بخشی از مقاله
چکیده:
منداب از خانواده براسیکا، یکی از گیاهان دانه روغنی بومی ایران است که توانایی رشد در زمین هاي فقیر و نامناسب را دارد. در این تحقیق روغن دانه هاي این گیاه بعنوان ماده اولیه تولید بیودیزل مورد استفاده قرار گرفت. استرسازي آن با استفاده از الکل متانول و با کارگیري هیدروکسید پتاسیم بعنوان کاتالیزور انجام گرفت. ویژگی هاي بیودیزل تولید شده از روغن منداب با سوخت دیزل نوع 2 و بیودیزل استاندارد مقایسه شد. ویژگی هاي بدست آمده از متیل استر منداب در اکثر موارد در بازه تعریف شده استاندارد یادشده بود. میزان گوگرد بیودیزل تولید شده بیشتر از حد استاندارد بود، ولی همین مقدار در مقایسه با گازوئیل نوع 2 حدود 82 درصد کمتر بوده است. بطور کلی نتایج حاصله حاکی از آن است که بیودیزل روغن منداب، یک منبع سوختی جایگزین مناسبی براي سوخت دیزل می تواند باشد.
-1 مقدمه:
در سالهاي اخیر بدلیل کاهش منابع سوختهاي فسیلی و آلایندگی این گونه از سوختها تحقیقات وسیعی در راستاي امکان استفاده از بیودیزل به جاي سوخت دیزل انجام یافته است. بیوگاز، بیواتانول، بیوبنزین و بیودیزل از مهمترین اعضاي این خانواده ازسوخت ها محسوب میشوند. از آنجا که قسمت اعظم آلایندهها نظیر ترکیبات نیتروژن، منواکسید کربن، دي اکسید کربن و ذرات جامد معلق از گاز خروجی اگزوز موتورهاي دیزل منتشر میشوند تحقیق در راستاي یافتن سوخت هاي جایگزین و مناسب مخصوصاً براي سوخت دیزل سهم وسیعی از تحقیقات را به خود اختصاص داده است . - 9 -
دانه روغنی گیاه منداب در ایران از قرن ها پیش شناخته شده بود و بیشتر به عنوان سوخت چراغ و مصارف دارویی داشت مورد استفاده واقع می شد. این گیاه درتمامی نقاط سردسیر محصول می دهد. امروزه این محصول به صورت تجارتی درکانادا، اروپا، روسیه، چین، ژاپن، هندوستان، آمریکاي جنوبی، آفریقاي جنوبی و استرالیا کشت می شود. این گیاه را می توان در بسیاري از ارتفاعات بلند مناطق گرمسیري نیز کشت کرد. گونه هاي مقاوم آن قادرند در برابر دوران طولانی سرما و زمین پوشیده از برف مقاومت کنند.
در سال 1970 متوجه عوارض سوء اسید اروسیک موجود در روغن منداب شدند و پس از آن با مهندسی ژنتیک، بذر اصلاح شده منداب وارد بازار اروپا شد. با این تغییر در رژیم پروتوپلاسم گیاه توانستند میزان اسید اروسیک را شدیدا" کاهش داده و سطح گلوکوزینولات آن را هم در حد استاندارد قابل مصرف، حذف نمایند. از این تاریخ - 1974 - دانه روغنی مذکور با نام منداب با اسید اروسیک خیلی کم1 نامیده شد. کانادایی ها اسامی مختلفی برروي این نژاد اصلاح شده گذاشتند. در ابتدا کانبرا2 و سپس کانولا3 نامیدند که هم اکنون به همین نام مشهور است . - 3 - چهار روش اصلی براي تولید و استفاده بیودیزل از روغن هاي گیاهی وجود دارد که عبارتند از:
-1 استفاده مستقیم از روغنهاي گیاهی به عنوان سوخت
-2 میکرو امولسیون
-3 پیرولیز
-4 ترانس استریفیکاسیون روغن.
روش استفاده مستقیم از روغن هاي گیاهی به عنوان سوخت داراي مزایایی از جمله راحتی در حمل و نقل، محتوي انرژي حرارتی مناسب، و تجدیدپذیري آنها می باشد. اما استفاده از این مواد بدلیل ایجاد خرابی زود هنگام دستگاه هاي سوخت رسانی موتور در اثر بالابودن ویسکوزیته، ایجاد رسوب در سیستم احتراق موتور به واسطه آلایندههاي موجود در روغن، آلودگی زودهنگام روغنهاي روانساز، فراریت کم و پایین بودن ضریب اشتعال، فعالیت شیمیایی هیدروکربنهاي غیراشباع، تشکیل رسوب کربن بر روي قطعات موتور و چسبندگی رینگهاي روغن، با معایبی همراه است.
- 8 - لذا استفاده مستقیم از این مواد مناسب نبوده و نیازمند تغییر در خواص آنها است - . - 6 در صنعت ترانس استریفیکاسیون یا آلکولیز از رایج ترین روش ها براي تولید سوخت از روغنهاي گیاهی و چربی هاي حیوانی است . - 8 - ترانس استریفیکاسیون عبارت از واکنش دادن یک روغن گیاهی یا چربی حیوانی با یک الکل می باشد. در یک تحقیق نشان داده شده است که، با استفاده از بیودیزل خالص حاصل از روغن هاي پسماند، آلاینده ها کاهش محسوسی داشته اند، بطوري که مونوکسیدکربن 58/9 درصد، دياکسید کربن 8/6 درصد، اکسیدنیتروژن 37/5 درصد، دياکسیدگوگرد 57/7 درصد کاهش داشته است . - 11 -
در این تحقیق روغن منداب بعنوان ماده اصلی و اولیه تولید بیودیزل مورد استفاده قرار گرفته و ترانس استریفیکاسیون آن با استفاده از الکل متانول و به نسبت مولار روغن به الکل 1 به 6 و به کارگیري هیدروکسید پتاسیم بعنوان کاتالیزور انجام شد. ویژگی هاي بدست آمده از متیل استر منداب در اکثر موارد در بازه تعریف شده استاندارد بود. بطور کلی نتایج حاصله حاکی از آن داشت که بیودیزل روغن منداب، می تئاند یک منبع سوختی جایگزین مناسب براي سوخت دیزل باشد.
-2 مواد و روشها
روغن خام دانه هاي گیاه منداب که به روش مکانیکی - پرس - تولید شده بود، از بازار تهیه شد. در روش تولید مکانیکی، اسیدهاي چرب آزاد روغن کمتر شده و در مرحله تصفیه بازده تولید بیودیزل افزایش می یابد . - 3 -
