بیودیزل چگونه ساخته می‌شود؟

بیودیزل را میتوان از روغنهای گیاهی تازه و یا مستعمل و چربی حیوانات تولید کرد. این گازوئیل از منابع داخلی قابل تجدید بوجود می‌آید. این سوخت، قابل تجزیه بیولوژیکی است و هنگامیکه بعنوان یک جزء ترکیبی مورد استفاده قرار می‌گیرد، نیازمند حداقل تغییرات در موتور است و نسبت به گازوئیلی که جایگزینش می‌شود، سوختی پاک است.روغن‌های گیاهی می‌توانند برای تولید ترکیبات شیمیائی- که استر خوانده می‌شوند- ، با یک الکل (معمولاً متانول) ترکیب شوند. زمانیکه این استرها به منظور سوخت مورد استفاده قرار میگیرند،بیودیزل خوانده ‌شوند. گلیسیرول به عنوان یک محصول فرعی تولید می‌شود. اخیراً بیودیزل طی فرایندی با نام Transesterificationتولید‌شود.
در این فرآیند ابتدا روغن گیاهی( یا چربی حیوانی) از فیلتر عبور داده می‌شود، سپس برای از بین بردن اسیدهای چرب آزاد،با قلیا فرآیند می‌گردد؛ بعد با یک الکل (معمولاً متانول) و یک کاتالیزور (معمولاً هیدروکسید سدیم یا پتاسیم) ترکیب می‌شود. تری گلیسریدهای روغن برای تشکیل استرها و گلیسرول واکنش شیمیایی انجام می‌دهند و بعداً‌ از یکدیگر جدا شده و مورد تصفیه قرار می‌گیرند. بیشتر تمایلاتی که امروز برای تولید بیودیزل وجود دارد ناشی از ظرفیت بسیار بالای تولید سویا،تولیدات مازاد و کاهش قیمت‌ها است. متیل سویات، یا سوی دیزل که از واکنش متانول با روغن سویا حاصل می‌شود، اصلی‌ترین شکل بیودیزل در آمریکاست.
چربیهای بلااستفاده حیوانی و روغن سوخته ( که بعنوان ” شبه گریس“ شناخته می‌شوند) نیز منابع و ذخایر خوبی هستند. این منابع از روغن سویا ارزان‌ترند و به عنوان راهی برای کاهش هزینه‌های تامین مواد اولیه در نظر گرفته می‌شوند. بادام زمینی، پنبه دانه، گل آفتاب گردان و کنولا نیز از منابع روغنی دیگرند. استرهایی که از هر یک از این منابع ساخته شده‌اند گرچه شاید در میزان انرژی عدد ستان (مشابه اکتان بنزین) یا دیگر مشابهات فیزیکی کمی متفاوت باشند اما می‌توانند با موفقیت در موتورهای گازوئیلی مورد استفاده قرار گیرند.

بازاربیودیزل
بیودیزل سوختی تقریباً ناشناخته است و برای رسیدن به استفاده تجاری گسترده، باید از موانع گوناگونی بگذرد. این سوخت می‌بایست قبل از هرگونه ورود به بازار، بر موانع نظارتی فائق آید و قیمت آن نیز رقابتی تر شود.به نقل از سازمان سوخت‌های طبیعی آمریکا، با انگیزه بالای دولت، تولید بیودیزل از دانه‌های روغنی می‌تواند به حدود 2 میلیارد بشکه در سال برسد که این رقم حدود 8 درصد مصرف بزرگراهی گازوئیل در اوایل این قرن است. بیودیزل با بازار کنونی‌اش احتمالاً‌ به عنوان سوخت مورد استفاده در ناوگان اتوبوس و کامیون‌های سنگین لحاظ می‌شود ( که در ابتدا به صورت ترکیب با گازوئیل فسیلی با استاندارد 20 درصد است.) اخیراً، هر گالن متیل سویات بیش از 2 دلار قیمت دارد و قیمت آن با گازوئیل که 65 تا 70 سنت درگالن است رقابت می‌کند. هزینه‌های تامین مواد اولیه علت 90 درصد از هزینه‌های مستقیم تولیدند که هزینه سرمایه و برگشت سرمایه را نیز شامل می‌شوند به عنوان مثال، برای تولید یک گالن بیودیزل به 7،3 پوند روغن سویا نیاز داریم که قیمت آن حدود 20 سنت برای هر پوند است.بنابراین فقط هزینه‌های تامین مواد برای تولید هر گالن متیل سویات، حداقل 1،50 دلار است که این رقم بدون احتساب هزینه‌های بازاریابی است.
تلاش می‌شود که با توسعه گیاه‌های پیوندی سویا که دارای روغن بیشتری هستند، بتوان این هزینه‌ها را کاهش داد. برای مثال، دانه‌های سویا، حدودا 20 درصد روغن دارند در حالیکه دیگر دانه‌های روغنی دارای بیش از 50 درصد روغن‌اند. ذخیره روغن دانه‌های شلغم روغنی اروپا که مورد استفاده قرار می‌گیرند حدوداً 40 درصد است.

