PROJE EKİBİ Aysel ÇAĞLAR Şerife ÖLMEZKAYA Yıldıray ALDEMİR. PROJE DANIŞMANLARI Prof. Dr. Mehmet AY Prof. Dr. Ahmet SARI

Transkript

1 TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri Kimyagerlik,Kimya öğretmenliği, Kimya mühendisliği Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-2 ÇALIŞTAY 2010 PROJE EKİBİ Aysel ÇAĞLAR Şerife ÖLMEZKAYA Yıldıray ALDEMİR PROJE DANIŞMANLARI Prof. Dr. Mehmet AY Prof. Dr. Ahmet SARI

2

3 Projenin Amacı: Kanola yağından transeserifkasyon yöntemi ile NaOH, KOH, Al 2 O 3,ZnO katalizörleri farklı oranları kullanılarak elde edilen biyodizelin verimi ve kalori değeri açısından en uygun olanının araştırılması.

4

5

6 Projenin Hedefleri: 1. Benzin ve Dizelin cok pahalı oldugu ülkelerde örneğin Türkiye gibi alternatif yakıt olarak kullanılarak rekabetin arttırılması ve akaryakıt fiyatlarında düşüş saglamasında büyük rol oynaması. 2. Küçük işletmelerde ve evlerde lokal olarak üretiminin verim artışı sağlamanın mümkün olduğunun gösterilmesi. 3. Daha kaliteli, daha verimli ve daha az maliyetli biyodizel üretimin yönteminin geliştirilmesine katkıda bulunulması.

7 Biyodizel nedir? Kolza (kanola), ayçiçek, soya, aspir gibi yağlı tohum bitkilerinden elde edilen yağların veya hayvansal yağların bir katalizör eşliğinde kısa zincirli bir alkol ile (metanol veya etanol ) reaksiyonu sonucunda açığa çıkan ve yakıt olarak kullanılan bir üründür.

8 Trans Esterleşme Reaksiyonu

9 Deneyde Kullanılan Kimyasallar: Doymamış yağ (Kanola Yağı) Metil alkol NaOH, KOH, Al 2 O 3,ZnO (Katalizörler)

10 Biyodizel Üretiminde Transesterifkasyon Yöntemi:

11 Transesterifkasyon Yönteminin Aşamaları: I. Metoksit çözeltilerin hazırlanışı : Standart çözelti(metoksit): 36 ml metil alkolle 1 g NaOH katılarak çözünene kadar karıştırıldı. 1.çözelti: 36 ml metil alkolle 0.8 g NaOH ve 0.2 g ZnO katalizörleri katılarak karıştırıldı. 2. çözelti: 36 ml metil alkolle 0.6 g NaOH, 0.2g Al 2 O 3 ve 0.2 g ZnO katalizörleri katılarak karıştırıldı. 3. çözelti: 0.6 g NaOH, 0.1g KOH, 0.15 g Al2O3 ve ZnO g 0.15g katalizörleri katılarak karıştırıldı. 1

12 Transesterifkasyon Yönteminin Aşamaları: II. Yağ ile metoksit çözeltilerinin karıştırılması: Elde edilen çözeltilere 200 ml kanola yağı eklendi, oluşan karışımlar geri soğutucu altında 60 o C de yaklaşık 1.5 saat süreyle ısıtıldı.

13 2 3

14 Transesterifkasyon Yönteminin Aşamaları: 3. Dinlendirme ve ayırma: Oluşan ürünler 8 saat ayırma hünisinde dinlendirildi, üsteki faz biyodizel ile alttaki faz gliserin birbirinden ayrıldı.

15 Transesterifkasyon Yönteminin Aşamaları: Oluşan biyodizelin analizi: 4 farklı katalizörle elde ettiğimiz biyodizellerin ağırlık ve hacmi bulundu. Elde edilen sonuçlara göre verim hesaplandı.1 g lık numune alınarak kalorimetre bombası cihazinda kalori değerlerine bakıldı.

