İçeriğe atla

Biyodizel üretimi

Biyodizel üretimi, transesterifikasyon ve esterifikasyonun kimyasal reaksiyonları yoluyla biyoyakıt, biyodizel üretme sürecidir. Bu, kısa zincirli alkollerle (tipik olarak metanol veya etanol) reaksiyona giren bitkisel veya hayvansal katı ve sıvı yağları içerir. Kullanılan alkoller düşük molekül ağırlıklı olmalıdır. Düşük maliyeti nedeniyle en çok kullanılan alkol etanol olmakla birlikte, metanol kullanılarak biyodizele daha fazla dönüşüm sağlanabilir. Transesterifikasyon reaksiyonu asitler veya bazlar ile katalize edilebilmesine rağmen, bazla katalize edilen reaksiyon daha yaygındır. Bu yol, bu asit katalizinden daha düşük reaksiyon sürelerine ve katalizör maliyetine sahiptir. Bununla birlikte, alkali kataliz, yağlarda bulunan hem suya hem de serbest yağ asitlerine karşı yüksek hassasiyet dezavantajına sahiptir.[1]

İşlem basamakları

Hammadde ön işleme

Biyodizel üretiminde kullanılan yaygın hammadde, sarı gres (geri dönüştürülmüş bitkisel yağ), "işlenmemiş" bitkisel yağ ve donyağıdır. Geri dönüştürülmüş yağ, pislik, kömürleşmiş yiyecekler ve su gibi pişirme, saklama ve kullanımdan kaynaklanan kirleri çıkarmak için işlenir. Saf yağlar rafine edilir, ancak gıda sınıfı seviyesinde değildir. Arıtma süreçleri değişiklik gösterse de, fosfolipitleri ve diğer bitki maddelerini uzaklaştırmak için zamk giderme işlemi yaygın olarak kullanılır.[2] Su, baz katalizli transesterifikasyon sırasında trigliseridlerin sabunlaşmasına neden olduğu için ayrıştırılır.

Temizlenmiş atık yağın bir numunesi daha sonra, bitkisel yağ numunesinde bulunan serbest yağ asitlerinin konsantrasyonunu belirlemek için standartlaştırılmış bir baz çözeltisinde titrasyon yoluyla test edilir. Asitler daha sonra ya çıkarılır (tipik olarak nötrleştirme yoluyla) ya da biyodizel (veya gliseridler) üretmek için esterleştirilir.

Tepkimeler

Baz katalizli transesterifikasyon, biyodizel sentezinde kullanılmak için lipidleri (katı ve sıvı yağlar) alkolle (tipik olarak metanol veya etanol) reaksiyona sokar. Bunun sonucunda yan ürün olarak gliserol de açığa çıkar. Reaksiyon ürünleri sadece biyodizeli değil aynı zamanda yan ürünler olan sabunu, gliserolü, fazla alkolü ve eser miktarda suyu da içerir. Standartları karşılamak için bu yan ürünlerin tümü kaldırılmalıdır, ancak kaldırma sırası sürece bağlıdır. Gliserol yoğunluğu, biyodizelinkinden daha fazladır ve bu özellik farkı, gliserol yan ürününün büyük kısmını ayırmak için kullanılmaktadır. Artık metanol tipik olarak damıtma yoluyla geri kazanılır ve yeniden kullanılır. Sabunlar çıkarılabilir veya asitlere dönüştürülebilir. Kalan su da yakıttan uzaklaştırılır.

Kaynakça

  1. ^ Anastopoulos, George; Zannikou, Ypatia; Stournas, Stamoulis; Kalligeros, Stamatis (2009). "Transesterification of Vegetable Oils with Ethanol and Characterization of the Key Fuel Properties of Ethyl Esters" https://doi.org/10.3390/en20200362
  2. ^ "Arşivlenmiş kopya". 21 Temmuz 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Ağustos 2020. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Sabun</span> Bir temizlik maddesi

Sabun, uzun zincirli organik yağ asitlerinin Na veya K tuzlarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Lipit</span> Katı ve sıvı yağ

Lipit, tüm canlıların yapısında bulunan temel organik bileşiklerden biridir. Lipitler, doymuş ve doymamış yağlar olarak ayrılır. Doymamış yağlar, oda sıcaklığında sıvı hâlde bulunan lipitler; doymuş yağlar ise oda sıcaklığında katı hâlde bulunan lipitlerdir. Biyolojik önemi olan lipitler için yağ asitleri, nötr lipitler (trigliserit), fosfolipitler ve steroitler örnek gösterilebilir. Lipitler, insan ve hayvanların temel besinleri arasında yer alır.

