بخشی از مقاله
چکیده
تقاضای افزایش قیمت سوخت های فسیلی، صنعت جهانی نفت را برانگیخت تا به منابع دیگر سوخت از منابع انرژی تجدیدشونده که بیودیزل نام دارد روی آورد. بیودیزل به دلیل ویژگی های زیست محیطی خود به عنوان بهترین گزینه جایگزین سوخت های فسیلی در نظر گرفته شده که تقریبأ خواص عملکردی مشابهی مانند سوخت های فسیلی دارد. بیودیزل یا سوخت زیستی، انرژی های تجدیدپذیر و سازگاربا محیط زیست است که می تواند در هزینه صرفه جویی کند.
در سالهای اخیر توجه جهان به سایر سوخت های زیستی به ویژه بیودیزل زیاد شده و بیودیزل به عنوان سوخت غیرنفتی شناخته شده است. برای تولید بیولوژیکی بیودیزل از روغن های نباتی و چربی های حیوانی در فرایند تبادل استری استفاده میشود. تولید بیودیزل از روغن نخل در سالهای اخیر بعنوان منبع انرژی تجدید پذیر با پتانسیل زیاد شناخته شده است.
سنجش دوره عمر - LCA - 1 یک روش برای ارزیابی است که به مطالعه جنبه های زیست محیطی و اثرات بالقوه یک محصول در طول حیات، از استخراج موادخام تا تولید، استفاده و دفع میپردازد. LCA یک ابزار مهم تصمیم گیری برای ترویج تبدیل سوخت های جایگزین است.هدف از این مطالعه ارزیابی تولید انرژی متمرکز تولید بیودیزل از روغن نخل با استفاده از یک چرخه زندگی و استفاده از تکنیک LCAاست. این مقاله شامل جنبه های مختلف تکنولوژی استفاده از روغن نخل در تولید بیودیزل و ویژگی های روغن نخل خالص در بازار استاندارد بین المللی است.
مقدمه
به منظور کاهش وابستگی به واردات و به منظور بهبود امنیت انرژی کشور، بیودیزل یکی از گزینه هایی است که توسط دولت مورد توجه قرار گرفته است. همچنین دولت تایلند برای افزایش انرژی های تجدید پذیر از 0/5 % در سال 2002 تا %8 در سال 2011 طرح های مهمی ارائه کرده است
روغن نخل به عنوان یک ماده اولیه برای تولید بیودیزل درنظر گرفته شده است. با توجه به خصوصیات این گیاه که بیشترین عملکرد را در میان گیاهان روغنی دارد
ارزیابی چرخه زندگی - - LCA یک روش برای چنین ارزیابی است.LCA به بررسی جنبه ها و اثرات زیست محیطی در طول زندگی محصول از استخراج مواد خام، تولید، استفاده و دفع آن می پردازد
LCA تبدیل شده به یک ابزار مهم تصمیم گیری برای ترویج سوخت های جایگزین، بسیاری از مطالعات LCA در سوخت های جایگزین مانند بیودیزل، متانول، اتانول، و سلول های سوخت و غیره، انجام شده.
مفهوم چرخه زندگی همچنین در تجزیه و تحلیل انرژی های زنجیره ای سوخت اتانول از ملاس در تایلند مورد استفاده قرار میگیرد
کشورهای در حال توسعه دارای یک مزیت نسبی برای تولید سوخت های زیستی به دلیل در دسترس بودن بیشتر زمین، شرایط آب و هوایی مناسب برای کشاورزی و هزینه های نیروی کار پایین تر هستند، با این حال، ممکن است دیگر پیامد های بالقوه ی اجتماعی و اقتصادی و زیست محیطی برای کشور های در حال توسعه ناشی از افزایش تقاضای جهانی برای سوخت های زیستی وجود داشته باشد.
در سالهای اخیر، بسیاری از مطالعات، اثرات اقتصادی و زیست محیطی سوخت های زیستی، بویژه اتانول زیستی، بیودیزل، بیوگاز و هیدروژن زیستی انجام شده است.در کشور های توسعه یافته یک روند رو به رشد استفاده از تکنولوژی مدرن و تبدیل انرژی زیستی کارآمد با استفاده از طیف وسیعی از سوخت های زیستی که در حال رقابت با سوخت های فسیلی هستند، وجود دارد. چند روش تولید بیودیزل توسعه یافتند که در این میان تبادل استری با استفاده از کاتالیزور قلیایی سطح بالایی از تبدیل تری گلیسرید به متیل استر مربوط به خود را در زمان کوتاه واکنش ممکن میسازد.
