AI Summary & Key Takeaways
AI InsightAccording to the results, it is found that the refined sunflower transesterification is completed at the end of the 5 minutes by using microwave heating system, however the biodiesel having desired ester content level can not be produced even in 60 minutes, and longer reaction times are needed in order to complete the reaction by using conventional heating system.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Transesterification, which is a chemical reaction, is the most commonly used method in biodiesel production. It is known that in transesterification reactions, using microwave heating system increases the reaction rate and efficiency in comparison with the conventional systems. According to the literature review, it is seen that biodiesel productions using microwave technology are limited only with the laboratory scales, and no pilot or large scale productions have not been realized yet. In this study, pilot scaled biodiesels are produced from refined and waste sunflower oils with base-catalyzed transesterification method under microwave irradiation by using the designed and manufactured microwave assisted reactor. In the experiments, under constant reaction conditions (6: 1 molar methanol:oil, 1.0% KOH (mKOH/myağ), 60 ºC), the effect of the reaction time on the transesterification completion rate and the main biodiesel properties are examined. In addition, the biodiesel samples are produced from refined sunflower oil both with the microwave system and conventional heating system (by electric resistance) which is located in the reactor, thus a clear comparison of the two methods is obtained. According to the results, it is found that the refined sunflower transesterification is completed at the end of the 5 minutes by using microwave heating system, however the biodiesel having desired ester content level can not be produced even in 60 minutes, and longer reaction times are needed in order to complete the reaction by using conventional heating system. It is also observed that with the use of waste sunflower oil, under the defined reaction conditions, the conversion at the desired level cannot be achieved, however the methyl esters can be obtained in a much shorter time and in a higher efficiency than the similar conventional transesterification reactions existing in the literature.
Özet
Kimyasal bir reaksiyon olan transesterifikasyon, biyodizel üretiminde en yaygın kullanılan yöntemdir. Mikrodalga ısıtma sistemi kullanılarak gerçekleştirilen transesterifikasyon reaksiyonlarında, konvansiyonel sistemlere kıyasla büyük oranda hız ve verim artışı sağlandığı bilinmektedir. Yapılan literatür taramasında, mikrodalga teknolojisi ile gerçekleştirilen biyodizel üretimlerinin yalnızca laboratuvar ölçeklerinde sınırlı kaldığı, henüz pilot ya da büyük ölçekte bir üretimin gerçekleştirilemediği görülmüştür. Bu çalışmada; tasarlanıp imal edilen mikrodalga destekli biyodizel reaktörü kullanılarak, bazik transesterifikasyon yöntemi ile mikrodalga ışıma altında rafine ve atık ayçiçek yağlarından pilot ölçekte biyodizeller üretilmiştir. Deneylerde sabit reaksiyon koşulları (6:1 molar metanol:yağ, %1.0 KOH (mKOH/myağ), 60⁰C) altında reaksiyon süresinin transesterifikasyon tamamlanma oranı ve temel biyodizel özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ayrıca, rafine ayçiçek yağından hem mikrodalga ışıma altında, hem de reaktördeki konvansiyonel ısıtma sistemi (elektrikli rezistans) kullanılarak biyodizel numuneleri üretilmiş, böylece iki metodun net olarak kıyaslanması sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; mikrodalga ısıtma sistemi kullanımında rafine ayçiçek yağı transesterifikasyonun 5 dakika sonunda tamamlandığı, konvansiyonel ısıtma sistemi kullanımında ise 60 dakika sonunda dahi yeterli ester içeriğine sahip biyodizelin üretilemediği ve reaksiyonun tamamlanabilmesi için daha uzun reaksiyon sürelerine ihtiyaç duyulduğu tespit edilmiştir. Atık ayçiçek yağı kullanımında ise belirlenen reaksiyon koşullarında istenen düzeyde dönüşümünün sağlanamadığı, ancak literatürdeki benzer konvansiyonel transesterifikasyon reaksiyonlarına göre çok daha kısa sürede ve daha yüksek verimle metil ester elde edilebildiği gözlemlenmiştir.