إنتاج الدیزل الحیوی من الزیت النباتی المخلف باستخدام وعاء تقلیب معملى

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ الهندسة الزراعیة – کلیة الهندسة الزراعیة بالقاهرة – جامعة الأزهر، مصر.

2 أستاذ الهندسة الزراعیة المساعد – کلیة الهندسة الزراعیة بالقاهرة – جامعة الأزهر، مصر.

3 مدرس الهندسة الزراعیة المساعد – کلیة الهندسة الزراعیة بالقاهرة – جامعة الأزهر، مصر.

المستخلص

تم انتاج الدیزل الحیوی باستخدام زیت نباتی مخلف. هذا الزیت (قبل القلی) هو خلیط من نوعین من الزیوت الطازجة: فول الصویا وعباد الشمس (بنسبة 1:1) ویوزع بواسطة وزارة التموین والتجارة الداخلیة. سبق استخدام هذا الزیت فی قلى الأطعمة مثل البطاطس و الطعمیة من 3 - 5 مرات أو السمک لمرة واحدة. استخدم کحول المیثیل مع هیدروکسید الصودیوم کعامل مساعد لإنتاج الدیزل الحیوی.
یهدف هذا البحث الى دراسة المواصفات اللازمة لإنتاج الدیزل الحیوی بنظام الدفعة تحت النطاق المعملی، هذه المواصفات تشمل: (1) نسب المواد المتفاعلة (زیت:کحول:عامل مساعد) (2) سرعة وزمن التقلیب (3) درجة الحرارة (4) حجم الدفعة (5) الأبعاد النسبیة لوعاء التقلیب (مفاعل) المستخدم لإنتاج الدیزل الحیوی. المواصفات (1) و (2) درست باستخدام وعاء تقلیب إسطوانی مصنوع من البولی فینیل کلورید الغیر لدن ، والمواصفات (3) ، (4) و (5) درست باستخدام وعاء تقلیب إسطوانی (مفاعل) محکم من الصلب المقاوم للصدأ.

انتهت الدراسة الی النتائج الموصى بها التالیة:


( أ ) نسبة الکحول للزیت = 1/4 : 1 (ح/ح).

(ب) ترکیز هیدروکسید الصودیوم الى الزیت 1 جرام / 100سم3 .

سرعة التقلیب 500 لفة / د وزمن التقلیب 15 د.
 إنتاج الدیزل الحیوی یکون على درجة حرارة الغرفة (30o م فأکثر).
حجم الدفعة لیس له أثر ملحوظ على إنتاج الدیزل الحیوى.
یستخدم لإنتاج الدیزل الحیوی وعاء تقلیب (مفاعل) بدون حارف (Baffle) و قلاب من النوع Paddle بأبعاد منسوبة الى قطر الوعاء : قطر القلاب 1/2 ، وخلوص القلاب 1/5.3 وعرض ریشة القلاب 1/8

