BAZİK AMBERLİT REÇİNELER VARLIĞINDA TRANSESTERİFİKASYON REAKSİYONU VE YÜZEY CEVAP METODU İLE OPTİMİZASYONU

Yıl 2012, Cilt: 27 Sayı: 1, 0 - , 19.02.2013

Nuray Oktar Nalan Özbay Ferdi Aydın N. Alper Tapan

Öz

Bu çalışmada, ayçiçek yağının metanol ile transesterifikasyonu, Amberlit A-21 (A-21) ve Amberlit A-26 (A-26)tipi yüksek Hammett baziklik kuvvetine sahip iyon değiştirici reçineler varlığında test edilmiştir.Transesterifikasyon reaksiyonları üç boyunlu kesikli bir reaktörde, 40-55°C sıcaklık aralığında, metanol-yağbaşlangıç molar oranları 3:1 ile 6:1 ve %1 ile %5 katalizör ağırlık yüzdesinde (yağın) yürütülmüştür. A-26katalizörü , 50oC ve 6:1 metanol:yağ başlangıç molar oranında % 91 dönüşümle A-21 katalizörüne göre dahayüksek aktivite göstermiştir. Aynı reaksiyon şartlarında A-21 katalizörlüğünde % 88 dönüşüme ulaşılmıştır.Box-Wilson Deneysel Tasarım Yöntemi’ne göre belirlenen reaksiyon şartlarında elde edilen sonuçlar DesignExpert 8.0.6.1 programı kullanılarak analiz edilmiştir. Sıcaklık ve reaktanların başlangıç molar oranındaki artışıntrigliserit dönüşümünü artırdığı gözlenmiştir. Çalışılan reaksiyon koşullarında kütle transfer direncinin olmadığıbelirlenmiştir. Her iki katalizörün de Hammett baziklik kuvvetleri H_>9,8 olarak bulunmuştur. Polimerik yapılıbu katalizörlerin metanol içerisindeki şişme davranışları ise incelenen tüm reaksiyon sıcaklıklarında %100 olarakölçülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Biyodizel, transesterifikasyon, Amberlit A-21, Amberlit A-26.