<span class="mw-page-title-main">Alkol</span> karbon atomuna doğrudan bir -OH grubunun bağlı olduğu organik bileşiklere verilen genel ad

Alkol, karbon atomuna doğrudan bir -OH (hidroksil) grubunun bağlı olduğu organik bileşiklere verilen genel ad. Genel formülü CnH2n+1OH olan mono alkoller, alkollerin önemli bir sınıfıdır. Bunlardan etanol (C2H5OH), alkollü içeceklerde bulunan türüdür. Genellikle alkol kelimesi ile etanol kastedilir ki yeni fermente olmuş birada etanol oranı %3-5 arasında iken şarapta %12-15 arasındadır.

Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Biyodizel</span>

Biyodizel, organik yağların baz ve alkolle karıştırılarak dizel yakıta çevrilmesi sonucu elde edilen ürün.

<span class="mw-page-title-main">Trigliserit</span>

Trigliserit ; gliserol (gliserin) ve üç yağ asidinden oluşan bir esterdir. Bitkisel ve hayvansal yağların ana bileşenidir.

Kimya ve biyokimyada, yağ asidi, genelde uzun, alifatik kuyruklu bir karboksilik asittir. Uzun karboksilik yağ asitlerinden 4 karbonlu ve daha uzun zincirlileri yağ asidi olarak sayılır; doğal yağları (trigliseritleri) oluşturan yağ asitlerinden söz ederken ise bunların en az 8 karbonlu olduğu varsayılabilir. Çoğu doğal yağ asitlerinin çift sayılı karbon atomu vardır, çünkü bunların biyolojik sentezlerinde iki karbon atomlu asetat kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Gliserin</span> Alkol

Gliserin, diğer adı gliserol olan, sıvı hâlde bulunan polar organik bir trihidroksi alkoldür. Hafifçe tatlı, zehirli olmayan bir sıvıdır. Su ve etanol ile karışır; asetonda çözünür.

<span class="mw-page-title-main">Ester</span>

Kimyada esterler, bir hidroksil grubundaki hidrojen atomunun bir organik grup (bu metinde R' olarak gösterilecektir) ile yer değiştirmiş olduğu organik bileşiklerdir. Hidrojenin bir H+ iyonu olarak ayrışabileceği -OH grubu olan bu tür asitlere oksijen asidi denir.

Bir digliserit veya diasilgliserol (DAG), bir gliserol molekülüne ester bağları ile kovalent bağlı iki yağ asidi zincirinden oluşmuş bir gliserittir. Bir örnek, sağdaki şekilde görülen 1-palmitoyl-2-oleoyl-gliserol'dur, bu molekülde palmitik asit ve oleik asitten meydana gelmiş yan zincirler bulunmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Etil asetat</span>

Etil asetat (sistematik adıyla etil etanoat, kısa yazımla EtOAc veya EA), CH3COOCH2CH3 formüllü bir organik bileşiktir. Bu renksiz sıvı bileşiğin bazı yapıştırıcılar ve oje gibi tatlı bir kokusu vardır. Zehirli değildir. Etil asetat, etanol ve asetik asitin esteri olup, sanayide güçlü bir çözücü olması nedeniyle sık üretilen bir maddedir. Yapıştırıcılar, ojeler, oje çıkarıcılar ve kahveden kafeinin çıkarılmasında sıklıkla kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Metil asetat</span>

MeOAc, asetik asit metil esteri ya da metil etanoat olarak da bilinen Metil asetat, formülü CH3COOCH3 olan karboksilli bir esterdir. Karakteristik olarak, bazı tutkallar ve oje çıkarıcıların hoş kokusunu anımsatan yanıcı bir sıvıdır. Metil asetat, zayıf polar ve lipofilik özellikte olduğundan bazen bir solvent olarak kullanılmaktadır. Ancak yakın akrabası olan etil asetat daha az toksik ve suda daha az çözündüğünden dolayı çok daha yaygın kullanılan bir çözücüdür. Metil asetat, oda sıcaklığındaki su içerisinde %25 kadar bir çözünürlüğe sahiptir. Yüksek sıcaklıktaki suda, çözünürlüğü çok daha yüksektir. Metil asetat kuvvetli sulu bazlar ya da sulu asitlerin mevcudiyetinde kararlı değildir.

