طراحی، ساخت و ارزیابی راکتورهای Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) ، Spinning Tube in Tube (STT) و Pro Spinning Tube in Tube Reactor (Pro-STT) مجهز به سیستم ولتاژ بالا و سانتریفیوژ برای تولید بیودیزل

پایان پذیر بودن سوخت های فسیلی و اثرات سو آن بر محیط زیست موجب گردیده است که جایگزینی سوخت های فسیلی با سوختهای پاک و تجدیدپذیر بعنوان یک ضرورت بیش از پیش مطرح گردد. بیودیزل بعنوان یک سوخت زیستی بدلیل تجدیدپذیر بودن، برخورداری از آلایندگی کمتر و تجزیه پذیری بیولوژیکی یکی از مناسب ترین سوختها جهت جایگزینی با سوخت دیزل است. بیودیزل از منابع اولیه مختلفی تولید میشودکه یکی ازاین منابع روغنهای پسماند خوراکی میباشد که از مزایای قابل توجه ای از جمله کاهش هزینه های تولید بیودیزل و عدم تهدید امنیت غذایی بشر برخوردار است. راندمان پایین راکتورهای مرسوم مورد استفاده در تولید بیودیزل باعث کاهش سود دهی آن شده است. پس از مطالعات دقیق در مورد راکتورهای موجود ازجمله انواع پیشرفته تر نظیرSTT بهترین طراحی ها تشخیص داده شده و کاملا مورد بررسی قرار گرفتند. در مرحله بعد راه حل های خلافانه ای را جهت افزایش راندمان تولید و اقتصادی تر کردن آن تدوین گردید که منجر به تولید نسل جدیدی از راکتورهای پیشرفته تولید بیودیزل تحت عنوان Pro-STT شد. طراحی محصول با بکار گیری و ترکیب بهترین تکنولوژی ها موجود در محصولات مشابه و با استفاده از نرم افزارهای Pro Engineerو Solidworks در طول 20 ماه انجام گرفت. فاکتورهای آرگونومیک یا راحتی و ایمنی کاربر در تمام مراحل طراحی و ساخت به دقت مورد توجه قرار گرفتند. در مرحله بعد طراحی در دو بخش تحلیل فرآیند در محیط CFX و تحلیل ساختار در نرم افزار ANSYS انجام گرفته و در نهایت منجر به ایره آل ترین طراحی اولیه گشت. آرایش قطعات مختلف راکتورپیشرفته pro-STT به گونه ای است که زمان لازم برای تکمیل عملیات تولید بیودیزل را به شدت کاهش می دهد. این امر با فراهم نمودن جداسازی نسبی مخلوط امولسیون تشکیل شده در اتاقک بالایی راکتور و به دنبال آن جدایی کامل در واحد ولتاژ بالا که ولتاژهایی تا سقف 5000 ولت را تولید می نماید، میسر می گردد. راکتور Pro-STT همچنین توانایی باز یافت مواد فرار مشارکت کننده در واکنش را با استفاده از یک سیستم مبتکرانه فراهم نموده است. ترکیب این ویژگیها منجر به کاهش نسبی هزینه ها ناشی از فضای مورد نیاز، ادوات اضافی و نیروی کار مورد لزوم در مقایسه با راکتورهای نسل قبل یا STT اولیه گشته است. راکتور Pro-STT همچنین همه مزایای راکتور STT را دارا می باشد که از آن جمله می توان به: افزایش سرعت، بهبود تبدیل، افزایش انتخاب پذیری، امکان فراینده پیوسته، بهبود کنترل دما و محیط واکنش، کاهش میزان مصرف کاتالیزور و حلال، واکنش مواد مخلوط نشدنی، آمیختن مواد با گرانروی بالا، افزایش ایمنی کار با مواد سمی، پاکسازی سریع و آسان و آاودگی بسیار کم در مقایسه با انواع راکتورهای مرسوم اشاره نمود. علاوه بر این، سیستم هوشمند و پیچیده کنترل راکتور Pro-STT، مدیریت بخشهای مختلف سیستم و نظارت بر آن را انجام می دهد. این سسیتم کنترل پیشرفته به گونه ای طراحی شده است که کنترل کامل راکتور را وقتی دیگر سیستم ها از کارافتاده اند، بر عهده بگیرد. حال آنکه علیرغم پیچیدگی های ذکر شده، روشهای مبتکرانه ای برای شبیه سازی همزمان عملیات همراه و نمایش گرافیکی تعبیه گشته اند که دقت بیشتر، راندمان بالاتر و راحتی کاربر را به ارمغان آورده اند. این خصوصیات منحصر بفرد Pro-STT آن را تبدیل به راکتوری ای ایده آل جهت تولید پیوسته و اقتصادی دامنه وسیعی از محصولات از جمله بیودیزل نموده اند. لازم به ذکر است که در این مطالعه راکتور CSTR نیز ساخته و نتایج آن با راکتورهای STT و Pro-STT مقایسه شد. نتایج نشان داد که راکتور Pro-STT از نظر خصوصیات عملکردی نظیر نسبت الکل به روغن، میزان کاتالیست مورد نیاز، زمان واکنش و مصرف انرژی نسبت به راکتورهای CSTR و STT مزیت داشته و امکان صنعتی شدن را دارد. در این مطالعه دانش فنی راکتورهای پیشرفته STT که در انحصار کشور آمریکا بود بومی و ارتقا داده شد.کلمات کلیدی: بیودیزل، راکتور، لوله در لوله، خواص سوخت، خصوصیت های عملکردی.