ÇANAKKALE BOĞAZINDAKİ CHLOROPHYTA ENTEROMORPHA YOSUNUNDAN POTASYUM HİDROKSİT DESTEKLİ KATALİZÖR VARLIĞINDA BİYODİZEL ELDESİ

Transkript

1 TÜBİTAK-BİDEB KİMYAGERLİK, KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ VE KİMYA MÜHENDİSLİĞİ KİMYA LİSANS ÖĞRENCİLERİ ARAŞTIRMA PROJESİ EĞİTİMİ ÇALIŞTAYI (KİMYA-2 ÇALIŞTAY 2011) ÇANAKKALE BOĞAZINDAKİ CHLOROPHYTA ENTEROMORPHA YOSUNUNDAN POTASYUM HİDROKSİT DESTEKLİ KATALİZÖR VARLIĞINDA BİYODİZEL ELDESİ SELİN CİMOK GAMZE KARAGÜNLİ ÖMER ERDOĞAN Kimya Bölümü Kimya Müh. Ve Çevre Müh. Kimya Öğretmenliği Prof.Dr.Handan GÜLCE PROJE DANIŞMANLARI Doç.Dr.Cahit AKGÜL KEPEZ/ÇANAKKALE TEMMUZ-2011

2 GRUP ALTERNATİF YOSUN

3 ÇALIŞMANIN AMACI Bu çalışmada Çanakkale boğazındaki chlorophyta enteromorpha yosunundan potasyum hidroksit destekli katalizör varlığında biyodizel eldesi amaçlanmıştır.

4 PROJENİN HEDEFLERİ 21. yüzyıl sonlarında yaşanan enerji krizleri ve petrol rezervlerinin azalması farklı alternatif yakıt arayışları konusunda çalışmaları hızlandırmıştır.bu nedenle bitkisel yağlardan biyodizel eldesine yönelinmiştir. Toprak ürünlerine göre daha fazla yağ içeren yosun biyoyakıt elde edilmesinde kullanılmıştır. Bu amaçla en ucuz bitkisel yağ olan yosun yağından biyodizel eldesi bu projenin temel hedefidir.

5 YOSUNUN DİĞER BİYODİZEL KAYNAKLARINA GÖRE ÜSTÜNLÜĞÜ Yosun, hem ucuz hem de temiz bir enerji kaynağıdır. Yosunun bir üstünlüğü çok küçük alanlarda bile büyük bir hızla çoğalabilmesidir. Ayrıca çoğalmaları için verimli topraklara ihtiyacı yoktur. Küçük göletlerde gelişebildiği gibi çöl koşullarına uyum sağlar; çevreye karbon dioksit saçan enerji santralarının çevresinde, naylon torbaların ve tankların içinde de yetiştirilebilir.

6 DENEYSEL YÖNTEMLER Numunenin Hazırlanışı 1. Su yosunları bol suyla dezenfekte edildi. 2. Yosunlar etüvde 80 O C de 2 saatte kurutuldu. 3. Kurutulan yosunlar havan yardımıyla küçük parçacıklara ayrıldı ve elekten geçirildi. 4. Son olarak da yosunların çapları öğütülerek istenilen boyutta yosun tozu elde edildi.

7 KATı-SıVı EKSTRAKSIYONU Uygun çözücü olarak 300 ml n-hekzan alındı ve cam balona koyularak 4 saat reflux edildi. Bu işlem sonucunda yosun örneğindeki organik maddeler n-hekzan çözücüsüne geçti.

8 4 saat sonunda sistem sökülerek evapore edildi.evaporasyon sonunda sarı renkte yağımsı sıvı elde edildi.