فرایند تبادل استری با شراط واکنش: نسبت مولی الکل به روغن، نوع و مقدار کاتالیزور، دما و فشار واکنش، زمان واکنش و محتویات اسیدهای چرب آزاد - - FFAs و آب در چربی یا روغن بسیار موثر است. استفاده از سوخت های زیستی به عنوان یک جزء ترکیبی و یک جایگزین سوخت دیزل موتور های خودرو در سراسر جهان رو به افزایش است و مزایای استفاده از بیودیزل به عنوان سوخت دیزل، ماهیت مایع قابل حمل، در دسترس بودن، قابلیت تجدید، بازده احتراق بالاتر، گوگرد پایین تر و محتوای آروماتیک - معطر - ، عدد ستان - کتون - بالاتر و تجزیه پذیری زیستی بالاتر است. اشکال اصلی بیودیزل به عنوان سوخت دیزل ویسکوزیته بالاتر، محتوای انرژی کمتر،سرعت و قدرت موتور کمتر و قیمت بالا است.
بیودیزل از نظر ایمنی به دلیل قابلیت احتراق بسیار کمتر بر سوخت نفتی مزیت دارد. شاخص عدد ستان معمولا برای تعیین کیفیت سوخت دیزل استفاده میشود، کیفیت احتراق یکی از خواص بیودیزل است که در ساختار متیل استر اسید چرب - - FAME مشخص است. گرانروی، مهمترین خاصیت بیودیزل است، از آنجایی که بر بهره برداری از تجهیزات تزریق سوخت تاثیر میگذارد، به خصوص در دماهای پایین، وقتی که افزایش ویسکوزیته بر روان بودن سوخت تاثیر میگذارد. بیودیزل ویسکوزیته ای نزدیک به سوخت های نفتی دارد، ویسکوزیته بالا منجر به بهره برداری کمتر انژکتور سوخت میشود
تکنیک های پیشرفته در تولید بیودیزل یا سوخت غیر نفتی از روغن نخل
در حال حاضر تمرکز تولید بر سوخت های زیستی از ذرت، نیشکر، دانه های سویا و روغن گیاه نخل به عنوان منابع انرژی تجدید پذیر است.[11] استفاده از باقی مانده های محصولات و زیست توده برای سوخت های زیستی رو به افزایش است، در حال حاضر بیش از %95 بیودیزل جهان از روغن های خوراکی تولید میشود و این امر باعث میشود که تولید بیودیزل با تامین مواد غذایی در دراز مدت به رقابت بپردازد، در حالی که استفاده از زیست توده های باقی مانده از منابع روغن های گیاهی میتواند راه حل این مسئله باشد.
در استفاده از زیست توده های گیاهی به عنوان منابع، موارد مختلفی از جمله ترکیب شیمیایی زیست توده،شیوه های کشت، در دسترس بودن زمین و شیوه های استفاده از زمین، استفاده از منابع، تعادل انرژی، گازهای گلخانه ای و گازهای اسیدی، جذب مواد معدنی به آب و خاک، فرسایش خاک، قیمت مزرعه، هزینه های حمل و نقل و ذخیره سازی زیست توده، ایجاد ویا حفظ اشتغال، آب مورد نیاز و در دسترس بودن آب باید بررسی شود.
تولیدبیودیزل از روغن پالم
در مقایسه با سایر روغن های گیاهی،روغن نخل دارای مزیت های به مراتب بالاتر و بالقوه به عنوان ماده خام تولید بیودیزل است، روغن نخل برخلاف سویا و کلزا یک محصول چند ساله است، چند ساله به معنای تولید روغن مستمر و بدون وقفه است.[12] کشت نخل دارای بالاترین عملکرد روغن از نظر تولید روغن در هر هکتار از کشت و زرع است، تولید روغن و عملکرد آن در مقایسه با دانه ی سویا و آفتابگردان و کلزا در شکل 1 نشان داده شده است، همانطور که مشاهده میکنید روغن نخل به عنوان ماده اولیه در مقایسه با دانه های روغنی دیگر آینده روشن تری دارد.
شکل:1 میزان تولید و عملکرد دانه های روغنی به عنوان ماده اولیه تولید بیودیزل
چرخه تولید بیودیزل بر پایه روغن نخل
تجزیه و تحلیل شامل 4 مرحله اصلی است: -1 مزرعه ی نخل -2 تولید روغن نخل - استخراج روغن نخل خام و تصفیه - -3 تبادل استری و تولید بیودیزل - - PME -Palm methyl ester
تجزیه و تحلیل ارزیابی انرژی مرتبط با امکانات ساخت مثل ماشین آلات تولید، سازه های آبرسانی، وسایل نقلیه و غیره، دفترچه راهنما و همچنین نیروی کار، محاسبات در یک هکتار در سال منطقه کشاورزی روغن نخل است. اگرچه بخشهایی از محصولات می تواند در مصارف دیگر استفاده شود مثل گلیسرول برای لوازم آرایشی، هسته برای سرخ کردن، روغن سالاد، صنعت شیمیایی نفت و غیره استفاده میشود.
