süperkritik alkol teknolojisininbiodizel üretimi konusunda ulusal yağ kaynakları kullanıldığı müddetçe ülkemiz adınaoldukça ekonomik bir üretim teknolojisi sunacağını göstermiştir.Anahtar Kelimeler: biodizel, bitkisel yağ, deneysel tasarım, süperkritik alkol, sürekli sistem,transesterifikasyon

Abstract:
The output of biodiesel in our country couldn?t turn out to be quite a good performance, asexpected, due to the deficity of the vegetable oil resources and the arbitrary constraintsimposed on the method of transesterification. For that reason; the contributions that the resultsmade to the product?s characteristics were investigated according to the experimental designby using two different production technologies and different vegetable oil resources. Thetransesterification experiments were examined using methanol at 65 C. Parameters selectedwere the kinds of oils and catalysts, agitation time, volumetric ratio of alcohol to oil andamount of catalyst, and investigated at 5 levels (-2, -1, 0, 1 and 2), and coded as x1, x2, x3, x4and x5. Moreover, the economical contribution to neutralization step depending on pH-metercontroller was obtained considering quality of the products. The production of biodiesel insupercritical alcohol, which is considered as a flow process in the world for the first time, wasinvestigated including the parameters of the kind of the oil, pressure, temperature and alcohol-oil molar rate at 5 levels. The reaction was completed within 7.2-9.2 minutes. The biodieselsamples were characterized by using GC, conversion was over percentage of 99, and theamount of glycerin was negligible. The results have shown that the supercritical alcoholtechnology, which has an extremely high conversion in shorter reaction time, will present aneconomical production technology via national oil resources because it does not need tofurther purification step and pre- or post treatments.Keywords: biodiesel, vegetable oil, experimental design, supercritical alcohol, flow system,transesterification