Ali KESKİN, Duran ALTIPARMAK, Metin GÜRÜ

Tall yağı biyodizelinin dizel yakıtı ile %90 oranındaki karışımının alternatif dizel yakıtı olarak incelenmesi

Bu çalışmada, kağıt fabrikalarında üretim esnasında yan ürün olarak ortaya çıkan tall yağından biyodizel üretimi ve bunun motor performans ve emisyonuna etkisi araştırılmıştır. Büyük oranda reçine ve yağ asitlerinden oluşan ham tall yağı distilasyon yöntemi ile reçine ve yağ asitlerine ayrılmıştır. Tall yağı yağ asitlerinden metil ester (Biyodizel) üretilip, fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Üretilen tall yağı biyodizelinin dizel yakıtı ile %90 oranındaki karışımı tek silindirli direkt püskürtmeli bir dizel motorunda tam yük şartlarında 1800-3200 devir/dakika aralığında performans ve emisyon testine tabii tutulmuştur. Dizel yakıtı değerlerine göre, karışım yakıtın tork ve güç değerlerinde sırasıyla %2,99 ve %2,94’e varan oranlar da azalmalar görülmüştür. Karışım yakıt ile motorun özgül yakıt tüketimi değerleri ortalama %7,63 oranında artış göstermiştir. Karışım yakıtın kullanımı ile CO emisyonu değerlerinde %35,44’e kadar, duman emisyonlarında ise %13,27’ye kadar varan azalmalar tespit edilmiştir. Ayrıca, $NO_x$ emisyonlarında %13,29 oranına varan artışlar görülmüştür.

Investigation of %90 blend of tall oil biodiesel fuel with diesel fuel as alternative diesel fuel

In this work, production of tall oil biodiesel and usability as alternative fuel for diesel engine were studied. Tall oil is a by-product in the pulp manufacturing by craft or sulphate pulping process. Fatty acids and resinic acids were distilled from crude tall oil by fractional distillation. Tall oil methyl ester (biodiesel) was produced from tall oil fatty acids. Blend of 90% tall oil biodiesel and 10% diesel fuel for test fuel was evaluated. It was tested between 1800 and 3200 rpm at full load-different engine speeds in a single cylinder direct injection diesel engine. According to diesel fuel value, torque and power output of the engine with blend fuel decreased by 2.99% and 2.94%, respectively. Average increasing of the blend fuel’s specific fuel consumption value was 7.63%. Using of tall oil biodiesel decreased emissions of CO (up to 35.44%) and smoke (up to 13.27%), however, emissions of $NO_x$ increased by 13.29%.

