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

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design, construction and evaluation of a washing machine with water circulation system for agricultural tuber products

نویسندگان [English]

  • marziye ansari samani 1
  • Mahdi Ghasemi-Varnamkhasti 3
  • sajad rostami 3
  • rahim ebrahimi 4
1 M.Sc., Bio system mechanic, agricultural faculty, shahrekord univerity, shahrekord, Iran
2
3 Ph.D , Bio system mechanic, agricultural faculty, shahrekord univerity, shahrekord, Iran
4 Ph.D , Bio system mechanic, agricultural faculty, shahrekord univerity, shahrekord, Iran
چکیده [English]

In order to respond to the huge demand for energy and reduce the consumption of fossil fuels and reduce air pollution, the use of a green, clean and stable biofuel is the only alternative. When a suitable precursor and process is used in the production of biodiesel, its replacement as an alternative fuel becomes more certain. The aim of this study is to evaluate the combined jet plasma-ultrasonic reactor in biodiesel production. The use of plasma jet in the production of biodiesel is known as an advanced molecular decomposition process due to the use of strong electric fields in the transesterification process and has been the focus of researchers in recent years. Four factors: molar ratio of methanol to oil (1:4, 1:6, 1:8), catalyst concentration (0.75, 1, 1.25), time (30, 60 and 90 s) and ultrasonic power (100, 250 and 400 W) was investigated for biodiesel production in this combined system. Response surface methodology (RSM) was used to optimize the methyl ester content. In RSM optimization, the highest yield of biodiesel by the software was 93.82% in ultrasonic power of 395.76 W, molar ratio of 6.75, catalyst concentration of 0.96%w/w and reaction time of 79.58 s. The physical and chemical characteristics of the produced biodiesel were in accordance with the ASTM D6751 standard. In general, the results show that the biodiesel produced through this combined system saves time with the highest conversion efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ultrasound
  • Biodiesel production
  • Biofuel
  • Plasma jet
  • Transesterification