این سوخت می تواند بخش کشاورزی را نیز به تحرک وادارد . زیرا این سوخت از روغن های گیاهی به دست می آید ، پس با تولید آن نیاز بیشتری به کاشت دانه های گیاهی است که به اشتغالزایی در بخش کشاورزی کمک می کند . نکته مهم دیگر ، امکان استفاده مجدد از روغن های گیاهی سوخته برای تولید بیودیزل است . از روغن های سوخته که در بسیاری جاها از جمله اغذیه فروشی ها به مقدار زیاد استفاده و در پایان روز دور ریخته می شوند ، می توان در تولید بیودیزل استفاده کرد . یعنی همان کاری که اکنون در مورد روغن های صنعتی انجام می شود . در حال حاضر " واحدهای تصفیه روغن دوم " روغن های مورد استفاده قرار گرفته در خودروها را پس از خریداری با کمک برخی مواد افزودنی به روغنی قابل استفاده تبدیل می کنند . به این ترتیب نه تنها این روغن ها بازیافت می شوند ، بلکه از دور ریخته شدن آنها که آلودگی های زیست محیطی را در پی دارد ، جلوگیری می شود . مواد اولیه این سوخت نیز کاملاً در دسترس و قابل تهیه است . ضمن این که کشت دانه های روغنی و کارهای جنبی که در کنار آن ایجاد می شود ، مانند بسته بندی و عرضه و تبدیل آنها به سوخت اشتغالزایی را نیز به همراه دارد .

مزایای بیودیزل

برخی ازخصوصیات جالب بیودیزل عبارتند از:

پایه گیاهی دارند وباعث افزایش تولید co₂ که عامل مهم ایجادگازهای گلخانه ای هستند،نمیگردند.

وابستگی زیاد به نفت راکاهش میدهندوباعث ثبات اقتصادی بیشتری میگردند.

تجزیه پذیرند.

درمقایسه باسوخت دیزل دارای آلاینده های کمتری هستند.

تفاوت‌ها و امتیازات استفاده ازبیودیزل در مقایسه با گازوئیل:

 یکی از تفاوت‌های اساسی بین ترکیبات بیودیزل و دیزل در محتوای اکسیژن آنهاست. میزان اکسیژن موجود در دیزل صفر است درحالیکه بیودیزل حاوی 12-10 درصد وزنی اکسیژن است که باعث کاهش دانسیته انرژی وانتشار ذرات معلق می‌شود.

به علاوه میزان گوگرد موجود در بیودیزل حداکثر ppm 10 است که درصد آلایندگی آن نسبت به گازوییل مصرفی که حداقل حدود 50 ppm (گازوئیل اروپا) گوگرددارد به مراتب کمتر است و البته میزان گوگرد گازوئیل مصرفی ایران بیش از ppm 500 است.گوگرد موجود در سوخت در سیستم اگزوز موتور به اکسیدهای گوگرد و سپس بخشی ازآن به اسید سولفوریک تبدیل می‌شود.گازوئیل معمولا 40-20 درصدحجمی ترکیبات آروماتیک دارد که باعث افزایش انتشار آلاینده‌های مختلف می‌شود در حالی که بیودیزل اساسا عاری از آروماتیک‌هاست.

درگازوئیل هیچ پیونددوگانه(الکینی) وجود ندارد در حالی که در بیودیزل به دلیل وجود قابل ملاحظه محل‌های غیر اشباع، پایداری در مقابل اکسیداسیون کم می‌باشد. استفاده از بیودیزل دریک موتور گازوئیلی معمولی به کاهش اساسی هیدروکربن‌های نسوخته، منواکسید کربن وذرات معلق منجر می‌شود. با استفاده از این سوخت، از سهم کربن موجود در ذرات معلق هم کم می‌شود.افزایش ایمنی و کاهش بو و دوده تولیدی در هنگام استفاده و افزایش روانکاری موتور را از دیگر مزایای کاربردبیودیزل است. از طرف دیگر، میزان انرژی حاصل از سوختن واحد بیودیزل،33300کیلوکالری و میزان کالری ناشی گازویل حدود 24000 کیلوکالری است.

بیودیزل دارای خواص روغن‌‌کاری بهتر و عدد اکتان بالاتری نسبت به دیزل‌های پالایشگاهی است. بیودیزل بعلاوه پوسیدگی سیستم سوخت‌رسانی را کاهش می‌دهد، و درسطوح پایین و فشار بالا باعث افزایش عمر مفید سیستم سوخت رسانی می‌گردد. ارزش گرمایی بیودیزل حدود 37?27 MJ/L است. و این حدود 9 درصد کمتر از سوخت دیزل پالایشگاهی است که یک سوخت فسیلی محسوب می‌گردد.

منابع:

مقاله بررسی تأثیر سوخت گیاهی بیواتانول برچندویژگی مهم سوختی بنزین ، برات قبادیان - هادی رحیمی- امیدشاکری وامیدجلالی

مقاله تولیدبیودیزل ازروغنهای پسماندخوراکی ، برات قبادیان

مقاله تولید سوخت بیودیزل از روغن پسماند با استفاده از روش ترانس استریفیکاسیون، حسین باقرپور ، برات قبادیان ، تیمور توکلی، عباس محمدی، مهدی فیض اله نژاد ، علی زنوزی

مقاله مقایسه خصوصیات فیزیکی وشیمیایی متیل استرروغن سویا به عنوان بیودیزل باسوخت دیزل مرسوم درایران ، حمیدمشهدی میغانی،مرتضی الماسی،حسین باخدا،مهدی محسنی فر