16

17

18 Sonuçlar: Tablo 1 1.karışım 2.karışım 3.karışım 4.karışım KATALİZÖR LER( g) 1 g NaOH 0.8 g NaOH+0.2g ZnO 0.6 g NaOH+0.2g Al2O3+0.2 g ZnO 0.6 gnaoh+0.15 g Al2O g ZnO+0.1 g KOH Yağ /alkol 5:1 5:1 5:1 5:1 Kütle (g) Hacim (ml) Yoğunluk(g / ml) Verim(%) kalori (cal/g)

19 Grafik 1: karışım -% verim grafiği % verim

20 Grafik 2: karışım Kalori grafiği

21 Tablo 2: farklı katalizörlerin farklı kriterlerindeki verimleri: Katalizör Yağ/alkol Verim (%) Sıcaklık(TC) Zaman(h) Literatür NaOH 3: [7] NaOH 12:1 % [7] KOH 3: [8] KOH 3: [8] ZnO [9] NaOH+Al2O3 9: [10]

22 Sonuçların değerlendirilmesi ve öneriler: Deney verilerinden elde edilen sonuçlara göre en fazla verimi sağlayan katalizör NaOH olduğu belirlenmiştir. Bu sonuç literatürdeki değerlere uygundur. Verim değerlendirmemizde NaOH li karışımı standart kabul edelim g NaOH g ZnO kullanılarak hazırladığımız karışım verimi %92 elde edilen kalori değeri ise standart katalizöre göre daha fazla çıkmıştır.sonuç olarak ilk uyguladığımız bu katalizör karışımı kalori bakımından kullanıma daha uygundur. Verim bakımından karşılaştırdığımızda da çok fazla kayıp olmadığı görülmektedir g NaOH g Al 2 O g ZnO kullanılarak hazırladığımız karışım verimi %85,elde edilen kalori değeri ise standart katalizöre göre yaklaşık aynı çıkmıştır. Verim düşmesine Al 2 O 3 neden olduğu ve ortam koşullarının uygun olmaması neden olabilir g NaOH g Al2O g ZnO+0.1 g KOH kullanılarak hazırladığımız karışım verimi %93 çıkmıştır. Kalori değeri de standart alınan katalizöre yakın bir değerde çıkmıştır. Bu sonuç bize ilk defa denenmiş olan katalizör karışımının başarılı olduğunu göstermektedir.

23 SIKILMADAN DİNLEDİĞİNİZ İÇİN

24 Kaynaklar: Supported CaOCatalystsUsed in thetransesterification of RapeseedOilforthePurpose of BiodieselProduction (Shuli Yan, Houfang Lu, Bin Liang),College of chemicalengineering, SichuanUniversity, Chendu,Çin,27 Ocak 2007 kabul,21 Eylül 2007 RevisedManuscript 3.Brito A.,Borges M. E., Arvelo R., Garcia F., Diaz M. C., andotero N.; Reuse of friedoiltoobtainbiodiesel: zeolites Y as a catalyst ; InternatıonalJournal Of ChemıcalReactorEngıneerıngArticle, A1004: 5 (2007). 4.Shibasaki-Kitakawa N., Honda H., Kuribayashi H., Toda T., Fukumura T. andyonemoto T., Biodieselproductionusinganionicion-exchangeresin as heterogeneouscatalyst, BioresourceTechnology, 98 (2): (2007). 5.Lotero E.,Goodwin J.G., JR., Bruce A., Suwannakarn K, Liu Y., Lopez E., Thecatalysis of biodieselsynthesis, Catalysis, 19: 41-8 (2006). 6.Marchetti J.M, Miguel V.U, Errazu A.F., Possiblemethodsforbiodieselproduction, RenewableandSustainableEnergyReviews, 11: (2007). 7.Fangrui, M.,andMilford, A., Biodieselproduction: a review, BioresourceTechnology, 70: 1-15 (1999). 8.Ġnternet: TürkiyeninBiyoyakıtPortalı Biyodizel (2008). 9.Demirbas A., Biodieselproductionvianon-catalytic SCF methodandbiodieselfuelcharacteristics, Energy Conversion and Management, 47: (2006). 10. Tezer E., Biyoyakıtlar ve Otomotiv Sanayi, Biyoyakıtlar ve Biyoyakıt Teknolojileri Sempozyumu, Bildiriler kitabı, Ankara, 144 (2007).