Ultrases Teknolojisi Uygulayarak Sığır İç Yağından Biyodizel Üretiminin Optimizasyonu

Biyodizel, bitkisel ve hayvansal kaynaklardan üretilebilen yenilenebilir enerji kaynaklarından birisidir. Biyodizel, çevre dostu olması, toksik olmaması, düşük emisyon profiline sahip olması ve biyolojik olarak bozunabilir olması gibi pek çok avantaja sahiptir. Onun bu avantajlarının aksine en önemli dezavantajlarından birisi yüksek maliyetli oluşudur. Biyodizelin maliyeti, yemeklik ham yağlardan üretildiğinde önemli ölçüde artar. Bu nedenle, biyodizel üretimi için uygun bir hammadde kullanılmalıdır. Sığır iç yağı, gıda sektöründe fazla tercih edilmeyen bir yağdır ve atık olarak adlandırılabilir. Bu yağdan biyodizel üretildiğinde, hem çevreye hem de ekonomiye katkı sağlanacaktır. Bu çalışmada sığır iç yağından, ultrases destekli biyodizel üretiminin optimizasyonu araştırıldı. Biyodizel verimini optimize etmek için Taguchi yöntemi kullanıldı. Katalizör miktarı (ağırlıkça % 0.75-2), metanol/yağ molar oranı (5/1-9/1), reaksiyon süresi (30-120 dk), ultrases süresi (5-20 dk), ultrases gücü (10-40 W) parametre olarak seçildi. Optimum koşullar % 1.5 (ağırlıkça) katalizör miktarı, metanol/yağ oranı 7/1, ultrases gücü 40 W, reaksiyon süresi 60 dk ve ultrases süresi 10 dk olarak bulundu. Bu koşullar altında elde edilen biyodizelin yakıt özellikleri, hem EN 14214 hem de ASTM D 6751 standartlarının gerekliliklerini yerine getirmiştir. Optimum koşullar altında biyodizel verimi % 99.8 dir. Ayrıca, ANOVA sonuçlarına göre, ürün verimi üzerine reaksiyon süresi, ultrases süresi, metanol / yağ molar oranı, katalizör miktarı ve ultrases gücünün etkisinin sırasıyla % 34,56, % 29,72, % 23,68, % 9,18 ve % 2,17 olduğu bulunmuştur.

Optimization of the Production of Biodiesel from Beef Tallow Applying Ultrasound Technology

Biodiesel is one of the renewable energy sources that can be produced from vegetable and animal sources. Biodiesel has manyadvantages such as being environmentally friendly, non-toxic, low emission profile and biodegradable. Contrary to its advantages, oneof the most important disadvantages is its high cost. The cost of biodiesel increases considerably when it is produced from edible crudeoils. Therefore, a suitable feedstock should be used for biodiesel production. Beef tallow is a fat that is not preferred much in the foodsector and can be called as waste. When biodiesel is produced from this fat, the contribution will be made both to the environment andto the economy. In this work, the optimization of ultrasound assisted biodiesel production from beef tallow was investigated. Taguchimethod was used to optimize the biodiesel yield. Catalyst amount (0.75-2 wt.% of oil), methanol/oil molar ratio (5/1-9/1), reaction time(30-120 min), ultrasound time (5-20 min), ultrasound power (10-40 W) were selected as parameters. The optimum conditions werefound to be 1.5 wt.% of oil for the catalyst amount, 7/1 methanol/oil molar ratio, 40W ultrasound power, 60 minute reaction time and10 minute ultrasound time. The fuel properties of biodiesel obtained under these conditions accomplished the requirements of both theEN 14214 and ASTM D 6751 standards. The biodiesel yield under optimum conditions was 99.8%. In addition, according to theANOVA results, it is found that the influence of reaction time, ultrasound time, methanol/oil molar ratio, catalyst amount and ultrasoundpower on production yield are obtained as 34.56%, 29.72%, 23.68%, 9.18% and 2.17%, respectively.

