Mikrodalga destekli reaktörde pilot ölçekli rafine ve atık ayçiçek yağından biyodizel üretimi

Abstract

Kimyasal bir reaksiyon olan transesterifikasyon, biyodizel üretiminde en yaygın kullanılan yöntemdir. Mikrodalga ısıtma sistemi kullanılarak gerçekleştirilen transesterifikasyon reaksiyonlarında, konvansiyonel sistemlere kıyasla büyük oranda hız ve verim artışı sağlandığı bilinmektedir. Yapılan literatür taramasında, mikrodalga teknolojisi ile gerçekleştirilen biyodizel üretimlerinin yalnızca laboratuvar ölçeklerinde sınırlı kaldığı, henüz pilot ya da büyük ölçekte bir üretimin gerçekleştirilemediği görülmüştür. Bu çalışmada; tasarlanıp imal edilen mikrodalga destekli biyodizel reaktörü kullanılarak, bazik transesterifikasyon yöntemi ile mikrodalga ışıma altında rafine ve atık ayçiçek yağlarından pilot ölçekte biyodizeller üretilmiştir. Deneylerde sabit reaksiyon koşulları (6:1 molar metanol:yağ, %1.0 KOH (mKOH/myağ), 60?C) altında reaksiyon süresinin transesterifikasyon tamamlanma oranı ve temel biyodizel özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ayrıca, rafine ayçiçek yağından hem mikrodalga ışıma altında, hem de reaktördeki konvansiyonel ısıtma sistemi (elektrikli rezistans) kullanılarak biyodizel numuneleri üretilmiş, böylece iki metodun net olarak kıyaslanması sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; mikrodalga ısıtma sistemi kullanımında rafine ayçiçek yağı transesterifikasyonun 5 dakika sonunda tamamlandığı, konvansiyonel ısıtma sistemi kullanımında ise 60 dakika sonunda dahi yeterli ester içeriğine sahip biyodizelin üretilemediği ve reaksiyonun tamamlanabilmesi için daha uzun reaksiyon sürelerine ihtiyaç duyulduğu tespit edilmiştir. Atık ayçiçek yağı kullanımında ise belirlenen reaksiyon koşullarında istenen düzeyde dönüşümünün sağlanamadığı, ancak literatürdeki benzer konvansiyonel transesterifikasyon reaksiyonlarına göre çok daha kısa sürede ve daha yüksek verimle metil ester elde edilebildiği gözlemlenmiştir.