Biyodizeldeki Suyun Reçine ile Uzaklaştırılması: Adsorpsiyon İzotermi, Kinetiği ve Termodinamik İncelemesi
Öz
Fosil kökenli yakıtların kullanımına ilişkin ciddi çevresel kaygılar, her geçen gün alternatif temiz yakıtlara olan ilgiyi artırmaktadır. Biyodizel, uygun bir katalizör eşliğinde, bir alkolle trigliseritlerin transesterifikasyonu yoluyla üretilen, temiz, biyolojik olarak bozulabilen, toksik olmayan ve yenilenebilir bir yakıttır. Biyodizel üretimi sırasında, yan ürün olarak oluşan gliserin ayrıldıktan sonra, ham biyodizelin belli uluslararası yakıt standartlarını (EN 14214 ya da ASTM D6751) karşılaması için saflaştırılması gerekir. Biyodizelde safsızlıkların varlığı, sadece motor performansını önemli ölçüde etkilemekle kalmaz, aynı zamanda onun kullanımı ve depolanmasını da zorlaştırır. Bu nedenle ham biyodizelin saflaştırılması bir zorunluluk olarak karşımıza çıkar. Ham biyodizeli saflaştırmak için, hem ıslak hem de kuru yıkama yapılabilmesine rağmen, genellikle kullanılan yöntem ıslak yıkama (su ile yıkama) yöntemidir. Ancak bu yöntemde kullanılan suyun, biyodizelden çok iyi uzaklaştırılması gerekir. Biyodizel üretimi için yağların geleneksel transesterifikasyonunda, su her zaman olumsuz etkiler yaratır. Biyodizeldeki suyun varlığı, sabun oluşumuna neden olur, katalizörü tüketir, katalizörün etkinliğini azaltır ve bunların tümü düşük dönüşüme neden olur. Ayrıca üretilen yakıtın kalitesini de olumsuz etkiler.
Bu çalışmada, biyodizeldeki suyun, katyonik Dowex
HCR-S iyon değiştirici reçine ile adsorpsiyon mekanizması çalışılmış ve prosesin adsorpsiyon dengesi,
adsorpsiyon kinetiği ve adsorpsiyon termodinamiği incelenmiştir. Bu kapsamda
Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermleri denenmiş ve
deneysel verilere en uygun izotermin, R2 değeri 0.997 olan Langmuir
izotermi olduğu bulunmuştur. Ayrıca, maksimum adsorpsiyon kapasitesi, 53.48 mg
g-1 olarak tespit edilmiştir. Kinetik verilerin analizleri, yalancı
birinci mertebe ve yalancı ikinci mertebe kinetik modelleri kullanılarak
yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, adsorplama prosesinin, yalancı ikinci
mertebe kinetik modele en iyi uyduğunu göstermiştir. Çalışmada, ayrıca
adsorpsiyon termodinamiği de incelenmiştir. Buna göre, adsorpsiyon prosesinin
kendiliğinden gerçekleştiği (∆Go < 0) ve ekzotermik olduğu (∆Ho
< 0) belirlenmiş ve Dowex HCR-S katyonik reçinenin
biyodizelden su adsorpsiyonu için, uygun bir adsorbent olduğuna karar
verilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Alves, M.J., Cavalcanti, I.V., Resende, M.M., Cardoso, V.L., Reis, M.H. (2016). Biodiesel dry purification with sugarcane bagasse, Industrial Crops and Products, 89, 119-127.
- Andrei, M. (2016). Aspects Related to the Purification of Biodiesel Synthesized in Alkaline Catalysis, Revista De Chime, 67(4), 791-795.
- Atadashi, I.M. (2015). Purification of crude biodiesel using dry washing and membrane technologies. Alexandria Engineering Journal, 54 (4), 1265-1272.
- Atadashi, I.M., Aroua, M.K., Abdul Aziz, A.R., Sulaiman, N.M.N. (2012). The effects of water on biodiesel production and refining technologies: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 3456–3470.
- Berrios, M., Martin, M.A., Chica A.F., Martin, A. (2011). Purification of biodiesel from used cooking oils. Applied Energy, 88, 3625–3631.
- Çelik-Okumuş, Z., Doğan, T.H., Temur, H. (2019). Removal of water by using cationic resin during biodiesel purification. Renewable Energy, X.
- Dubinin, M., Radushkevich, L. (1947). Equation of the characteristic curve of activated charcoal. Chemisches Zentralblatt, 1, 875.
- Elmorsi, T.M., Mohamed, Z.H., Shopak, W., Ismaiel, A.M. (2014). Kinetic and Equilibrium Isotherms Studies of Adsorption of Pb(II) from Water onto Natural Adsorbent. Journal of Environmental Protection, 5, 1667-1681.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
Zeynep Çelik Okumuş
Bu kişi benim
0000-0002-4463-3104
Yayımlanma Tarihi
31 Mart 2019
Gönderilme Tarihi
5 Mart 2019
Kabul Tarihi
27 Mart 2019
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2019 Sayı: 15
Cited By
Ponza ile bakır iyonlarının ve kurşun iyonlarının adsorpsiyon karakteristikleri
Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi
https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1003279Remazol Marine Blue tekstil boyasının Lactarius salmonicolor biyokütlesi ile biyosorpsiyonu: Kinetik, izotermal ve termodinamik parametreler
Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.900425Sivas İli Nanokil İle Kadmiyum (II) Adsorpsiyonunda İzotermik ve Termodinamik Yaklaşımlar
Türk Doğa ve Fen Dergisi
https://doi.org/10.46810/tdfd.1338845Removal of Humic Acid from Water by Adsorption Using Chitosan and Metal Organic Framework ZIF 8 Loaded Chitosan Adsorbents
Water, Air, & Soil Pollution
https://doi.org/10.1007/s11270-024-07044-1Bal Kabağı Sapı Tozunun Katyonik Tekstil Boyası Gideriminde Biyosorbent Olarak Kullanımı ve Optimum Koşulların Belirlenmesi
Afyon Kocatepe University Journal of Sciences and Engineering
https://doi.org/10.35414/akufemubid.1446078Development of a Novel Bionanocomposite Adsorbent for Adsorptive Separation of Dyestuff from Water
ACS Omega
https://doi.org/10.1021/acsomega.5c03133Optimizing wastewater treatment: artificial intelligence-based prediction and green synthesis of iron nanoparticles for efficient dye removal
International Journal of Environmental Science and Technology
https://doi.org/10.1007/s13762-025-06830-6Natural zeolite doped hydroxyapatite nanoceramics as adsorbents for removal of methylene blue dye
Journal of the Australian Ceramic Society
https://doi.org/10.1007/s41779-025-01291-zTHE REMOVAL OF ACID TEXTILE DYES BY ADSORPTION METHOD: OPTIMIZATION, KINETICS, ISOTHERM, AND THERMODYNAMICS
Konya Journal of Engineering Sciences
https://doi.org/10.36306/konjes.1726544