بهینه سازی فرآیند تولید بیوروانکار از بیودیزل کلزای غیرخوراکی به کمک روش سطح پاسخ

روانکار­های برپایه روغن گیاهی یک منبع پایدار برای روانکاری قطعات متحرک در سیستم­های مکانیکی محسوب می­شوند. پایداری کم در برابر اکسایش و نقطه ریزش بالا دو مشکل عمده روغن­های گیاهی است که مانع از استفاده گسترده آن­ها به عنوان روانکار شده­ است. به منظور بهبود این معایب از روش ترانس استریفیکاسیون دومرحله­ای استفاده شد. در مرحله اول، متیل استر روغن کلزای غیرخوراکی به روش ترانس­استریفیکاسیون با استفاده از توان فراصوت تولید شد. خواص فیزیکی و شیمیایی بیودیزل تولیدشده با استاندارد EN ۱۴۱۱۲ مطابقت دارد. در مرحله دوم، واکنش ترانس استریفیکاسیون معکوس متیل استر با تری­متیلول­پروپان آزمایش شد. به­منظور اختلاط مناسب سرعت واکنش تولید بیوروانکار، از سامانه فراصوت استفاده شد که روش جدیدی به منظور تولید بیوروانکار است که برای اولین­بار در جهان مورد استفاده قرار گرفته است. توان فراصوت با ایجاد پدیده کاویتاسیون موجب اختلاط مناسب و بهبود انتقال جرم و افزایش سرعت تولید بیوروانکار می­شود. با ثابت نگه­داشتن دما، نسبت مولی متیل استر به تری متیلول پروپان، کاتالیست و فشار خلا، اثر متغیر­های مستقل پالس، دامنه و زمان بر بازده بیوروانکار و انرژی مصرفی با استفاده از روش rsmمورد بررسی قرار گرفت. بازده واکنش ۸۲/۲ درصد و انرژی مصرفی ۱۱۶/۷۲۸کیلوژول در پالس ۴۰ درصد، دامنه ۸۲/۰۱ درصد و زمان ۶۰ دقیقه به­دست آمد. صحت بیوروانکار تولیدشده با استفاده از طیف­سنج رزونانس مغناطیسی هسته-هیدروژن (H-NMR) تایید شد. برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی روانکار سنتزشده با استاندارد­های اندازه­گیری ارزیابی شد. خواص فیزیکی و شیمیایی بیوروانکار سنتزشده با روانکار مرجع ISO VG ۱۰ مطابقت دارد. با توجه به نتایج به­دست آمده، مشخص شد که با استفاده از سامانه التراسونیک میتوان در مدت­زمان خیلی کمتری نسبت به روش سنتی بیوروانکار را تولید کرد، و روش تولید بیوروانکار به کمک سامانه فراصوت میتواند به­عنوان یک روش جدید به جهان معرفی شود.

کلیدواژه ها:

بیوروانکار ، توان فراصوت ، ترانس استریفیکاسیون معکوس ، حفره زایی