تعيين ويژگي هاي بيوديزل توليدي از تركيب دو نوع روغن گياهي و پيش بيني بازده بيوديزل با استفاده از نرم افزار Design Expertو مقايسه ي آن با مدل رگرسيوني

Determination of Properties of Biodiesel Produced from Mixed two types of vegetable oil and prediction of biodiesel yield using Design Expert software and comparison with regression model

در سال هاي اخير، توسعه سوخت هاي جايگزين از منابع تجديدپذير مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش از تركيب روغنهاي گياهي كلزا و آفتابگردان در سه سطح تركيبي ( 30 % كلزا و 70 % آفتابگردان، 50 % كلزا و 50 % آفتابگردان، 70 % كلزا و %30 آفتابگردان) به عنوان يك ماده مناسب جهت توليد بيوديزل استفاده شد و استرسازي آن با استفاده از الكل اتانول و با بكارگيري هيدروكسيد پتاسيم به عنوان كاتاليزور انجام گرفت. تأثير متغيرهاي تركيب روغنها ( 30،50،70 بر حسب روغن كلزا)، زمان واكنش ( 30،60،90 دقيقه ) ، دماي واكنش ( 45،55،65 درجه سلسيوس) و نسبت مولي الكل به روغن ( 6:1،9:1،12:1) بر روي بازده توليد اتيل استر ( بيوديزل) در سه سطح بررسي شد و هر آزمايش در سه تكرار انجام شد. پارامترهاي غلظت كاتاليزور (0/5 درصد وزني روغن) و سرعت همزني( 600 دور بر دقيقه) ثابت بود. خواص ترموفيزيكي بيوديزل توليد شده از روغن هاي مذكور با بيوديزل استاندارد مقايسه شد و همه ويژگي هاي آن در محدوده مجاز استاندارد ASTMD-6751 قرار داشت. سپس يك مدل با استفاده از نرم افزار Design Expert و يك مدل رگرسيون خطي يا استفاده از نرم افزار SPSS براي پيش بيني بازده بيوديزل توليدي بر حسب پارامترهاي زمان واكنش، دماي واكنش، نسبت مولي الكل به روغن و تركيب روغنها ايجاد گرديد. نتايج حاصل از مدلسازي رگرسيوني نشان داد كه اين مدل توانايي پيش بيني بازده بيوديزل را با ضريب R2=0.50 داشته و پارامتر نسبت مولي الكل به روغن بيشترين تأثير را بر بازده بيوديزل دارد. همچنين مقايسه بين مدل رگرسيوني، با مدلسازي با استفاده از نرم افزار Design Expert نشان دهنده برتري مدل با نرم افزار Design Expert با ضريب R2=0.582 در پيش بيني بازده بيوديزل توليدي مي باشد.

In the present work the production of biodiesel using mixed sunflower and rapeseed oil in three levels (30% rapeseed and 70% sunflower, 50% rapeseed and 50% sunflower, 70% rapeseed and 30% sunflower) in a potassium hydroxide catalyzed transesterification reaction was investigated. Effect of different parameters including composition of oils (30, 50 and 70 based on rapeseed oil), reaction time (30, 60 and 90 min), reaction temperature (45, 55 and 65 °C), ethanol to oil molar ratio (6:1, 9:1 and 12:1 mol/mol), reaction catalyst concentration (0.5%) and stirring speed (600 rpm) on the production of biodiesel were investigated. The properties were compared with ASTM 6751 standard and an acceptable agreement was observed. Then a Design Expert model and a linear regression model were designed to predict the biodiesel yield based on parameters like reaction temperature, reaction time, ethanol/oil molar ratio and composition of oils. Results of regression modeling showed the model prediction ability of biodiesel yield with a coefficient of R2=0.50 also ethanol/oil molar ratio has the highest impact on biodiesel yield. Comparison of regression model with Design Expert model shows the superiority of Design Expert model with a coefficient of R2=0.582 in the prediction of biodiesel yield