9 C-O-C gerilme titreşimleri alifatik, C-H gerilme titreşimleri Estere ait C=O Gerilme Titreşimleri

10 ESTERLEŞME İŞLEMİ 200 ml metil alkol ve 5 gr potasyum hidroksit 20 C sıcaklıkta karıştırılarak katalizörün metil alkol içerisinde çözülmesi sağlandı. Bu karışım 50 C sıcaklıktaki yosun özütü içerisine ilave edildi ve bir saat süreyle 60 C sabit sıcaklıkta karıştırıldı. Metil esterin yerine potasyum karboksilat tuzu oluştuğunu gözlemlendi.

11 Potasyum karboksilat tuzu sıvı fazdan süzülerek ayrıldı.

12 K + O - O C (CH 2 )n--ch 3 oluştuğu düşünülen karboksilik asit tuzu K + O - O C (CH 2 )n--ch CH 3 OH H 2 SO 4 O K 2 SO HO C (CH 2 )n--ch 3 O 3 HO C (CH 2 )n--ch 3 + CH 3 OH KOH H 3 C O O C (CH 2 )n--ch 3 elde edilemedi

13 C-H gerilimleri Karboksilat tuzuna ait C=O gerilme titreşimleri

14 Bu beklenmedik sonuçtan, sonra potasyum karboksilat tuzunu serbest yağ asidine dönüştürmek için, potasyum karboksilat tuzu H 2 SO 4 (1 ml) katalizörü eşliğinde metanol (15 ml) 1,5 saat reflux edildi.

15 Bu reaksiyon sonucunda potasyum karboksilat tuzundan serbest yağ asidi oluştu.

16 O-H gerilme titreşimleri Karboksilli aaite ait C=O Gerilme Titreşimleri

17 Bundan sonraki aşamada oluşan serbest yağ asidi KOH (5 g) katalizörlüğünde metanol (200mL) ilavesiyle metil esterine dönüştürülmeye çalışılmıştır. Fakat metil esteri elde edilememiştir.

18 SONUÇLAR VE DEĞERLENDİRME 1.)Çanakkale boğazındaki chlorophyta enteromorpha yosunundan alınan örnekte yapılan araştırma çalışmaları sonucu yeterli miktarda yağ elde edilemediğinden verimli bir esterleşme reaksiyonu gerçekleşememiştir. 2.) Chlorophyta enteromorpha türüne ait yosun için daha önce yapılan biyodizel eldesi çalışmaları olmadığından, bu yosundan elde edilen yağın esterleşmesiyle ilgili literatürde yeterli bilgi bulunamamıştır. Bu nedenle az da olsa elde etmiş olduğumuz yağın molekül formülü tam olarak bilinmediğinden eklenen katalizör miktarında oranın tutturulamadığı sonucuna varılmış bu sebepten dolayı biyodizel elde edilememiştir.

19 KAYNAKLAR Yosun, geleceğin alternatif enerji kaynağı,erişim Temmuz 25,2011 Web: Machacon H. T. C., Matsumoto Y., Ohkawara C., Shiga S., Karasawa T., Nakamura H., The effect of coconut oil and diesel fuel blends on diesel engine performance and exhaust emissions, JSAE Review 22 (2001) Ma F., Hanna M. A., Biodiesel production: a review, Bioresource Technology 70 (1999) Canakcı M, The potential of restaurant waste lipids as biodiesel feedstocks, Bioresource Technology, Volume 98, Issue 1, January 2007, Pages Yavuz H. Aksoy F., Bayrakçeken H., Baydır S.A., Değişik Bitkisel Yağ Metil Esterlerinin Üretilmesi, Fiziksel Ve Kimyasal Özelliklerinin Karşılaştırılması Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2008 (2) Yıldız, A. 2007, Bazı Ağır Metallerle Sikloheksan Karboksilat ve Abietat Sentezi ve Özelliklerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Trakya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Edirne.

20 Çalıştay koordinatörü, sunuları ve çalışmalarıyla bizleri aydınlatan başta Prof. Dr. Mehmet AY olmak üzere tüm çalıştay ekibine ve Grup Anti ye TEŞEKKÜR EDERİZ.