بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به این امر که در حدود %75-90 از هزینههاي تولید بیودیزل را هزینه مواد اولیه مورد استفاده در بر میگیرد، استفاده از خوراك هاي ارزان قیمت در تجاري سازي این سوخت زیست دوست امري ضروري و اجتناب ناپذیر به نظر میرسدح از مناسبترین منابع قابل استفاده در فرآیندهاي تولید بیودیزل عبارتند از ترکیبات لیپیدي پسماند حاصل از فرآیندهاي صنایع غذایی و یا سایر تکنولوژيهاي. با توجه به تنوع زیاد و پراکندگی نسبتاً وسیع منابع تولید این پسماندها، ارائه روش هاي موثري در مدیریت جمع آوري و انتقال این دسته از پسماندها امري ضروري محسوب میشود. استفاده از تکنیکهاي موثر در انتقال و جمع آوري این پسماندها قادر خواهد بود تا علاوه بر کاهش مسائل زیست محیطی ناشی از این ترکیبات، به افزایش پتانسیل اقتصادي فرآیندهاي تولید بیودیزل منجر شود. با توجه به این امر، در این تحقیق پس از تعریف و تقسیم بندي پسماندهاي لیپیدي موجود و ارائه تاریخچه اي مختصر از فعالیتهاي انجام شده به منظور جمع آوري این ترکیبات زاید، به بررسی و تحلیل روشهاي استانداردو بهینه جمع آوري و انتقال این مواد به عنوان خوراك فرآیندهاي تولید بیودیزل پرداخته شده است.
کلید واژه: پسماند لیپیدي، مدیریت جمعآوري، سیستمهاي جمعآوري، بیودیزل
-1 مقدمه
بیودیزل به عنوان بهترین جایگزین سوخت فسیلی پترودیزل علاوه بر سازگاري خوب با مسائل زیست محیطی، برخلاف سوختهاي فسیلی، تجدیدپذیر بوده و میتوان آنرا از منابع لیپیدي نظیر روغن هاي نباتی، چربیهاي حیوانی و موجودات دریایی نظیر جلبکها سنتز نمود. هزینههاي مواد اولیه، سهم عمدهاي 75 - الی - %90 از هزینههاي تولید بیودیزل را شامل میشود. لذا استفاده از خوراك هاي ارزان قیمتتر نظیر پسماندهاي لیپیدي یکی از مناسبترین راهکارها در راستاي تجاريسازي این سوخت پاك محسوب میشود. از اینرو، آنالیز فعالیتها و عملیات مربوط به کنترل فرآیندهاي جمعآوري، بازیافت و یا دفع این مواد پسماند از آغاز تولید تا دفع یا بازیافت نهایی قسمتهاي زاید از اهمیت بالایی برخوردار است.
پسماندهاي لیپیدي یکی از ضایعات تولیدي در مراکز تجمع انسانی و واحدهاي صنایع غذایی می باشد که روشهاي دفع ناصحیح آن منجر به ایجاد مشکلات زیست محیطی - آلایندگی - و عملیاتی - گرفتگی خط لولهها - حادي شده است. در گذشته، مواد مذکور به منظور تولید محصولاتی نظیر صابون و یا مکملهاي خوراك دام و طیور مورد استفاده قرار گرفتهمیشد. در سالهاي اخیر بواسطه اعمال استانداردهایی نظیر دستورالعمل هغ2003/57/ کاربرد این مواد پسماند با محدودیتهاي جدي مواجه شده است. براي نمونه، اعمال این دستورالعمل در سال 2006 منجر به محدودیت کاربرد حدود 450/000 تن روغن پسماند در خوراك دام و طیور در اروپا شده است - ختتل ,طکئتأن - . همچنین در انگلستان درحدود %65 از روغن مصرفی رستورانها 11/850/258 - لیتر - به صورت روغن پسماند دفع میشود.
در انگلستان بیش از 10000 تن روغن پسماند خوراکی در هر هفته تولید میشود. تا سالهاي اخیر در حدود %90 آنها به عنوان خوراك دام استفاده میشده است. اما امروزه قوانین اتحادیه اروپا از این کار به عنوان روشی براي دفع روغنس هاي پسماند جلوگیري میکند. لذا امروزه روشهاي دفع پسماند روغنهاي خوراکی به دقت کنترل میشودشرکت تقریباً در حدود 4500 تن گریس - روغن پسماند خوراکی - در هر سال براي بیش از 5000 شرکت در طول بیشتر از 30 سال، جمعآوري نموده است. برخی از ویژگیهاي این شرکت به منظور جمعآوري بهتر روغنهاي پسماند و گریسها در زیر آورده شدهاست در انگلستان از حدود11850258 لیتر روغن گیاهی که به منظور استفاده در اختیار رستورانها قرار گرفته است، تقریباً در حدود 7702667 لیتر آن به صورت روغن خوراکی پسماند توسط 20 شرکت مستقل جمعآوري شده است.
