استفاده از آنزیم ها برای بهینه سازی تولید سوخت های زیستی
روشی نوین برای تولید دیزل زیستی از روغن کرچک
به گزارش هوا فضا، دانشمندان در پژوهشی جدید راهکاری برای تولید دیزل زیستی از روغن کرچک عرضه کرده اند که می تواند جایگزینی پایدار برای سوخت های فسیلی باشد. این شیوه از آنزیم های خاصی برای تبدیل روغن گیاهی به سوخت بهره می گیرد و می تواند به کاهش آلودگی محیط زیست کمک نماید.
به گزارش هوا فضا به نقل از ایسنا، امروزه استفاده از سوخت های زیستی بعنوان جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی اهمیت زیادی پیدا کرده است. دیزل زیستی یکی از انواع سوخت های پاک است که از روغن های گیاهی، چربی های حیوانی یا پسماندهای روغنی تولید می شود. این سوخت می تواند بدون تغییر عمده در موتورهای دیزلی معمولی مورد استفاده قرار گیرد و انتشار گازهای گلخانه ای را کم کند. در بین منابع مختلف برای تولید این نوع سوخت، روغن کرچک یکی از انتخابهای مناسب به حساب می آید، چونکه دارای اسیدهای چرب خاصی است که به بهبود کیفیت سوخت کمک می نماید.
با وجود مزایای دیزل زیستی، یکی از چالش های اصلی در تولید آن، یافتن روشی کارآمد برای تبدیل روغن خام به سوخت قابل استفاده می باشد. روش های مرسوم شیمیایی معمولا احتیاج به استفاده از کاتالیزورهای قوی دارند که می توانند محیط زیست را آلوده کنند. از طرفی، استفاده از آنزیم ها بعنوان کاتالیزور زیستی، یک راهکار سبز و پایدار به حساب می آید، چونکه این ترکیبات قابلیت تجزیه پذیری دارند و فرآیند واکنش را به صورت انتخابی و با دقت بالا پیش می برند. با این وجود، یکی از اشکالات اصلی در استفاده از آنزیم ها، پایداری کم آنها و هزینه بالای تولید است.
محمد براتی، استادیار گروه شیمی کاربردی دانشگاه کاشان، با همکاری محقق هایی از دانشگاه تهران، تحقیقی در زمینه تولید دیزل زیستی از روغن کرچک انجام داده است. این تیم پژوهشی کوشیده است با تثبیت آنزیم لیپاز بر یک پایه خاص، بازده تولید سوخت زیستی را افزایش دهد.
آن ها در پژوهش خود به بررسی عواملی مانند دمای واکنش، مقدار کاتالیست و نسبت متانول به روغن پرداخته اند تا بهترین شرایط برای این فرآیند را شناسایی کنند.
در این مطالعه، ابتدا آنزیم لیپاز روی یک ترکیب خاص به نام کلسیم آلژینات تثبیت شد. این کار سبب شد آنزیم بتواند در واکنش های شیمیایی پایداری بیشتری داشته باشد و بعد از انجام واکنش، باردیگر مورد استفاده قرار گیرد. سپس این زیست کاتالیست در فرآیند تبدیل روغن کرچک به دیزل زیستی به کار گرفته شد.
برای بررسی دقیق واکنش، از روش های مختلفی مانند طیف سنجی و میکروسکوپ الکترونی استفاده شد تا ساختار و عملکرد کاتالیست به خوبی مشخص شود. در ادامه هم محققان با استفاده از روش های آماری، تاثیر متغیرهای مختلف را بر بازده تولید دیزل زیستی تحلیل کردند.
نتایج این پژوهش نشان داد که در دمای ۴۸ درجه سانتی گراد، با استفاده از ۰.۳۲ گرم کاتالیست و نسبت متانول به روغن ۰.۵ بیشترین میزان دیزل زیستی تولید شد. این مقدار برابر با حدود ۸۷ درصد بازدهی بود که نشان دهنده کارآمدی بالای روش به کار گرفته شده است.
علاوه بر این، مشخص شد که افزایش بیش از اندازه دما، مقدار متانول یا میزان کاتالیست، تاثیر منفی بر بازده واکنش دارد. این مورد به علت حساسیت آنزیم لیپاز به شرایط محیطی است که در دماهای بالا یا غلظت های زیاد متانول، فعالیت خویش را از دست می دهد.
انجام تحلیل های بیشتر نشان داد که این شیوه نسبت به خیلی از روش های مرسوم دارای مزایای مهمی است. استفاده از زیست کاتالیست نه تنها سبب کاهش مصرف مواد شیمیایی مضر می شود، بلکه امکان بازیابی و استفاده مجدد از آنزیم را هم فراهم می آورد. این خصوصیت می تواند هزینه های تولید دیزل زیستی را کم کند و سبب افزایش بهره وری این فرآیند شود.
با توجه به نتایج به دست آمده، میتوان اظهار داشت که استفاده از آنزیم لیپاز تثبیت شده بر پایه کلسیم آلژینات، روشی کارآمد و پایدار برای تولید سوخت زیستی است. این شیوه می تواند بعنوان یک جایگزین مناسب برای روش های شیمیایی مطرح شود و قدمی در راستای تولید سوخت های پاک و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی باشد. علاوه بر این، بهینه سازی شرایط واکنش می تواند منجر به افزایش تولید و کاهش هزینه های صنعتی شود، که این مورد اهمیت زیادی برای توسعه پایدار دارد.
یافته های این پژوهش در فصلنامه «پژوهش های کاربردی در شیمی» وابسته به دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، انتشار یافته اند. انتشار این یافته ها نشان دهنده اهمیت تحقیقات در زمینه تولید سوخت های پاک و استفاده از تکنولوژی های جدید در این حوزه می باشد.
منبع: aero-space.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب