Ayrıca reaksiyon kinetiği incelenmiş ve reaksiyonun yalancı homojen birinci dereceden kinetik modele uygunluğu gösterilmiştir.
📌 3 Maddede Bu Makale
🎯
Amaç & Hipotez:Biyodizel üretim sürecinde hammadde olarak atık yağ kaynaklarının kullanılabilmesi için esterifikasyon aşaması çoğunlukla gerekli olduğundan bitkisel ve hayvansal yağlarda en bol miktarda bulunan yağ asitlerinden biri olan oleik asit ile metanolün esterifikasyon reaksiyonunun yüksek asit konsantrasyonuna ve seçiciliğe sahip olan çevre dostu heterojen asidik iyon değiştirici reçinelerden biri olan Purolite CT169DR katalizörü varlığında parametrik incelemesi yapılmış ve sonuçta elde edilen oleik asit dönüşümleri hesaplanarak, %90,62 oleik asit dönüşümü ile reaksiyon için en uygun koşulların, oleik asit miktarı baz alınarak hesaplanmış ağırlıkça %9 katalizör miktarı, 6/1 metanol/oleik asit molar oranı ve 5 saatlik reaksiyon süresi olduğu bulunmuştur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Biyodizel üretim sürecinde hammadde olarak atık yağ kaynaklarının kullanılabilmesi için esterifikasyon aşaması çoğunlukla gerekli olduğundan bitkisel ve hayvansal yağlarda en bol miktarda bulunan yağ asitlerinden biri olan oleik asit ile metanolün esterifikasyon reaksiyonunun yüksek asit konsantrasyonuna ve seçiciliğe sahip olan çevre dostu heterojen asidik iyon değiştirici reçinelerden biri olan Purolite CT169DR katalizörü varlığında parametrik incelemesi yapılmış ve sonuçta elde edilen oleik asit dönüşümleri hesaplanarak, %90,62 oleik asit dönüşümü ile reaksiyon için en uygun koşulların, oleik asit miktarı baz alınarak hesaplanmış ağırlıkça %9 katalizör miktarı, 6/1 metanol/oleik asit molar oranı ve 5 saatlik reaksiyon süresi olduğu bulunmuştur.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca reaksiyon kinetiği incelenmiş ve reaksiyonun yalancı homojen birinci dereceden kinetik modele uygunluğu gösterilmiştir.
Biyodizel üretim sürecinde hammadde olarak atık yağ kaynaklarının kullanılabilmesi için esterifikasyon aşaması çoğunlukla gerekli olduğundan bitkisel ve hayvansal yağlarda en bol miktarda bulunan yağ asitlerinden biri olan oleik asit ile metanolün esterifikasyon reaksiyonunun yüksek asit konsantrasyonuna ve seçiciliğe sahip olan çevre dostu heterojen asidik iyon değiştirici reçinelerden biri olan Purolite CT169DR katalizörü varlığında parametrik incelemesi yapılmış ve sonuçta elde edilen oleik asit dönüşümleri hesaplanarak, %90,62 oleik asit dönüşümü ile reaksiyon için en uygun koşulların, oleik asit miktarı baz alınarak hesaplanmış ağırlıkça %9 katalizör miktarı, 6/1 metanol/oleik asit molar oranı ve 5 saatlik reaksiyon süresi olduğu bulunmuştur. Ayrıca reaksiyon kinetiği incelenmiş ve reaksiyonun yalancı homojen birinci dereceden kinetik modele uygunluğu gösterilmiştir.
Abstract
Esterification step is mostly necessary in order to use waste oils as a feedstock in the biodiesel production process. In this study oleic acid was preferred because it is one of the most abundant fatty acid in vegetable oils and animal fats. Parametric study of the esterification reaction of oleic acid and methanol was carried out in the presence of Purolite CT169DR catalyst which is one of the environmentally friendly heterogeneous acidic ion exchange resins with high acid concentration and high selectivity. According to obtained free fatty acid conversions, most suitable conditions with 90.62% oleic acid conversion for the esterification reaction were found as 9 wt. % catalyst amounts based on the weight of oleic acid, 6/1 methanol/oleic acid molar ratio and 5 hours reaction time. Additionally, reaction kinetics were examined and the suitability of the reaction to the pseudo-homogeneous first order model was proven.
Abidin, Z. S., Saha B., 2017, Environmentally Bening Biodiesel Production from Renewable Sources”, The Water-Feed- Energy Nexus: Processes, Technologies, and Challenges, CRC Press, 333-362.
Alhassani, M. H., Al-Jubouri, S. M., Noori, W. O., Al-Jendeel, H. A., 2018, “Esterification Reaction Kinetics Using Ion Exchange Resin Catalyst by Pseudo-Homogenous and Eley-Ridel Models”, International Journal of Engineering (IJE) IJE TRANSACTIONS B: Applications, Cilt 31, Sayı 8, ss. 1172-1179.
Ali, S. H., Tarakmah, A., Merchant, S. Q., Al-Sahhaf, T., 2007, “Synthesis of esters: Development of the rate expression for the Dowex 50 Wx8-400 catalyzed esterification of propionic acid with 1-propanol”, Chem. Eng. Sci., Cilt 62, Sayı 12, ss. 3197- 3217. Bai, H., Tian, J., Talifu, D., Okitsu, K., Abulizi, A., 2022, “Process optimization of esterification for deacidification in waste cooking oil: RSM approach and for biodiesel production assisted with ultrasonic and solvent”, Fuel, Cilt 318, 123697. Bamoharram, F. F., Heravi, M. M., Roshani, M., Jahangir, M., Gharib, A., 2006, “Preyssler catalyst, [NaP5W30O110]14−: A green, efficient and reusable catalyst for esterification of salicylic acid with aliphatic and benzylic alcohols”, Appl. Catal., A, Cilt 302, Sayı 1, ss. 42-47.
Banchero, M., Gozzelino, G., 2018, “A Simple Pseudo-Homogeneous Reversible Kinetic Model for the Esterification of Different Fatty Acids with Methanol in the Presence of Amberlyst-15” Energies, Cilt 11, Sayı 7, ss. 1843-1854.
Cao, M., Peng, L., Xie, Q., Xing, K., Lu, M., Ji, J., 2021, “Sulfonated Sargassum horneri carbon as solid acid catalyst to produce biodiesel via esterification”, Bioresource Technology, Cilt 324, 124614. Demirbas, A., 2008, “Comparison of transesterification methods for production of biodiesel from vegetable oils and fats”, Energy Convers. Manage., Cilt 49, ss. 125–130.
Diaz- Felix, W., Riley, M. R., Zimmt, W., Kazz, M., 2009, “Pretreatment of yellow grease for efficient production of fatty acid methyl esters” Biomass and Biorefinery, Cilt 33, Sayı 4, ss. 558-563.
Feng, Y., He, B., Cao, Y., Li, J., Liu, M., Yan, F., Liang, X., 2010, “Biodiesel Production using Cation-Exchange Resin as Heterogeneous Catalyst”, Bioresour. Technol., Cilt 101, Sayı 5, ss. 1518-1521.
Galia, A., Scialdone, O., Tortorici, E., 2011, “Transesterification of rapeseed oil over acid resins promoted by supercritical carbon dioxide”, J. of Supercritical Fluids, Cilt 56, ss. 186-193.