___

  • Adewale, P., Vithanage, L. N., & Christopher, L. (2017). Optimization of enzyme-catalyzed biodiesel production from crude tall oil using Taguchi method. Energy Conversion and Management, 154, 81-91.
  • Akhtar, T., Tariq, M. I., Iqbal, S., Sultana, N., & Wei, C. K. (2017). Production and characterization of biodiesel from Eriobotrya Japonica seed oil: an optimization study. International Journal of Green Energy, 14(6), 569-574.
  • Brasil, A. N., Oliveira, L. S., & Franca, A. S. (2015). Circulation flow reactor with ultrasound irradiation for the transesterification of vegetable oils. Renewable Energy, 83, 1059-1065.
  • da Cunha, M. E., Krause, L. C., Moraes, M. S. A., Faccini, C. S., Jacques, R. A., Almeida, S. R., . . . Caramão, E. B. (2009). Beef tallow biodiesel produced in a pilot scale. Fuel Processing Technology, 90(4), 570-575.
  • Gupta, A. R., Yadav, S. V., & Rathod, V. K. (2015). Enhancement in biodiesel production using waste cooking oil and calcium diglyceroxide as a heterogeneous catalyst in presence of ultrasound. Fuel, 158, 800-806.
  • Hoque, M. E., Singh, A., & Chuan, Y. L. (2011). Biodiesel from low cost feedstocks: the effects of process parameters on the biodiesel yield. Biomass and Bioenergy, 35(4), 1582-1587.
  • Kackar, R. N. (1985). Off-line quality control, parameter design, and the Taguchi method. journal of Quality Technology, 17(4), 176- 188.
  • Korkut, I., & Bayramoglu, M. (2016). Ultrasound assisted biodiesel production in presence of dolomite catalyst. Fuel, 180, 624-629.
  • Kumar, N., Mohapatra, S., Ragit, S., Kundu, K., & Karmakar, R. (2017). Optimization of safflower oil transesterification using the Taguchi approach. Petroleum Science, 14(4), 798-805.
  • Kumar, R. S., Sureshkumar, K., & Velraj, R. (2015). Optimization of biodiesel production from Manilkara zapota (L.) seed oil using Taguchi method. Fuel, 140, 90-96.
  • Mahamuni, N. N., & Adewuyi, Y. G. (2010). Application of Taguchi method to investigate the effects of process parameters on the transesterification of soybean oil using high frequency ultrasound. Energy & Fuels, 24(3), 2120-2126.
  • Martinez-Guerra, E., & Gude, V. G. (2015). Continuous and pulse sonication effects on transesterification of used vegetable oil. Energy Conversion and Management, 96, 268-276.
  • Martínez, N., Callejas, N., Morais, E. G., Costa, J. A. V., Jachmanián, I., & Vieitez, I. (2017). Obtaining biodiesel from microalgae oil using ultrasound-assisted in-situ alkaline transesterification. Fuel, 202, 512-519.
  • Mata, T. M., Cardoso, N., Ornelas, M., Neves, S., & Caetano, N. S. (2011). Evaluation of two purification methods of biodiesel from beef tallow, pork lard, and chicken fat. Energy & Fuels, 25(10), 4756-4762.
  • Mohod, A. V., Gogate, P. R., Viel, G., Firmino, P., & Giudici, R. (2017). Intensification of biodiesel production using hydrodynamic cavitation based on high speed homogenizer. Chemical Engineering Journal, 316, 751-757.
  • Nakayama, R. i., Imai, M., & Woodley, J. M. (2017). Ultrasound‐assisted production of biodiesel FAME from rapeseed oil in a novel two‐compartment reactor. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 92(3), 657-665.
  • Parida, S., Sahu, D. K., & Misra, P. K. (2016). A rapid ultrasound-assisted production of biodiesel from a mixture of Karanj and soybean oil. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 38(8), 1110-1116.
  • Sáez-Bastante, J., Pinzi, S., Arzamendi, G., De Castro, M. L., Priego-Capote, F., & Dorado, M. (2014). Influence of vegetable oil fatty acid composition on ultrasound-assisted synthesis of biodiesel. Fuel, 125, 183-191.
  • Sajjadi, B., Aziz, A. A., & Ibrahim, S. (2015). Mechanistic analysis of cavitation assisted transesterification on biodiesel characteristics. Ultrasonics sonochemistry, 22, 463-473.
  • Saravanakumar, A., Avinash, A., & Saravanakumar, R. (2016). Optimization of biodiesel production from Pungamia oil by Taguchi’s technique. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 38(17), 2524-2529.
  • Sasikumar, C., Balamurugan, K., Rajendran, S., & Naveenkumar, S. (2016). Process parameter optimization in jatropha methyl ester yield using taguchi technique. Materials and Manufacturing Processes, 31(6), 701-706.
  • Shinde, K., Nohair, B., & Kaliaguine, S. (2017). A Parametric Study of Biodiesel Production Under Ultrasounds. International Journal of Chemical Reactor Engineering, 15(1).
  • Teixeira, L. S., Assis, J. C., Mendonça, D. R., Santos, I. T., Guimarães, P. R., Pontes, L. A., & Teixeira, J. S. (2009). Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, 90(9), 1164-1166.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Taze Marul Örneklerinde Escherichia coli O157 ve Listeria monocytogenes Varlığının Belirlenmesi

Ulaş ACARÖZ, Recep KARA, Zeki GÜRLER, Ali SOYLU, Osman KÜÇÜKKURT

Farklı Partikül Boyutlarındaki Enginar Lifi İlavesinin Köfte Kalitesi Üzerine Etkisi

Osman SAĞDIÇ, Hülya ATASOY, Kübra ÖZKAN, Ayşe KARADAĞ

The Effect of Microbial Fertilization and Phosphorus Doses on the Chlorophyll Content of Sesame (Sesamum indicum L.)

Eray TÜLÜKÇÜ, Karim Tahirou Dan BANA

Akıllı Malzemelerin Hazırlanmasında Kullanılacak Amin Türevi Monomerlerin Sentez ve Karakterizasyonu

Yeliz ULAŞ

Yalın Üretim Tekniklerinden Değer Akış Haritalandırmanın Bir Metal İşleme Fabrikasında Süreç İyileştirme Amacıyla Uygulanması

Abdullah SEVGİLİ, Zahide Figen ANTMEN

Elazığ İli Kiraz Üretim Alanlarında Kiraz Sineği (Rhagoletis Cerasi L.) (Diptera:Tephritidae)'nin Doğaya Çıkış Zamanı, Populasyon Değişimi ve Bulaşıklık Oranını Belirlenmesi

Mehmet KAPLAN

İndiksiyon Motorun Mekanik Arıza Teşhisinde Makine Öğrenme Yöntemlerinin Kullanılması

Kadriye YILDIZ, Mehmet Recep MİNAZ

Nanopartiküllerin Çevre Mühendisliği Alanında Kullanımı ve Temel Laboratuvar Malzemeleri ile Gümüş Nanopartikül (AgNPs) Sentezi

Ertuğrul ESMERAY, Onur ÖZATA

DC Elektrikli Raylı Sistemler İçin Teknik ve Ekonomik Açıdan Verimlilik Analizi

Ahmet YILDIZ, Oktay ARIKAN

Kestane/Gürgen Talaşı Dolgulu Vinilester Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

İlyas KARTAL, Gülşah NAYCI, Halil DEMİRER