Optimization study of novel biodiesel production methods from chlorella protothecoides oil
Yeni metotlar ile chlorella protothecoides yağından biyodizel üretimi optimizasyonu çalışması
- Tez No: 432235
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DİDEM ÖZÇİMEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Dizel fiyatlarının ve çevre problemlerine yol açan sera gazı emisyonlarının giderek artmasından dolayı dizel motorlarda kullanılmak üzere alternatif yakıt olan biyodizele olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Mikroalgler, kolay yetiştirilebilmesi, üretkenliği ve yüksek yağ içeriğinden dolayı gelecek vadeden yeni nesil biyodizel hammaddesi olmuştur. Son zamanlarda mikroalglerden biyodizel eldesi çok fazla enerji ve çözücü kullanımı gerektiren geleneksel yöntemlerle yapılmıştır. Daha kısa sürede daha yüksek verimli, daha az enerji ve alkol gerektiren biyodizel eldesi için yeni metotların kullanılması gerekmektedir. Son yıllarda süperkritik, mikrodalga ve ultrasonik metotları gibi farklı alternatif yöntemler literatürde sunulmuştur. Bu çalışmada yeni metotlardan mikrodalga ve ultrasonik metotları ile yağ asidi metil ester üretimi yapılmıştır. Transesterifikasyon reaksiyonlarında hammadde olarak Chlorella protothecoides yağı, katalizör olarak potasyum hidroksit ve alkol olarak metanol kullanılmıştır. Reaksiyon parametrelerinde metanol:yağ oranı, katalizör:yağ oranı ve reaksiyon süresinin ürün verimliliği üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Mikrodalga yöntemi ile yapılan transesterleşme çalışmalarında en yüksek verim %1.5 KOH katalizör:yağ oranının 10 dakika reaksiyon süresi içerisinde 9:1 metanol:yağ oranı koşullarında elde edilmiştir. İstatistiksel analiz çalışmaları sonucunda reaksiyon süresi parametresinin diğerlerine göre en etkili parametre olduğu görülmüştür. Bu çalışma sonucunda yüksek verimli metil ester eldesinin kısa reaksiyon süresinde, verimli bir şekilde mikrodalga yardımı ile yapılabildiği ve bu metodun alglerden biyodizel üretimi maliyetlerinin azaltılmasında alternatif bir çözüm olabileceği görülmüştür. Benzer şekilde, ultrasonik metot ile en yüksek metil ester üretimi 9:1 metanol:yağ, %1.5 KOH katalizör:yağ oranı ve 40 dakika reaksiyon süresi koşullarında elde edilmiştir. İstatistiksel verilere göre katalizör:yağ oranın metil ester üretiminde diğer parametrelere göre en etkili parametre olduğu bulunmuştur. Bu sonuçlara göre ultrasonik yöntemle transesterifikasyonun daha ekonomik ve verimli olmasından dolayı biyodizel üretimine alternatif olabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
There is a growing interest in biodiesel as an alternative fuel for diesel engines because of the high oil prices and environmental issues related to massive greenhouse gas emissions. Due to its easy cultivation and productivity, and its high lipid content, microalgal biomass has become a promising biodiesel feedstock. Currently, microalgal biodiesel production is performed with traditional methods which consume a lot of energy and solvents. In order to achieve high yield of biodiesel product without causing more environmental problems, it is necessary to use an alternative method which can reduce the energy and alcohol consumption and shorten the reaction time. There are some researches uses various methods such as supercritical, microwave and ultrasonic assisted methods. In this study, transesterification step of biodiesel production is focused by using novel methods which are microwave assisted and ultrasonic assisted to produce fatty acid methyl esters. The transesterification reactions were performed by using Chlorella protothecoides oil as feedstock, methanol, and potassium hydroxide as the catalyst. Effects of reaction parameters such as methanol:oil ratio, catalyst/oil ratio and reaction time on conversion yields of biodiesel product were also studied.The highest methyl ester production by microwave assisted method was obtained with 1.5% KOH catalyst/oil ratio under the conditions of 9:1 methanol/oil molar ratio and 10 min reaction time. The analysis results show that reaction time is the most effective parameter among other parameters. The experimental results showed that high yield of methyl ester was obtained with microwave-assisted transesterification in a short reaction time, efficiently, and this method may be an alternative solution to decrease cost of algal biodiesel production. Similarly, the highest methyl ester production with ultrasonic assisted method was obtained under the conditions of 9:1 methanol/oil molar ratio, 1.5% KOH catalyst/oil ratio, and for reaction time of 40 minutes. It was also found that catalyst/oil molar ratio was the most effective parameter on methyl ester yield according to statistical data. The results showed that ultrasonic assisted transesterification may be an alternative way to produce biodiesel efficiently and cost effectively.
Benzer Tezler
- Kesikli proseste biyodizel üretiminin optimizasyonu ve en uygun teknikle üretilmesi
Optimization of transesterification of biodiesel in batch process and using best avaliable techniques in the production
MEHMET ÜNSAL
Doktora
Türkçe
2010
Kimya MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT KESKİNLER
- Integrated computational and experimental studies of microalgal lipids production
Birleştirilmiş deneysel ve programsal, mikroalglerden biodizel ve kimyasal üretimi çalışması
MESUT BEKİROĞULLARI
Doktora
İngilizce
2017
Kimya MühendisliğiThe University of ManchesterKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CONSTANTINOS THEODOROPOULOS
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Design and optimization of novel flow fields for pem fuel cells
Pem yakıt pilii için yeni̇ akış alanlarının tasarımı ve optimizasyonu
MOHAMMAD ZIAUDDIN CHOWDHURY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. BORA TİMURKUTLUK
- Kadmiyumun atıksu matriksinden uzaklaştırılması ve spinetoramın gıda matriksinde tayinine yönelik yenilikçi analitik yaklaşımların geliştirilmesi
Development of novel analytical methods for the removal of cadmium from waste water medium and the determination of spinetoram in food matrix
MÜNEVVER TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLTEN ÇETİN
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE