بهینه سازی فرآیند تولید بیوروانکار از بیودیزل کلزای غیرخوراکی به کمک روش سطح پاسخ
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 استاد، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس
3 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
doi
چکیده
روانکارهای برپایه روغن گیاهی یک منبع پایدار برای روانکاری قطعات متحرک در سیستمهای مکانیکی محسوب میشوند. پایداری کم در برابر اکسایش و نقطه ریزش بالا دو مشکل عمده روغنهای گیاهی است که مانع از استفاده گسترده آنها بهعنوان روانکار شده است. بهمنظور بهبود این معایب از روش ترانس استریفیکاسیون دومرحلهای استفاده شد. در مرحله اول، متیل استر روغن کلزای غیرخوراکی به روش ترانساستریفیکاسیون با استفاده از توان فراصوت تولید شد. خواص فیزیکی و شیمیایی بیودیزل تولیدشده با استاندارد EN 14112 مطابقت دارد. در مرحله دوم، واکنش ترانس استریفیکاسیون معکوس متیل استر با تریمتیلولپروپان آزمایش شد. بهمنظور اختلاط مناسب سرعت واکنش تولید بیوروانکار، از سامانه فراصوت استفاده شد که روش جدیدی به منظور تولید بیوروانکار است که برای اولینبار در جهان مورد استفاده قرار گرفته است. توان فراصوت با ایجاد پدیده کاویتاسیون موجب اختلاط مناسب و بهبود انتقال جرم و افزایش سرعت تولید بیوروانکار میشود. با ثابت نگهداشتن دما، نسبت مولی متیل استر به تری متیلول پروپان، کاتالیست و فشار خلأ، اثر متغیرهای مستقل پالس، دامنه و زمان بر بازده بیوروانکار و انرژی مصرفی با استفاده از روش rsmمورد بررسی قرار گرفت. بازده واکنش 82/2 درصد و انرژی مصرفی 116/728کیلوژول در پالس 40 درصد، دامنه 82/01 درصد و زمان 60 دقیقه بهدست آمد. صحت بیوروانکار تولیدشده با استفاده از طیفسنج رزونانس مغناطیسی هسته-هیدروژن (H-NMR) تأیید شد. برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی روانکار سنتزشده با استانداردهای اندازهگیری ارزیابی شد. خواص فیزیکی و شیمیایی بیوروانکار سنتزشده با روانکار مرجع ISO VG 10 مطابقت دارد. با توجه به نتایج بهدست آمده، مشخص شد که با استفاده از سامانه التراسونیک میتوان در مدتزمان خیلی کمتری نسبت به روش سنتی بیوروانکار را تولید کرد، و روش تولید بیوروانکار به کمک سامانه فراصوت میتواند بهعنوان یک روش جدید به جهان معرفی شود.