Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, keten tohumu yağından NaOH’un katalizör olarak kullanıldığı transesterifikasyon prosesi ile metil ester ve etil ester üretimi ve çalışma parametreleri klasik yöntem yardımıyla optimize edilmiştir. Katalizör kütlesi (%0,4-1,0 wt. NaOH), alkol:yağ molar oranı (3:1–9:1), reaksiyon sıcaklığı (30–60°C) ve reaksiyon süresi (30–75 dakika) gibi biyodizel verimi üzerindeki değişkenlerin etkilerini belirlemek için toplam 26 deney tasarlanmıştır. Metil esterin üretimi için optimum koşullar %0,60 NaOH wt., 6:1 metanol/yağ molar oranı, 60 °C reaksiyon sıcaklığı ve 60 dakika reaksiyon sıcaklığında %92,16 biyodizel verimi elde edilirken, etil ester üretiminde ise en yüksek verim %0,60 NaOH wt., 8:1 etanol/yağ molar oranı, 30 °C reaksiyon sıcaklığı ve 60 dakika reaksiyon sıcaklığında %89.83 biyodizel verimi ile sağlanmıştır. Optimal koşullarda üretilen metil ester ve etil ester hacim bazında kendi aralarında harmanlanmıştır. Saf biyodizeller, karışım biyodizeller ve saf dizel yakıtın yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değer gibi temel yakıt özellikleri ölçülmüştür. Karışımların yoğunluk, viskozite ve ısıl değerlerini tahmin etmek için genelleştirilmiş denklemler verilmiştir. Tüm karışımlar için yoğunluk, viskozite ve ısıl değerlerin ölçülen ve tahmin edilen değerleri arasında kayda değer bir uyum olduğu bulunmuştur. Sonuçlara göre, yakıt karışımındaki metil ester konsantrasyonunun artmasıyla karışımların yoğunluğu ve viskoziteleri artmış, etil ester konsantrasyonunun artmasıyla ise karışımların ısıl değerinin artış gösterdiği tespit edilmiştir. Keten tohumu yağından optimize edilen saf biyodizeller ve biyodizel karışımların bu özellikleri ASTM D6571 ve EN 14214 biyodizel standartlarını karşılamaktadır. Bu yakıtların dizel motorlar için nitelikli bir yakıt olarak kullanılabileceği ifade edilebilir.