پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

مدل‌سازی و بهینه‌سازی سامانه تولید بیودیزل پلاسمای سرد اتمسفری-فراصوت با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مرضیه انصاری سامانی 1
بهرام حسین زاده سامانی 2
مهدی قاسمی ورنامخواستی 3
سجاد رستمی 3
رحیم ابراهیمی 4
1 دانشجوی دکتری مکانیک بیوسیستم، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
2 دانشیار/ دانشگاه شهرکرد
3 هیات علمی (دانشیار)، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
4 هیات علمی (استاد تمام)، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
10.22034/jrmam.2023.14230.650
چکیده
به منظور پاسخگویی به تقاضای عظیم انرژی و کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و کاهش آلودگی هوا، استفاده از یک سوخت زیستی سبز، پاک و پایدار تنها جایگزین است. زمانی که از یک پیش ساز و فرآیند مناسب در تولید بیودیزل استفاده شود، جایگزینی آن به عنوان یک سوخت جایگزین قطعی‌تر می‌شود. هدف این مطالعه ارزیابی راکتور ترکیبی جت پلاسما - فراصوت در تولید بیودیزل است. استفاده از جت پلاسما در تولید بیودیزل به دلیل استفاده از میدان‌های الکتریکی قوی در فرآیند ترانس‌استریفیکاسیون به عنوان یک فرآیند تجزیه مولکولی پیشرفته در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است. چهار فاکتور نسبت مولی متانول به روغن (1:4، 1:6، 1:8)، درصد کاتالیزور (75/0، 1، 25/1)، زمان (30، 60 و 90 ثانیه) و توان فراصوت (100، 250 و 400 وات) برای تولید بیودیزل در این سامانه ترکیبی بررسی شد. روش سطح پاسخ (RSM) برای بهینه سازی محتوای متیل استر استفاده شد. در بهینه سازی RSM، بیشترین عملکرد بیودیزل 82/93 درصد در توان فراصوت 76/395 وات، نسبت مولی 75/6، درصد کاتالیست 96/0 درصد وزنی و زمان واکنش 58/79 ثانیه بود. مشخصات فیزیکی شیمیایی بیودیزل تولید شده مطابق با استاندارد ASTM D6751 است. به‌طور کلی، نتایج نشان می‌دهد بیودیزل تولید شده از طریق این سامانه ترکیبی، باعث صرفه‌جویی در زمان با بیشترین بازده تبدیل شده است.
کلیدواژه‌ها
فراصوت
تولید بیودیزل
سوخت زیستی
جت پلاسما
ترانس استریفیکاسیون
موضوعات