بررسی اکسید کلسیم به عنوان کاتالیست هتروژن برای تولید بیودیزل از پسماندهای روغنهای سرخ کردنی رستوران
فصلنامه علمی پژوهشی بهداشت در عرصه,
دوره 7 شماره 3 (1398),
22 اسفند 2020
,
صفحه 1-11
https://doi.org/10.22037/jhf.v7i3.27804
چکیده
زمینه و اهداف: امروزه سوخت بیودیزل به عنوان یکی از منابع اصلی برای جایگزینی سوختهای فسیلی در حال تولید و مصرف در سراسر دنیا میباشد. هدف از این مطالعه بررسی تولید بیودیزل از پسماندهای روغنهای سرخ کردنی رستوران با استفاده از اکسید کلسیم تجاری به عنوان کاتالیست هتروژن میباشد.
مواد وروشها: در این مطالعه تجربی، اکسید کلسیم تجاری با روش کلسیناسیون در دمای 750 درجه سانتیگراد به مدت 5 ساعت در کوره الکتریکی با نرخ دمایی 10 درجه سانتیگراد بر دقیقه فعال گردید. پارامترهای عملیاتی برای تولید بیودیزل در حضور اکسید کلسیم به عنوان کاتالیست هتروژن شامل درصد وزنی کاتالیست، نسبت مولی متانول به روغن و زمان واکنش در سه سطح بررسی گردید. همچنین در کلیه مراحل پژوهش موازین اخلاقی رعایت شد و هیچگونه دخل و تصرفی از جانب محقق در مراحل انجام پژوهش صورت نگرفت.
یافتهها: شرایط بهینه برای تولید بیودیزل، نسبت مولی متانول به روغن 1/12، زمان واکنش 3 ساعت و درصد وزنی کاتالیست 2 در دمای 62 درجه سانتیگراد به دست آمده است. تحت شرایط بهینه، حداکثر راندمان تولید بیودیزل از پسماندهای روغنهای سرخ کردنی رستوران 22/1± 5/95 درصد به دست آمد.
نتیجهگیری: استفاده از اکسید کلسیم تجاری، راندمان بسیار بالایی برای تولید بیودیزل از پسماندهای روغنهای سرخ کردنی رستوران از خود نشان داده است. اکسید کلسیم میتواند به عنوان کاتالیستی بسیار موثر برای تولید بیودیزل مورد استفاده قرار گیرد.
- سوخت های زیستی
- اکسید کلسیم
- پسماندهای روغن های سرخ کردنی
- استفاده مجدد
ارجاع به مقاله
مراجع
- Mucino GG, Romero R, Ramírez A, Martínez SL, Baeza-Jiménez R, Natividad R. Biodiesel production from used cooking oil and sea sand as heterogeneous catalyst. Fuel 2014; 138:143-48.
- Vicente G, Martınez M, Aracil J. Integrated biodiesel production: A comparison of different homogeneous catalysts systems. Bioresource Technology 2004; 92(3):297-305.
- Zabeti M, Daud WMAW, Aroua MK. Optimization of the activity of CaO/Al2O3 catalyst for biodiesel production using response surface methodology. Applied Catalysis A: General 2009; 366(1):154-59.
- Liu H, shuang Guo H, jing Wang X, zhong Jiang J, Lin H, Han S, et al. Mixed and ground KBr-impregnated calcined snail shell and kaolin as solid base catalysts for biodiesel production. Renewable Energy 2016; 93:648-57.
- Li H, Niu S-l, Lu C-m, Cheng S-q. The stability evaluation of lime mud as transesterification catalyst in resisting CO2 and H2O for biodiesel production. Energy Conversion and Management 2015; 103: 57-65.
- Marinković DM, Stanković MV, Veličković AV, Avramović JM, Miladinović MR, Stamenković OO, et al. Calcium oxide as a promising heterogeneous catalyst for biodiesel production: Current state and perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2016; 56:1387-408.
- Zhang Y, Bao X, Ren G, Cai X, Li J. Analysing the status, obstacles and recommendations for WCOs of restaurants as biodiesel feedstocks in China from supply chain’perspectives. Resources, Conservation and Recycling 2012; 60:20-37.
- Fu Q, Song C, Kansha Y, Liu Y, Ishizuka M, Tsutsumi A. Energy saving in a biodiesel production process based on self-heat recuperation technology. Chemical Engineering Journal 2015; 278:556-62.
- Chhetri AB, Watts KC, Islam MR. Waste cooking oil as an alternate feedstock for biodiesel production. Energies 2008; 1(1):3-18.
- Doyle AM, Alismaeel ZT, Albayati TM, Abbas AS. High purity FAU-type zeolite catalysts from shale rock for biodiesel production. Fuel 2017; 199:394–402.
- Ortner ME, Müller W, Schneider I, Bockreis A. Environmental assessment of three different utilization paths of waste cooking oil from households. Resources, Conservation and Recycling 2016; 106:59-67.
- Hajjari M,Arjmand M, Tabatabaee M. Potentiol for the production of clean fueles. Proceedings of Fourth National Bioenergetics Congress 2013 Oct. 31; Tehran, Iran (In Persian).
- Ouanji F, Nachid M, Kacimi M, Liotta LF, Puleo F, Ziyad M. Small scale biodiesel synthesis from waste frying oil and crude methanol in Morocco. Chinese Journal of Chemical Engineering 2016; 24(9):1178-85.
