Yağ asidi katkılı kolza yağından biyodizel üretimi ve üretilen biyodizellerin karakteristik özelliklerinin incelenmesi
Biodiesel production from rapeseed oil which added fatty acids and investigation of the characteristics produced biodiesel
Yazar: GİZEM UZUN
Danışman: DOÇ. DR. NİL ACARALI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Sıvı yakıtlar, şartlar ne olursa olsun modern insanlar için her zaman çok değerli bir kaynak olarak görülmüştür. Sıvı yakıtların içerisinde şuan için en değerli kaynak olarak petrol gösterilmektedir. Günümüzde fosil yakıt rezervlerinin tükenmeye başlaması ve siyasi ya da ekonomik sebeplerden dolayı petrol fiyatlarının artması, alternatif enerji kaynaklarının araştırılmasını hızlandırmıştır.
Bilim adamları yaptıkları araştırmalar ile fosil yakıtların küresel ısınmanın başlıca kaynağını oluşturduğunu ve sera gazı birikimine sebep olduğunu her çalışmalarında göstermişlerdir. Bu konu ile ilgili olarak çevreye dostça olarak düşünülen alternatif yakıtların geliştirilmesi, üretilmesi ve kullanılması üzerine birçok çalışmalar yapılmıştır.
Enerji, endüstriyel büyüme ve insanlığın yaşam kalitesini iyileştirmek için gerekli hizmetlerin sağlanmasında önemli bir faktördür. Günümüzde enerji güvenliği konusunun önem kazanması, biyo-yakıt ailesinden biyodizelin gelecekte fosil dizelin yerini alması için gerekli potansiyelleri olan bir yakıt olarak tanımlanma sürecini hızlandırmıştır.
Biyodizel, yenilenebilir lipid hammaddelerin alkoller ile beraber kimyasal reaksiyona girerek oluşturduğu, motorlarda alternatif olarak kullanılan bir dizel yakıttır. Biyolojik olarak parçalanabilen, toksik olmayan, yenilenebilen ve çevre dostu bir alternatif yakıt olması biyodizel üzerine yapılan çalışmaların artması konusunda en büyük etkendir. 
Biyodizel üretiminde hammadde olarak genellikle yenilebilir bitkisel ve hayvansal yağlar kullanılmaktadır. Ancak son yıllarda, biyodizel üretimi için kullanılan yenilebilir bitkisel ve hayvansal yağların, gıda amaçlı kullanılan bitkisel ve hayvansal yağlar ile rekabet halinde bulunması bir takım endişelerin ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Bu endişeler doğrultusunda yeni hammadde arayışlarına girilmiş ve atık yağların bu amaçla kullanılması üzerine araştırmalar yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda atık yağlardan biyodizel üretiminin mümkün olduğu gözlemlenmiştir.
Bu çalışmada saf kolza yağı ile laurik asit, kaproik asit, steraik asit ve oleik asit ilave edilerek oluşturulmuş kontamine yağ kullanılarak biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Atık yağlardan biyodizel üretebilmek amacıyla tek adımlı alkali katalizli transesterifikasyon ve iki adımlı asit-alkali katalizli transesterifikasyon yöntemleri kullanılmıştır. Her iki yöntemden elde edilen sonuçlar incelenmiş, farklı yollarla üretilen biyodizellerin yakıt özellikleri standartlar doğrultusunda karşılaştırılmış ve üretim verimleri gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen tüm biyodizeller için ölçülen temel yakıt özelliklerinin standartlara uygun olduğu belirlenmiş ve iki adımlı transesterifikasyon yöntemi sayesinde yüksek üretim verimine ulaşılmıştır.

Abstract:
Liquid fuel is a very valuable resource used abundantly and somehow indiscriminately by people. Among the liquid fuels, crude oil is currently shown as the most valuable resource. Nowadays, increasing oil prices due to the depletion of fossil fuel reserves and political or economic reasons have accelerated the search for alternative energy sources.
Scientists have shown in their studies that fossil fuels cause global warming and cause greenhouse gas accumulation. Thus an additional emphasis is being placed on the development, production and the use of alternative fuel considered being friendlier to the environment than fossil fuel.
Energy is an essential factor in industrial growth and in provision of required services that improve the quality of life of people. The importance of energy security today has accelerated the process of defining biodiesel as a fuel with the potential for future fossil diesel replacement.
Biodiesel is formed by the chemical reaction of renewable lipid raw materials with alcohols and it is used as an alternative fuel to diesel engines. The fact that biodegradable, non-toxic, renewable and environmentally friendly alternative fuel is the biggest influence on the work done on biodiesel.
In the production of biodiesel, edible vegetable and animal oils are generally used as raw materials. In recent years, however, the fact that edible vegetable and animal fats used for biodiesel production compete with vegetable and animal fats used for food have caused some concerns. These concerns have been explored in search of new raw materials and research has been done on the use of waste oils for this purpose. It has been observed that biodiesel production from waste oils is possible.
In this study, production of biodiesel was carried out using contaminant oil, which was formed by adding pure rapeseed oil with lauric acid, caproic acid, stearic acid and oleic acid. One step alkali-catalyzed transesterification and two step acid-alkali-catalyzed transesterification methods have been used to produce biodiesel from waste oils. The results obtained from both methods were examined and the fuel properties of the biodiesel that produced in different ways were compared in terms of standards and production efficiencies were observed. It has been determined that the basic fuel properties that measured for all biodiesel obtained as a result of the study conform to the standards and high production efficiency was achieved by the two step transesterification method.