Kanola Yağından Baz Katalizli Transesterifikasyon Yöntemi İle Biyodizel Üretiminde Reaksiyon Parametrelerinin Optimizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında kanola yağından transesterifikasyon yöntemi ile sodyum hidroksit (NaOH) ve potasyum hidroksit (KOH) katalizörlüğünde farklı reaksiyon şartlarında biyodizel üretimi incelenerek reaksiyon parametrelerinin ürün özelliklerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Çalışma boyunca 54 farklı reaksiyon şartı araştırılmış olup Minitab 17 istatistik programıyla DOE-Taguchi yöntemi kullanılarak deney tasarımı yapılmıştır. Deney tasarımı sonucu elde edilen şartlarda 18 farklı biyodizel üretimi gerçekleştirilmiş, biyodizellerin fiziksel ve kimyasal özellikleri araştırılmıştır. Bu çalışmada, NaOH ve KOH katalizör olarak kullanıldığı üretim şartlarında biyodizelin yakıt olarak kullanımındaki özelliklerden hacimsel verimleri, yoğunlukları, pH değerleri, Orp değerleri ve viskozite değerleri incelenmiştir. Grafikleri çizilerek yorumlanmış, karşılaştırmalar yapılarak en iyi sonuçlara hangi şartlarda varıldığına karar verilmiştir. Yapılan optimizasyon çalışmaları sonucunda biyodizelin istenilen özelliğini iyileştirmek için hangi reaksiyon parametresinin nasıl değiştirilmesi gerektiği bilgisine ulaşılmıştır. Ayrıca üretim sırasında kullanılan baz katalizörü cinsi değiştiğinde biyodizel özelliklerinin oldukça değiştiği, daha düşük sıcaklıklarda üretim yapmak için KOH yerine NaOH çözeltisinin kullanılmasının daha kaliteli ve verimli ürün oluşmasını sağladığı sonucuna varılmıştır.

In this study, The effect of reaction parameters on product properties was examined by examining biodiesel production under different reaction conditions in sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) catalysts by transesterification from canola oil. Throughout the study, 54 different reaction conditions were investigated and the experiment was designed using the DOE-Taguchi method with the help of Minitab statistical program. The experimental design resulted in 18 different biodiesel production conditions and the physical and chemical properties of the biodiesel were investigated. In this study, the volumetric yields, densities, pH values, Orp values and viscosity values of the properties of biodiesel as fuel were examined in the production conditions used as NaOH and KOH catalysts. The graphics were drawn, interpreted, and compared to determine the conditions under which the best results were achieved. As a result of the optimization studies carried out, the knowledge of which reaction parameters should be changed in order to improve the desired properties of biodiesel has been reached. In addition, when the base catalyst used during production changes, the use of NaOH solution instead of KOH results in a better quality and more efficient product to produce at lower temperatures, where the biodiesel properties change significantly.