تولید بیودیزل از روغن پسماند خوراکی با استفاده از کاتالیست نانوآلومینای مغناطیسی

یکی از مشکلات اساسی تولید بیودیزل، قیمت بالای مواد اولیه مورد استفاده می‌باشد که ضروری است تا مواد ارزان‌تر جهت تولید سوخت با قیمت رقابتی مورد بررسی قرار گیرند. از این‌‎رو برخی از محققین دانشگاه تهران موفق شدند به کمک رویه پاسخ سطح[1] و با استفاده از کاتالیست نانوآلومینای مغناطیسی[2]، فرایند تولید بیودیزل از روغن پسماند خوراکی را بهینه‌سازی نمایند.

در میان انرژی‌های تجدیدپذیر، بیودیزل به دلیل شباهت‌های زیادی که به دیزل نفتی دارد، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این سوخت به هر نسبتی می‌تواند با سوخت‌ دیزل نفتی مخلوط شود به طوری‌که تغییرات اساسی در موتور خودروها نیاز نیست. مشکل اصلی تهیه بیودیزل، تهیه مواد خام گران قیمت است، بنابراین ضروری است که مواد ارزان‌تر برای تولید سوخت با قیمت رقابتی استفاده شود.

روغن پسماند خوراکی یکی از مواد اولیه ارزان برای تولید بیودیزل است که استفاده از آن به همراه کاتالیزورهای معمولی موجب مشکلات فرایندی جدی می‌شود. بنابراین، محققان اخیراً بر روی نانوکاتالیست‌های جامد مانند اکسیدهای فلزی آلومینا، سیلیس و قلع متمرکز شده‌اند. این کاتالیست‌ها پایداری و عملکرد مناسبی در فرایند ترانس‌استریفیکیشن دارند.

در این پژوهش که نتایج آن در قالب یک مقاله معتبر بین‌المللی منتشر شده است، آقای آرش بیات و همکارانش موفق شدند کاتالیست نانوآلومینای مغناطیسی را به عنوان یک کاتالیست کارامد در فرایند تولید بیودیزل از روغن پسماند خوراکی، سنتز نمایند. کاتالیست به دست آمده با استفاده از آنالیزهای XRD، SEM، TEM، DLS، FTIR، TPD و VSM مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از آنالیز XRD، تطبیق مناسبی با الگوهای استاندارد ماده Fe₃O₄ را نشان داده است و همچنین اندازه ذرات با استفاده از آنالیز DLS، حدود 193 نانومتر گزارش شده است. یکی از دستاوردهای این محققین جداسازی آسان کاتالیست از مخلوط واکنش می‌باشد که نتایچ آنالیز VSM، خاصیت بالای مغناطیسی کاتالیست سنتز شده را تایید نموده است و درنهایت جداسازی راحت و ساده با استفاده از یک آهنربا حاصل شد.

پس از بررسی مشخصات کاتالیست سنتز شده، کارایی آن در تولید بیودیزل مورد ارزیابی قرار گرفت. روش پاسخ سطح به منظور بررسی تأثیر زمان، دما، و نسبت مولی متانول به روغن و تعاملات آن‎‌ها در فرایند تبدیل روغن پسماند خوراکی مورد استفاده قرار گرفته است. با آزمایش‎های انجام شده مشخص گردید که تعاملات و اثر زمان و دما در فرایند، بسیار قابل توجه و مهم‌تر از سایر پارامترها مانند نسبت مولی متانول به روغن بوده است.

بیشترین درصد تبدیل روغن با استفاده از کاتالیست نانوآلومینای مغناطیسی با نسبت 0.5 به دست آمد که بازیابی آن با موفقیت در دمای 400 درجه سانتی‌گراد انجام شد. همچنین در این پژوهش تکرارپذیری آن پس از 4 بار استفاده بدون کاهش چشم‌گیری در درصد تبدیل روغن مورد بررسی قرار گرفته است.