فرهاد رحمانی چیانه

در سال‌های اخیر به دلیل منابع محدود سوخت‌های فسیلی و مشکلات زیست محیطی استفاده از آنها، تولید سوخت‌های نو و تجدیدپذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بیودیزل یکی از سوخت‌های زیستی تجدیدپذیر و پاک با بازده احتراق بالا و یک جایگزین مناسب برای سوخت‌های فسیلی است. با این حال، تولید بیودیزل با مشکلاتی مواجه است که یافتن یک کاتالیست پربازده و کم هزینه از مهمترین آنهاست. در همین راستا در این پژوهش، تولید بیودیزل از روغن پسماند پخت و پز به روش تبادل استری در یک میکروراکتور و با استفاده از خاکستر پوست پسته خالص و تقویت شده با مقادیر مختلف کلسیم اکسید انجام شد. بدین منظور، رفتار حرارتی و ترکیب درصد مواد تشکیل دهنده پوست پسته خام به ترتیب توسط آنالیزهای TGA و XRF مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آنالیز XRF نشان داد که پوست پسته حاوی مقادیر مناسبی از اکسیدهای بازی )سیلیسیم، آلومنیوم، کلسیم، سدیم، پتاسیم، منیزیم، منگنز، تیتانیوم و فسفر) است که در صورت خاکسترسازی مناسب، دارای پتانسیل مناسبی برای انجام فرآیند تبادل استری می‌‌باشد. آنالیز TGA نشان داد که خاکسترسازی پوست پسته بایستی در دماهای بیش از °C 600 انجام گیرد. با بررسی اثر دمای کلسیناسیون (°C 1000-700) بر عملکرد خاکستر پوست پسته، مشاهده شد که پوست پسته کلسینه شده در دمای °C900 بهترین بازدهی را در تولید بیودیزل از خود نشان می دهد. ساختار کلوخه‌ای خاکستر پوست پسته که عملکرد اکسیدهای بازی آن را محدود می‌سازد مانع از عملکرد مطلوب خاکستر پوست پسته بویژه در دماهای بالا می‌شود. لذا به منظور افزایش راندمان تولید بیودیزل، کلسیم اکسید با نسبت‌های مختلفی (0، 10، 20، 30 و 40 درصد وزنی) به روش هیدروترمال با خاکستر پوست پسته ترکیب شد. نتایج عملکردی نشان داد که حضور کلسیم اکسید تأثیر قابل توجهی بر تولید بیودیزل داشته است که می‌تواند به سبب افزایش تعداد سایت‌های بازی و نیز بهبود خصوصیات سطحی کاتالیست-های کامپوزیتی از جمله تخلخل بیشتر ساختار این نمونه‌ها در مقایسه با خاکستر پوست پسته خالص باشد . بعلاوه، افزایش میزان بارگذاری کلسیم اکسید تا 30% افزایش بازده تولیدی بیودیزل را بدنبال داشت. هر چند که با افزایش بیشتر میزان بارگذاری تغییر چشمگیری در بازده تولید بیودیزل اتفاق نمی‌افتد که دلیل آن افزایش تعداد کلوخه‌ها و کاهش تعداد سایتهای بازی دردسترس درنتیجه پوشش شدید سطح خاکستر پوست پسته و تقابل نه‌چندان مناسب خاکستر و کلسیم اکسید می‌باشد. بر این اساس و با لحاظ هزینه تقویت-کننده مورد استفاده، به نظر می‌رسد 30 درصد وزنی یا مقادیر نزدیک به آن مقدار بهینه بارگذاری کلسیم اکسید مورد استفاده به عنوان تقویت‌کننده خاکستر پوست پسته باشد. آنالیز خواص سوختی بیودیزل تولیدی با استفاده از نمونه کامپوزیتی حاوی 30 درصد وزنی کلسیم اکسید و مطابقت این خواص با استانداردهای ASTM D67751 وEN14214 نیز نشان داد که سوخت تولیدی از کیفیت مناسبی برخوردار می‌باشد.