Ahmad M., S. Rashid, M.Khan, M. Zafar, S. Sultana and S. Gulzar (2009).Optimization of base catalyzed transesterification of peanut oil biodiesel. African J. Biotec., 8 (3): 441- 446.
Arévalo B., B. Facio, A. Jiménez, E. Rogel-Hernández, and H. Espinoza-Gómez (2008). The production of biodiesel from blended commercial oil in Mexico: A Comparative Study. J. Mex. Chem. Soc., 52 (2): 136-139.
Arjun B., K. Chris and M. Rafiqul (2008). Waste cooking oil as an alternate feedstock for biodiesel production. Canada - Energies., 1: 3 - 18.
Berrios M., M. Martín, A. Chica, and A. Martín (2010). Study of esterification and transesterification in biodiesel production
from used frying oils in a closed system. Spain- Chem. Eng. J., 160: 473 - 479
El Diwani G., N. Attia and S. Hawash (2009). Development and evaluation of biodiesel fuel and by-products from jatropha oil. Egypt - Int. J. Environ. Sci. Tech., 6 (2): 219-224.
Encinar J., J. Gonzalez and A. Reinares (2005). Biodiesel from used frying oil. Variables affecting the yields and characteristics of the biodiesel. Ind. Eng. Chem. Res., 44 (15): 5491 - 5499.
Encinar J., J. GonzÁlez, A. Pardal and G. Martínez (2010). Transesterification of rapeseed oil with methanol in the presence of various solvents. 3rd I. Symp. En. from Biomass and Waste Venice, Italy,: 8 - 11.
Food Balance Sheet (2012). Economic Affairs Sector, Ministry of Agriculture and Land Reclamation – in Egypt.
Guo Y., Y. Leung., and C. Koo (2002). A clean biodiesel fuel produced from recycled oils and grease trap oils. Dept. of Mec. Eng., U. Hong Kong.
Jakobsen A., M. Mork and A. Grislingås (2013).Stirred tank reactors, Lec. notes in subject SIK 2053 Reactor tec. Dept. of Chemi.
Eng. -Norwegian U. of Sc. and Tec. Downloaded from:
(http://www.nt.ntnu.no/users/jakobsen/TKP4145/stirred_tank_reactors.pdf).
Kuwornoo D. and  J. Ahiekpor (2010). Optimization of factors affecting the production of biodiesel from crude palm kernel oil and ethanol. Ghana – J.  En. & Env., 1 (4): 675 - 682.
Lean G. (2007). Oil and gas may run short by 2015. The Independent, UK.http://www.independent.co.uk/environment/climate-change/oil-and-gas-may-run-short-by-2015-say-industry-experts-458227.html
Leung D. and Y. Guo (2006). Transesterification of neat and used frying oil: Optimization for biodiesel production. China - Fuel Proc. Tec. 87: 883 – 890.
Ma F., L. Clements and M. Hanna (1998). The effect of catalyst, free fatty acids, and water on transesterification of beef tallow. Trans. of the ASAE., 41(5): 1261-1264.
Math M. and G. Irfan (2007).Optimization of restaurant waste oil methyl ester yield. J. Sci. Indian Res., 66: 772 - 776. 
Math M., S. Kumar and S. Chetty (2010). Optimization of biodiesel production from oil and fats with high free fatty acids. J. Sci. Indian Res., 3 (3): 318 - 321.
McCabe W. L., J. C. Smith and P. Harriott (1993). Unit Operations of Chemical Engineering, 5th ed.  McGraw-Hill, Handbk. - ch. (9): 235- 285.
Meher L., D. Sagar, S. Naik (2006). Technical aspects of biodiesel production by transesterification. A review. India - Renewable and Sust. En. Reviews., 10 (3): 248 - 268.
Meng X., G. Chen and Y. Wang (2008). Biodiesel production from waste cooking oil via alkali catalyst and its engine test. Fuel Proc. Tech., 89 (9): 851 - 857.
Morais S., T. Mata, A. Martins, G. Pinto and C. Costa (2010). Simulation and life cycle assessment of process design alternatives for biodiesel production from waste vegetable oils. Portugal – J. Cleaner Prod., 18: 1251-1259.
Pinzi S., J. Mata-Granados, F. Lopez-Gimenez, M. Castro, M. Dorado (2011). Influence of vegetable oils fatty-acid composition on biodiesel optimization. Spain - Bioresource Tec., 102: 1059 - 1065.
Refaat A. A (2010). Different techniques for the production of biodiesel from waste vegetable oil. Int. J. Environ. Sci. Tech., 7 (1): 183-213.
Reyes J. F., P.E. Malverde., P.S. Melin and J.P. De Bruijn (2010). Biodiesel production in a jet flow stirred reactor., Chile – En. Fuels 89: 3093 - 3098.
Sarantopoulos I., F. Che., T. Tsoutsos., V. Bakirtzoglou., W.  Azangue., D. Bienvenue and   F. Ndipen (2009). An evaluation of a small-scale biodiesel production technology: Case study of Mango’o village, Center province. Cameroon - Physics and Chem. Earth., 34: 55 - 58.
Schuchardt U., R. Serchelia and R. Matheus (1998). Transesterification of vegetable oils: A review, J. Brazil. Chem. Soc., 9 (1): 199 - 210.
Shoukry H. and M. Mosallam (2010).Effect of stirring speed and reaction time on Sunflower biodiesel production. Misr J. Ag. Eng., 28 (4): 1434 - 1444.
Tatterson G. B. (1991). Fluid mixing and gas dispersion in agitated tanks, McGraw-Hill, P: 3 (C. F. Jakobsen et al. (2013)).
Ugheoke B., D. Patrick, H. Kefas and E. Onche (2007). Determination of optimal catalyst concentration for maximum biodiesel yield from tigernut (Cyperus Esculentus) oil., Leonardo J. Sci., (10): 131 - 136.
Vicente G., M. Martínez and J.Aracil (2004). Integrated biodiesel production: a comparison of different homogeneous catalysts systems. Spain - Bioresource Tec.., 92: 297 - 305.
West A, D. Posarac and N. Ellis (2008). Assessment of four biodiesel production processes using HYSYS.Plant. Canada - Bioresource Technology., 99: 6587 - 6601.