- Berrios M, Martín M, Chica A, Martín A. Purification of biodiesel from used cooking oils. Applied Energy 2011; 88(11):3625-31.
- Bharathiraja B, Chakravarthy M, Kumar RR, Yuvaraj D, Jayamuthunagai J, Kumar RP, et al. Biodiesel production using chemical and biological methods–A review of process, catalyst, acyl acceptor, source and process variables. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2014; 38:368-82.
- Lam MK, Lee KT, Mohamed AR. Homogeneous, heterogeneous and enzymatic catalysis for transesterification of high free fatty acid oil (waste cooking oil) to biodiesel: A review. Biotechnology Advances. 2010; 28(4):500-18.
- Xie W, Yang X, Fan M. Novel solid base catalyst for biodiesel production: Mesoporous SBA-15 silica immobilized with 1, 3-dicyclohexyl-2-octylguanidine. Renewable Energy 2015; 80:230-37.
- Yi H, Xu G, Cheng H, Wang J, Wan Y, Chen H. An overview of utilization of steel slag. Procedia Environmental Sciences 2012; 16:791-801.
- Shan R, Zhao C, Lv P, Yuan H, Yao J. Catalytic applications of calcium rich waste materials for biodiesel: Current state and perspectives. Energy Conversion and Management 2016; 127:273-83.
- Tang Y, Xu J, Zhang J, Lu Y. Biodiesel production from vegetable oil by using modified CaO as solid basic catalysts. Journal of Cleaner Production 2013; 42:198-203.
- Li H, Niu S, Lu C, Li J. Calcium oxide functionalized with strontium as heterogeneous transesterification catalyst for biodiesel production. Fuel 2016; 176:63-71.
- Volli V, Purkait M. Selective preparation of zeolite X and A from flyash and its use as catalyst for biodiesel production. Journal of Hazardous Materials 2015; 297:101-11.
- Du L, Ding S, Li Z, Lv E, Lu J, Ding J. Transesterification of castor oil to biodiesel using NaY zeolite-supported La2O3 catalysts. Energy Conversion and Management 2018; 173:728-34.
- Kesić Ž, Lukić I, Brkić D, Rogan J, Zdujić M, Liu H, et al. Mechanochemical preparation and characterization of CaO• ZnO used as catalyst for biodiesel synthesis. Applied Catalysis A: General 2012; 427:58-65.
- Balakrishnan K, Olutoye M, Hameed B. Synthesis of methyl esters from waste cooking oil using construction waste material as solid base catalyst. Bioresource Technology 2013; 128:788-91.
- Wu H, Zhang J, Wei Q, Zheng J, Zhang J. Transesterification of soybean oil to biodiesel using zeolite supported CaO as strong base catalysts. Fuel Processing Technology 2013; 109:13-18.
- Vujicic D, Comic D, Zarubica A, Micic R, Boskovic G. Kinetics of biodiesel synthesis from sunflower oil over CaO heterogeneous catalyst. Fuel 2010; 89(8):2054-61.
- Maneerung T, Kawi S, Dai Y, Wang C-H. Sustainable biodiesel production via transesterification of waste cooking oil by using CaO catalysts prepared from chicken manure. Energy Conversion and Management 2016; 123:487-97.
- Mahdavi V, Monajemi A. Optimization of operational conditions for biodiesel production from cottonseed oil on CaO–MgO/Al2O3 solid base catalysts. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 2014; 45(5):2286-92.
- Thitsartarn W, Kawi S. An active and stable CaO–CeO 2 catalyst for transesterification of oil to biodiesel. Green Chemistry 2011; 13(12):3423-30.
- Ramos MJ, Casas A, Rodríguez L, Romero R, Perez A. Transesterification of sunflower oil over zeolites using different metal loading: A case of leaching and agglomeration studies. Applied Catalysis A: General 2008; 346(1-2):79-85.
- Shu Q, Yang B, Yuan H, Qing S, Zhu G. Synthesis of biodiesel from soybean oil and methanol catalyzed by zeolite beta modified with La3+. Catalysis Communications 2007; 8(12):2159-65.
- Liu X, He H, Wang Y, Zhu S, Piao X. Transesterification of soybean oil to biodiesel using CaO as a solid base catalyst. Fuel 2008; 87(2):216-21.
- Uprety BK, Chaiwong W, Ewelike C, Rakshit SK. Biodiesel production using heterogeneous catalysts including wood ash and the importance of enhancing byproduct glycerol purity. Energy Conversion and Management 2016; 115:191-99.
- Roschat W, Siritanon T, Yoosuk B, Promarak V. Biodiesel production from palm oil using hydrated lime-derived CaO as a low-cost basic heterogeneous catalyst. Energy Conversion and Management 2016; 108:459-67.
- Syazwani ON, Ibrahim ML, Kanda H, Goto M, Taufiq-Yap Y. Esterification of high free fatty acids in supercritical methanol using sulfated angel wing shells as catalyst. The Journal of Supercritical Fluids 2017; 124:1-9.
- Li F-J, Li H-Q, Wang L-G, Cao Y. Waste carbide slag as a solid base catalyst for effective synthesis of biodiesel via transesterification of soybean oil with methanol. Fuel Processing Technology 2015; 131:421-29.
- چکیده مشاهده شده: 330 بار