در ایالت میسیسیپی پتانسیل تولید بیودیزل از گریسهاي رستورانی در حدود 5/7 میلیون گالن میباشد. که این مقدار بوسیله چهار شرکت، جمعآوري میگردد. قیمت گریس در این ایالت در حدود 0/7-0/5 سنت در ازاي هر کیلوگرم تخمین زده شدهاست . با توجه به این امر در سالهاي اخیر پتانسیل استفاده از این مواد در فرآیندهاي تولید بیودیزل افزایش یافته است. البته پسماندها مذکور شامل ناخالصیهایی نظیر آب، اسیدهاي چرب آزاد، باقیماندههاي مواد غذایی و سایر ترکیبات شیمیایی میباشند که حضور آنها منجر به پیچیدگی فرآیند تولید بیودیزل میشود. با توجه به تأثیر نوع پسماند موجود بر عملکرد مناسب سیستم جمعآوري و انتقال، در ادامه به بررسی و تقسیمبندي گونههاي پسماندي محتمل در ایران پرداخته شده است.
-2 انواع پسماندهاي لیپیدي
در یک تقسیم بندي کلی پسماندهاي تولیدي قابل استفاده در تولید بیودیزل را میتوان به دو دسته کلی پسماندهاي جامد و مایع تقسیم بندي نمود. پسماندهاي جامد شامل چربیهاي حیوانی میباشند که به صورت محصول فرعی صنایع فرآوري گوشت حیوانی تولید میشود. این مواد شامل چربیهاي خوراکی و غیر خوراکی تولید شده در فرآیندهاي مربوط به کشتارگاههاي دام و طیور و یا کارخانجات فرآوري محصولات گوشتی - نظیر کارخانجات تولید کالباس و سوسیس و یا کارخانجات تولید کنسرو ماهی - میباشند. جمعآوري این محصولات فرعی علاوه بر استفاده در تولید بیودیزل باعث پایان دادن به دفع ناصحیح آنها در زمین و جلوگیري از گسترش بیماريهاي مرتبط میشود ضایعات مایع به نوبه خود به دو دسته کلی گریسهاي زرد و قهوهاي تقسیمبندي میشوند.
گریسهاي زرد عبارتند ازپسماندهاي حاصل از روغنهاي نباتی و چربیهاي حیوانی حاصل از فرآیندهاي صنعتی و تجاري پختن و فرآوري مواد غذایی - نظیر کارخانجات چیپسسازي - . در اغلب موارد، اصطلاح گریسهاي قهوهاي به گریسهاي سیفونی - یا فاضلابی - جمعآوري شده از تجهیزات نصب شده در تأسیسات فاضلابی اماکن تجاري، صنعتی و شهري به منظور جداسازي گریس و روغن از آب فاضلاب، اطلاق میشود. گریس قهوهاي بسیار بودار بوده و در دماي محیط به صورت ژلاتینی میباشند - لتتل ,غپک1yکغطهلاح - . در کشور ایالات متحده آمریکا میزان تولید گریس قهوهاي به ازاي هر نفر -26 1/5 پوند در سال - به طور میانگین به ازاي هر نفر13 /4پوند در سال - میباشد.
لذا، در حالت کلی سالانه 3800 میلیون پوند گریس قهوهاي در آمریکا تولید میشود. این در حالیست که عملاً کمتر از یک سوم آن جمعآوري میشود. میزان اسیدهاي چرب آزاد A - ًً - موجود در گریس قهوهاي به طور متوسط در حدود %50-100 وزنی آن گزارش شده است.با توجه به قیمت بسیار پایین گریسهاي سیفونی، در صورت جمعآوري و فرآوري، این دسته از ترکیبات پسماند پتانسیل تبدیل شدن به یکی از جديترین مواد اولیه مورد استفاده در فرآیندهاي تولید بیودیزل را دارا میباشند. علاوه بر این امر، چشمانداز یک بازار جدید در کاربرد گریسهاي سیفونی میتواند باعث افزایش ارزش آنها شده و این خود باعث ایجاد انگیزه و تشویق در جمعآوري و استفاده از این گریسها میشود - ختتل ,کأپعyغپغ. - A به منظور جداسازي گریسهاي قهوهاي معمولاً از دو سیستم جداسازي در مبدأ و جداسازي در انتها استفاده میشود.
-3 مدیریت جمع آوري و انتقال روغنهاي نباتی و چربیهاي حیوانی پسماند
مدیریت جمعآوري روغنهاي ضایعات یکی از موضوعات مهمی میباشد که به هنگام بحث پیرامون استفاده از این پسماندها به عنوان خوراك اولیه در فرآیند تولید بیودیزل، مطرح میشود. آنالیز و بررسی فعالیتها و عملیات مربوط به کنترل فرآیندهاي جمع آوري، بازیافت و یا دفع روغنهاي نباتی و چربیهاي حیوانی پسماند از آغاز تولید تا دفع نهایی قسمتهاي زاید آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. به طور کلی به منظور ایجاد یک سیستم کامل جمعآوري باید
مراحل زیر طی شود - نتتل ,کأپعyغپغ. - A
1.پتانسیلسنجی تهیه روغن هاي گیاهی و چربیهاي حیوانی پسماند
2.آزمایش پتانسیل موجود در تهیه روغنهاي گیاهی و چربیهاي حیوانی پسماند
3.گرفتن مجوز قانونی جمعآوري روغنهاي گیاهی و چربیهاي حیوانی پسماند
4.مدیریت جمع آوري و انتقال روغنهاي نباتی و چربیهاي حیوانی پسماند
به عبارت دیگر، فعالیتهاي مربوط به کنترل و دفع روغن هاي گیاهی و چربیهاي حیوانی پسماند از نقطه آغاز تا مرحله نهایی دفع و یا کاربرد را میتوان به شش بخش عملی تقسیم بندي نمود. در جدول - 1 - به تشریح هر یک از این مراحل عملی پرداخته شده است.
