Araştırma Makalesi

Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması

Cilt: 4 Sayı: 2 31 Temmuz 2024
PDF İndir
EN TR

Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması

Öz

Bu çalışmada, keten tohumu yağından NaOH’un katalizör olarak kullanıldığı transesterifikasyon prosesi ile metil ester ve etil ester üretimi ve çalışma parametreleri klasik yöntem yardımıyla optimize edilmiştir. Katalizör kütlesi (%0,4-1,0 wt. NaOH), alkol:yağ molar oranı (3:1–9:1), reaksiyon sıcaklığı (30–60°C) ve reaksiyon süresi (30–75 dakika) gibi biyodizel verimi üzerindeki değişkenlerin etkilerini belirlemek için toplam 26 deney tasarlanmıştır. Metil esterin üretimi için optimum koşullar %0,60 NaOH wt., 6:1 metanol/yağ molar oranı, 60 °C reaksiyon sıcaklığı ve 60 dakika reaksiyon sıcaklığında %92,16 biyodizel verimi elde edilirken, etil ester üretiminde ise en yüksek verim %0,60 NaOH wt., 8:1 etanol/yağ molar oranı, 30 °C reaksiyon sıcaklığı ve 60 dakika reaksiyon sıcaklığında %89.83 biyodizel verimi ile sağlanmıştır. Optimal koşullarda üretilen metil ester ve etil ester hacim bazında kendi aralarında harmanlanmıştır. Saf biyodizeller, karışım biyodizeller ve saf dizel yakıtın yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değer gibi temel yakıt özellikleri ölçülmüştür. Karışımların yoğunluk, viskozite ve ısıl değerlerini tahmin etmek için genelleştirilmiş denklemler verilmiştir. Tüm karışımlar için yoğunluk, viskozite ve ısıl değerlerin ölçülen ve tahmin edilen değerleri arasında kayda değer bir uyum olduğu bulunmuştur. Sonuçlara göre, yakıt karışımındaki metil ester konsantrasyonunun artmasıyla karışımların yoğunluğu ve viskoziteleri artmış, etil ester konsantrasyonunun artmasıyla ise karışımların ısıl değerinin artış gösterdiği tespit edilmiştir. Keten tohumu yağından optimize edilen saf biyodizeller ve biyodizel karışımların bu özellikleri ASTM D6571 ve EN 14214 biyodizel standartlarını karşılamaktadır. Bu yakıtların dizel motorlar için nitelikli bir yakıt olarak kullanılabileceği ifade edilebilir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

1919B012212243

Teşekkür

TÜBİTAK 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında verilen proje desteğine teşekkür ederiz.

Kaynakça

  1. Sodhi AK, Tripathi S, Kundu K (2017) Biodiesel production using waste cooking oil: a waste to energy conversion strategy. Clean Technol Environ Policy 19:1799-1807. https://doi.org/10.1007/s10098-017-1357-6
  2. Budhraja N, Pal A, Mishra RS (2022) Parameter optimization for enhanced biodiesel yield from Linum usitatissimum oil through solar energy assistance. Biomass Convers Biorefin 1-16. https://doi.org/10.1007/ s13399-022-03649-w
  3. Ennetta R, Soyhan HS, Koyunoğlu C, Demir VG (2022) Current technologies and future trends for biodiesel production: a review. Arab J Sci Eng 47(12):15133-15151. https://doi.org/10.1007/s13369-022-07121-9
  4. Zafar MW, Shahbaz M, Hou F, Sinha A (2019) From nonrenewable to renewable energy and its impact on economic growth: the role of research & development expenditures in Asia-Pacific Economic Cooperation countries. J Clean Prod 212:1166-1178. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.12.081
  5. Osman AI, Chen L, Yang M, Msigwa G, Farghali M, Fawzy S, Rooney DW, Yap PS (2023) Cost, environmental impact, and resilience of renewable energy under a changing climate: a review. Environmental Chemistry Letters 21(2):741-764. https://doi.org/10.1007/s10311-022-01532-8
  6. Manimegalai V, Rukkumani V, Gayathri A, Pandiyan P, Mohanapriya V (2023) An Overview of Global Renewable Energy Resources, 2(2.4). In: Sailesh I, Anand N, Mohd N, Fadi A (eds) Renewable Energy and AI for Sustainable Development, CRC Press, Boca Raton, ss 2-5.
  7. Islam A, Malek A, Teo SH, Marwani HM, Rahman MM, Asiri AM, Aziziur M, Khan R, Taufiq-Yap YH, Awual MR (2023) Smart materials for CO2 conversion into renewable fuels and emission reduction. Sustain Mater Techno e00636. https://doi.org/10.1016/j.susmat.2023.e00636
  8. Puchakayala HC, Viswanathan A, Abrar I, Rajamohan N (2023) Maximizing the potential of biodiesel through nanoparticle assistance: A review of key factors affecting performance and emissions. Sustain Energy Technol Assessments 60, 103539. https://doi.org/10.1016/j.seta.2023.103539

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Temmuz 2024

Gönderilme Tarihi

18 Nisan 2024

Kabul Tarihi

2 Temmuz 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 4 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Aslan, V., & Karaca, M. (2024). Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması. Journal of Innovative Engineering and Natural Science, 4(2), 541-560. https://doi.org/10.61112/jiens.1470119
AMA
1.Aslan V, Karaca M. Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması. JIENS. 2024;4(2):541-560. doi:10.61112/jiens.1470119
Chicago
Aslan, Volkan, ve Mehmet Karaca. 2024. “Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 4 (2): 541-60. https://doi.org/10.61112/jiens.1470119.
EndNote
Aslan V, Karaca M (01 Temmuz 2024) Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 4 2 541–560.
IEEE
[1]V. Aslan ve M. Karaca, “Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması”, JIENS, c. 4, sy 2, ss. 541–560, Tem. 2024, doi: 10.61112/jiens.1470119.
ISNAD
Aslan, Volkan - Karaca, Mehmet. “Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 4/2 (01 Temmuz 2024): 541-560. https://doi.org/10.61112/jiens.1470119.
JAMA
1.Aslan V, Karaca M. Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması. JIENS. 2024;4:541–560.
MLA
Aslan, Volkan, ve Mehmet Karaca. “Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science, c. 4, sy 2, Temmuz 2024, ss. 541-60, doi:10.61112/jiens.1470119.
Vancouver
1.Volkan Aslan, Mehmet Karaca. Keten tohumu yağından üretilen metil ve etil esterlerin harmanlanması ile edilen karışım biyodizellerin yoğunluk, kinematik viskozite ve ısıl değerlerinin karşılaştırılması. JIENS. 01 Temmuz 2024;4(2):541-60. doi:10.61112/jiens.1470119