بخشی از مقاله
چکیده
در سالهاي اخیر بدلیل مصرف فزاینده سوخت مانند نفت وگازوئیل و کاهش منابع سوختهاي فسیلی و مسائل زیست محیطی و قابلیت تجدیدپذیري اینگونه سوختها و همچنین افزایش قیمتهاي نفت و تاثیر پذیري معکوس بهداشت انسانی و محیطی از نفت خام سبب شده است که علاقه براي تحقیق و توسعه سوخت ها از منابع تجدید پذیر همچون بیودیزل و اتانول افزایش چشمگیري یابد بیودیزل یک سوخت جایگزین است که از یک منبع داخلی و تجدید پذیر مشتق می شود و بنابراین می تواند باعث کاهش وابستگی به واردات نفت خام از کشورهاي خارجی شود. بیودیزل را می توان از گیاهانی مانند سویا، کلزا، آفتابگردان و دانههاي روغنی دیگر و همچنین پسماند روغنهاي آشپزخانه و رستورانها تهیه کرد.در این مقاله پس از بررسی انواع روش هاي تولید بیودیزل ،استانداردها، مزایا و معایب و بررسی جنبه هاي فنی ، اقتصادي و زیست محیطی آن ، تولید بیودیزل از پسماند روغنهاي خوراکی مورد بررسی قرار گرفته است .همچنین آمار تعداد رستورانها و اغذیه فروشی هاي شهر تهران بجز ري و شمیرانات در سال 1389 تهیه شده است و پتانسیل تولید بیودیزل از پسماند روغن هاي خوراکی برآورد گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد که ترانس استریفیکاسیون مناسب ترین روش جهت استفاده از روغن هاي گیاهی به منظور تولید بیودیزل می باشد .
کلمات کلیدي:بیودیزل ، سوخت هاي فسیلی ، پسماند روغنهاي خوراکی ، ترانس استریفیکاسیون
مقدمه
در دهه هاي اخیر به دلیل محدودیت و کاهش منابع سوختهاي فسیلی و مسائل زیست محیطی و اهمیت روز افزون نقش انرژي ، تحقیقات وگسترده اي در راستاي تامین منابع مناسب از سوختهاي جایگزین در کشورهاي جهان انجام گرفته است . نمودار زیر تخمین به پایان رسیدن سوختهاي فسیلی در جهان را نشان می دهد .نام سوخت بیودیزل نخستین بار در کشور امریکا در سال 1992 میلادي به وسیله مؤسسه NSDB 1 تعیین شد . این مؤسسه پیشقدم در تجاري کردن بیودیزل در امریکا می باشد .بیودیزل - منوالکیل استر - یک سوخت گیاهی پاك است که از منابع طبیعی و تجدید پذیر مانند روغن هاي گیاهی همچون سویا ، کلزا ، آفتابگردان و چربی حیوانات ساخته می شود . مشخصات فیزیکی سوخت بیودیزل در جدول - 1 - مشاهده می گردد .
بیودیزل فاقد مواد نفتی است ولی می تواند با گازوئیل مخلوط شود . بیودیزل خالص را B100 و ترکیب %20 از آن با% 80 سوخت دیزل را B20 می نامند ، که بدون هیچگونه تغییر خاصی در سوخت موتورهاي دیزل استفاده می شود . این ترکیبات به واسطه عدد ستان و نقطه اشتعال بالاتر به سوخت دیزل برتري دارند . این سوخت ، چگالی و ویسکوزیته بالاتري نسبت به گازوئیل داشته ولی ارزش حرارتی کمتري دارد . [3 ]جایگزینی این سوخت باعث کاهش در انتشار آلاینده هاي هوا و در نتیجه کاهش در گرمایش زمین و اثرات گلخانه اي می گردد . مهمترین تفاوت دیزل و بیودیزل میزان محتواي اکسیژن است .
در دیزل محتواي اکسیژن صفر و در بیودیزل بهدلیل استفاده از ترکیبات گیاهی حدود %12 است که این امر موجب کامل تر شدن احتراق و جلوگیري از انتشار گازهاي آلوده به ویژه CO و HC خواهد شد، ولی باید توجه داشت که NOx به مقدار بسیار کم افزایش می یابد . بنابراین استفاده از بیودیزل باعث افزایش میزان آلاینده هاي نیتراتهاي اکسیژن در بسیاري از موتورها می شود .بیودیزل در ساختارخود نیتروژن ندارد ، بنابراین افزایش NOx مربوط به نیتروژن موجود در سوخت نمی باشد . NOx تشکیل شده در موتور از نیتروژن موجود در هواي ورودي و واکنش آن در دماي بسیار بالا ناشی از احتراق در محفظه سیلندر ایجاد می گردد . [4]
سوخت دیزل برش هایی از نفت خام به رنگ قهوه اي است که شامل اجزاي تقطیر شده یا باقیمانده با چگالی نسبی معادل 0/78 است . سوختهاي دیزل بر اساس نوع استفاده از آنها و نیز بر اساس یک درجه بندي عددي طبقه بندي می شوند . انجمن آزمون و مواد امریکا این طبقه بندي را به صورت عددي براي سوختها از شماره 1 تا 6 قرار داده است . از انواع سوختهاي فسیلی می توان به گازوئیل ، گاز مایع ، گاز طبیعی ، اتانول ، متانول اشاره کرد . جدول - 2 - مشخصات سوخت بیودیزل 20 - B20 درصد بیودیزل - و بیودیزل 100 - B100درصد بیودیزل - را بر اساس استاندارد ASTM نشان می دهد .
استاندارد هاي بیودیزل
سازمانی وظیفه نظارت و ارزشیابی سوختها را در امریکا بر عهده دارد 1 ASTM نامیده می شود. این استاندارد در ابتدا به نام 975-D بیان شد و مقرر گردید کلیه تولید کنندگان موتورها و محصولات ، تزریق سوخت موتورهایشان را با آن استاندارد منطبق کنند . در سال 1999 ، استاندارد دیگري توسط ASTM براي سوخت بیودیزل به نام PS 99-121 ارائه گردید و در دسامبر 2001 استاندارد جدید 6751 - D براي بیودیزل خالص B100 به تصویب رسید . این استاندارد مخلوطی از سوخت بیودیزل و گازوئیل تا سقف %20 بیودیزل B20 را نیز در بر می گیرد . [4] ازنکات مهم واساسی جهت تعیین استاندارها، کاهش آلاینده هاي هوا می باشد. اسیدهاي آزاد چرب وانواع گلیسرول - آزاد وآکسی گلیسرول - می توانند با انتشار ماده خطرناك آکرولین در محیط، برسلامت انسان ویا حیوانات مؤثر بوده ونیز سبب فرسودگی اشیاء گردند. مقدار حداکثر