<span class="mw-page-title-main">Sıvı yağları katılaştırma</span>

Katılaştırma, sıvı yağları katılaştırmak için kullanılan kimyasal bir yöntemdir. Bu işlem için genellikle Hidrojenasyon denilen yöntem kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">İzopropil alkol</span>

İzopropil alkol (IUPAC ismi: propan-2-ol), CH3CH(OH)CH3 (bazen i-PrOH şeklinde de temsil edilir) kimyasal formülüne sahip organik bileşik. Renksiz ve yanıcıdır. Güçlü bir kokusu vardır. Alkol karbon atomunun diğer iki karbon atomuna ve propil grubunun hidroksil grubuna bağlı olduğu bu bileşik -bazen (CH3)2CHOH şeklinde de gösterilir- ikincil alkolün en basit örneğidir. 1-propanol'ün yapısal izomeridir. Evsel ve endüstriyel alanda çeşitli kullanımları vardır.

<span class="mw-page-title-main">Çamaşır deterjanı</span>

Çamaşır deterjanı çamaşır yıkamak için eklenen bir tür deterjan veya temizlik maddesidir. En yaygın kullanılan leke çıkarma ürünlerinden biridir. Deterjan hâlâ toz halinde satılırken, sıvı deterjanlar 1950'lerde piyasaya sürülmesinden bu yana birçok ülkede büyük pazar paylarını almaktadır. El yıkama ve çamaşır makinesi için mevcuttur.

Metanol zehirlenmesi, metanolün yutma yoluyla bilerek ya da kazara vücuda alımı sonucu gerçekleşen olay. Bilerek vücuda metanol alımı intihar amaçlı ya da metanolle yapılmış sahte içkiler içerek gerçekleşmektedir. Çoğu zaman etanol sanılıp metanol içilmesi sonucu olarak da gerçekleşir. Metanolün 10 mililitresi körlüğe sebep olurken daha fazlası öldürür. Metanol zehirlenmesi panzehiri etanol ile ilk saatlerde durdurulabilir.

<span class="mw-page-title-main">Buz çözme</span>

Buz çözme, yani diğer adıyla anti Icıng yüzeydeki kar, buz veya donu temizleme işlemidir. Buzlanmayı önleme, sadece buzdan arınmakla kalmayan, aynı zamanda yüzeyde kalan ve belirli bir süre boyunca buzun yeniden oluşmasını geciktiren veya mekanik olarak çıkarmayı kolaylaştırmak için buzun yüzeye yapışmasını önleyen kimyasal maddelerin uygulanmasıdır.

Biyosentez, substratların canlı organizmalarda daha karmaşık ürünlere dönüştürüldüğü çok aşamalı, enzim katalizli bir süreçtir. Biyosentezde basit bileşikler modifiye edilir, diğer bileşiklere dönüştürülür veya makromoleküller oluşturmak üzere birleştirilir. Bu süreç genellikle metabolik yollardan oluşur. Bu biyosentetik yollardan bazıları tek bir hücresel organel içinde yer alırken diğerleri birden fazla hücresel organel içinde yer alan enzimleri içerir. Bu biyosentetik yolların örnekleri arasında çift katlı lipit katmanının bileşenlerinin ve nükleotidlerin üretimi yer alır. Biyosentez genellikle anabolizma ile eş anlamlıdır ve bazı durumlarda birbirinin yerine kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Koku çıkarma</span>

Koku çıkarma, damıtma, eleme gibi yöntemler kullanılarak hammaddelerden aromatik bileşiklerin ayırma işlemidir. Özütlerin sonuçları, özü çıkarılan üründeki mum miktarına bağlı olarak ya uçucu yağlar, konsantre ve kokulu uçucu yağlar ,yarı katı kütleler ya da bitkisel yağ'lardır. Bir dereceye kadar tüm bu teknikler hammaddelerin aromasından farklı aromalı öz üretme eğilimindedir. Özüt çıkarma işleminde ısı, kimyasal çözücüler veya oksijene maruz kalma, bazı aromatik bileşiklerin koku karakterini değiştirerek veya onları kokusuz hale getirerek yapay hale getirebilir ve özü alınan her aromatik bileşenin oranı farklı olabilir.

Metil <i>tert</i>-bütil eter

Metil tert-bütil eter (MTBE), yapısal formülü (CH
3
)
3
COCH
3
olan organik bir bileşiktir. MTBE suda biraz çözünebilen uçucu, yanıcı ve renksiz bir sıvıdır. Öncelikle yakıt katkı maddesi olarak kullanılan MTBE, oktan oranını ve vuruntu direncini artırmak ve istenmeyen emisyonları azaltmak için benzine karıştırılır.