مدلسازی و بهینه سازی تولید بیودیزل از روغن سویا

با توجه به افزایش روز افزون آلودگی های زیست محیطی و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، انتخاب جایگزینی مناسب برای سوخت های تجدید ناپذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است؛ از جمله این سوخت های جایگزین می توان به بیودیزل ها که سوخت های تجدید پذیر هستند اشاره کرد. در این پژوهش، به مدلسازی و بهینه سازی ریاضی تولید بیودیزل روغن سویا طی فرآیند ترانس استریفیکاسیون با نرم افزار متلب و الگوریتم تکامل تفاضلی پرداخته شده است. واکنش ترانس استریفیکاسیون در حضور کاتالیزور پتاسیم هیدروکسید و در یک راکتور ناپیوسته انجام شده است. با توجه به داده ها و اطلاعات آزمایشگاهی، مدلی برای بررسی همزمان غلظت کاتالیزور در محدوده (wt% ۱-۴/۰)، نسبت مولی متانول به روغن در محدوده (۱۲-۵) و دما در محدوده (°C۶۵-°C۲۵) طراحی شده است. همچنین پارامترهای سینتیکی مجهول در مدل توسعه داده شده محاسبه شد. مقایسه نتایج مدل و داده های تجربی نشان داد که مدل پیشنهادی از دقت مناسبی برخوردار است. نتایج مدلسازی نشان داد بین بازده بیودیزل و پارامترهای موثر (دما، نسبت مولی روغن به الکل و غلظت کاتالیست) رابطه وجود دارد. با افزایش دما و نسبت مولی روغن به الکل و کاهش غلظت کاتالیست بازده بیودیزل افزایش می یابد. در انتها از مدل برای یافتن شرایط بهینه واکنش ترانس استریفیکاسیون جهت به حداکثر رساندن بازده بیودیزل استفاده شد. در شرایط بهینه ی غلظت کاتالیزور wt% ۴۵۰۱/۰، نسبت مولی متانول به روغن ۱۵ و دمای °C۷۰ مقدار بازده تولید بیودیزل به % ۸۷/۹۶ رسید.

کلیدواژه ها:

بیودیزل روغن سویا ، ترانس استریفیکاسیون ، مدلسازی ، بهینه سازی ، راکتور ناپیوسته