PDF

___

1. Keskin, A., “Tall Yağı Esaslı Biyodizel ve Yakıt Katkı Maddesi Üretimi ve Bunların Dizel Motor Performansı Üzerindeki Etkileri”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Ankara,2005.
2. İlkılıç, C. and Yücesu, H.S., “Investigation of the Effect of Sunflower Oil Methyl Esther on the Per- formance of a Diesel Engine”, Energy Sources, 27:1225 – 1234, 2005.
3. Wedel, R.V., “Technical handbook for Marine Biodiesel”, National Renewable Energy Laboratory, USA, 1999.
4. Kinast, J.A. “Production of Biodiesel From Multiple Feedstcks and Properties of Biodiesels and Biodiesel/Diesel Blends”, Final Report, NREL National Renewable Energy Laboratory, 2003.
5. Graboski, M. S. and McCormick, R. L., “Com bustion of Fat and Vegetable Oil Derived Fuels In Diesel Engines”, Pergamon, 24: 125-164 (1968).
6. Zheng, S., Kates, M., Dube, M.A., and McLean,D.D., “Acid-catalyzed Production of Biodiesel from Waste Frying Oil”, Biomass and Bioenergy, 30; 267-272.
7. Altın, R., “Bitkisel Yağların Dizel Motorlarında Yakıt Olarak Kullanılmasının Deneysel Olarak İncelenmesi”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Ankara, 1998.
8. Kalligeros, S., Zannikos, F., Stournas, S., Lois, E., Anastopoulos, G., Teas, C., and Sakellaropoulos,F., “An Investigation of Using Biodiesel/Marine Diesel Blends on the Performance of A Stationary Diesel Engine”, Biomass and Bioenergy, 24;141-149, 2003.
9. Silva, F.N., Prata, A.S., Teixeira, J.R., “Technical Feasibility Assessment of Oleic Sunflower Methyl Ester Utilisation in Diesel Bus Engines”, Energy Conversion and Management, 44 2857-2878, 2003.
10. Dorado, M.P., Ballesteros, E., Arnal, J. M., Gomez, J. and Lopez, F. J., “Exhaust Emission From A Diesel Engine Fuelled With Transesterified Waste Olive Oil”, Fuel, 82: 1311-1315, 2003.
11. Çetinkaya, M., Ulusoy, Y., Tekin, Y. and Karaosmanoğlu, F., “Engine and Winter Road Test Performances of Used Cooking Oil Originated Biodiesel”, Energy Conversion & Management,46: 1279-1291, 2005.
12. Ramadhas, A.S., Muraleedharan, C., and Jayaraj,C., “Performance and Emission Evaluation of A Diesel Engine Fueled Methyl Ester of Rubber Seed Oil”, Renewable Energy, 30; 1789–1800, 2005.
13. Sharma, R.K., and Bakhshi, N.N., “Upgrading of Tall Oil to Fuels and Chemicals Over HZSM-5 Catalyst Using Various Diluents”, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 69:1082-1086, 1991.
14. Drew, J. and Propst, M., “Tall Oil. Pulp Chemicals Association”, Pulp Chemicals Association, New York 65-70, 1981.
15. Sprules, F.J., and Price, D., “Production of Fatty Esters”, US Patent 2, 366-394 1950.
16. Freedman, B., Butterfield, R.O. and Pryde, E.H. “Transesterifıcation Kinetics of Soybean Oil”,JAOCS, 63: 1375-1380, 1986.
17. Van Gerpen, V,J., Shanks, B., Pruszko, R.,Clement, D. and Knothe, G., “Basics of Biodiesel Production”, Biodiesel Production Technology, NREL/SR-510-36244, Colorado, 1-22, 2004.
18. Altıparmak, D., Keskin, A., Koca, A., and Gürü, M.,“Alternative Fuel Properties of the Tall Oil Fatty Acids Methyl Ester-Diesel Fuel Blends”, Biore source Technology, 2006 (in pressed).
19. Haşimoğlu, C., Ciniviz, M., İçingür, Y., Özsert, İ., Salman, S., ve Parlak, A., “Düşük Isı Kayıplı Bir Dizel Motorunda Biyodizel Kullanımının Performans ve Emisyon Parametrelerine Etkisi”, 8. Uluslararası Yanma Sempozyumu, Ankara 283-293,2004.
20. Usta, N., Öztürk, E., Can, Ö., Conkur, E. S., Nas, S., Çon, A. H., Can, A. Ç. and Topçu, M., “Combustion of Biodiesel Fuel Produced From Hazelnut Soapstock/Waste Sunflower Oil Mixture In A Diesel Engine”, Energy Conversion & Management,46: 741-55, 2005.
21. Tyson, K. S., “Biodiesel Handling and Use Guidelines”, Report of National Renewable Energy Laboratory, NREL/TP-580-3004 U.S., 1-3, 2001.
22. Yamık, H., “Dizel Motorlarda Alternatif Yakıt Olarak Yağ Esterlerinin Kullanılma İmkanlarının Araştırılması” Doktora Tezi, Gazi Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 42-60, 71-142, 2002.
23. Win Lee, S., Herage, T., Young, B., “Emission Reduction Potential from the Combustion of Soy Methyl Ester Fuel Blended with Petroleum Distillate Fuel”, Fuel, 83:1607-1613, 2004.