Kaynakça

• Murugesan, A., Umarani, C., Subramanian, R. ve
• Nedunchezhian, N., “Bio-diesel As An
• Alternative Fuel For Diesel Engines-A Review”,
• Renewable and Sustainable Energy Reviews,
• Cilt 13, No 3, 653-662, 2009.
• Hoydonckx, H.E., De Vos, D.E., Chavan, S.A.
• ve Jacobs, P.A. “Esterification And
• Transesterification Of Renewable Chemicals”,
• Topics in Catalysis, Cilt 27, No 1-4, 83-96,
• -
• Bozbas, K., ”Biodiesel As An Alternative Motor
• Fuel: Production And Policies In The European
• Union”, Renewable and Sustainable Energy
• Reviews, Cilt 12, No 2, 542–552, 2008.
• Demirbas, A., “Importance Of Biomass Energy
• Sources For Turkey”, Energy Policy, Cilt 36, No
• , 834–842, 2008.
• Georgogianni, K.G., Katsoulidis, A.K.,
• Pomonis, P.J., Manos, G. ve Kontominas, M.G.,
• “Transesterification Of Rapeseed Oil For The
• Production Of Biodiesel Using Homogeneous
• and Heterogeneous Catalysis”, Fuel Processing
• Technology, Cilt 90, No 7-8, 1016–1022, 2009.
• Sakai, T., Kawashima, A. ve Koshikawa, T.
• ”Economic Assessment Of Batch Biodiesel
• Production Processes Using Homogeneous And
• Heterogeneous Alkali Catalysts” Bioresource
• Technology, Cilt 100, No 13, 3268–3276, 2009.
• Patil, P., Deng, S., Rhodes, J.I. ve Lammers P.J.
• ”Conversion Of Waste Cooking Oil To Biodiesel
• Using Ferric Sulfate And Supercritical Methanol
• Processes”, Fuel, Cilt 89, No 2, 360-364, 2010.
• Liu, X., He, H., Wang, Y., Zhu, S. ve Piao,
• X.,”Transesterification Of Soybean Oil To
• Biodiesel Using CaO As A Solid Base Catalyst”,
• Fuel, Cilt 87, No 2, 216–221, 2008.
• Ozbay, N., Oktar, N. ve Tapan, N.A.,
• “Esterification Of Free Fatty Acids In Waste
• Cooking Oils (WCO): Role Of Ion-Exchange
• Resins”, Fuel, Cilt 87, No 10-11, 1789-1798
• -
• Keskin, A., Gürü, M. ve Altıparmak, D.,
• “Investigation of 90% Blend of Tall Oil
• Biodiesel Fuel with Diesel Fuel As Alternative
• Diesel Fuel”, Journal of the Faculty of
• Engineering & Architecture of Gazi
• University, Cilt 22, No 1, 57-63, 2007.
• Keskin, A., Gürü, M. ve Altıparmak,
• D.,”Influence Of Tall Oil Biodiesel With Mg And
• Mo Based Fuel Additives On Diesel Engine
• Performance And Emission”, Bioresource
• Technology, Cilt 99, No 14, 6434–6438, 2008.
• Fukuda, H., Kondo, A. ve Noda H., “Biodiesel
• Fuel Production By Transesterification Of Oils”
• Journal of Bioscience and Bioengineering, Cilt
• , No 5, 405–416, 2001.
• Gupta, M.N. ve Roy, I., “Enzymes In Organic
• Media-forms, Functions And Applications”
• European Journal of Biochemistry, Cilt 271,
• No 13, 2575–2583, 2004.
• Jaeger, K.E. ve Eggert, T., “Lipases For
• Biotechnology” Current Opinion in
• Biotechnology, Cilt 13, No 4, 390–397, 2002.
• Kusdiana, D. ve Saka, S., “Methyl Esterification
• Of Free Fatty Acids Of Rapeseed Oil As Treated
• In Supercritical Methanol”, Journal of Chemical
• Engineering of Japan, Cilt 34, No 3, 383–387,
• -
• Kusdiana, D. ve Saka, S., “Two-step Preparation
• For Catalyst-free Biodiesel Fuel Productionhydrolysis
• And Methyl Esterification”, Applied
• Biochemistry and Biotechnology, Cilt 113,
• –791, 2004.
• Sharma, M. M., “Some Novel Aspects Of
• Cationic Ion-exchange Resins As Catalysts”
• Reactive and Functional Polymers, Cilt 26, No
• -3, 3-23, 1995.
• Çelikten, İ ve Gürü, M., “Petrodiesel And
• Rapeseed Oil Biodiesel With Manganese Based
• Additive”, Journal of the Faculty of
• Engineering and Architecture of Gazi
• University, Cilt 26, No 3, 643-648, 2011.
• Balbaşı, M., Bartan, A., Ar, İ., Gürü, M.,
• “Development of low cost heterogeneous
• catalysts for biodiesel processes” Energy
• Sources, Part A, Cilt 33, No 11, 1035-1047,
• -
• Gao, Y.-Y., Chen, W.-W., Lei, H., Liu, Y.,
• “Optimization of transesterification conditions
• for the production of fatty acid methyl ester
• (FAME) from Chinese tallow kernel oil with
• surfactant-coated lipase” Biomass and
• Bioenergy, Cilt 33, 277–282, 2009.
• Ghadge, S.V., Raheman, H., “Process
• optimization for biodiesel production from mahua
• (Madhuca indica) oil using response surface
• methodology” Bioresource Technology, Cilt 97,
• –384, 2006.
• Jeong, G.-T., Yang, H.-S., “Optimization of
• transesterification of animal fat ester using
• response surface methodology” Bioresource
• Technology, Cilt 100, 25–30 2009.
• Rohm and Haas,
• http://www.rohmhaas.com/history
• MacLeod, C., Evaluation of Heterogeneous
• Catalysts for Biodiesel Production, Doktora
• Tezi, Newcastle University, School of Chemical
• Engineering and Advanced Materials, 2008.