تاثير اتيل اِستر اسيدهاي چرب موجود در سوخت بيوديزل بر خواص ترموفيزيكي آن

Effect of Fatty Acid Ethyl Esters in Biodiesel on Thermo-physical Properties

سوخت هاي بيوديزل عمدتا حاوي پنج نوع اتيل استر اسيد چرب (پالميتات، استئارات، اولئات، لينولئات و لينولنات) هستند كه خواص ترموفيزيكي سوخت هاي بيوديزل تحت تاثير ميزان هر يك از آن هاست.در اين تحقيق، تاثير هر يك از منواستر اسيدهاي چرب موجود در سوخت بيوديزل بر مهم ترين خواص ترموفيزكي آن (دانسيته، گرانروي، ارزش حرارتي و عدد ستان)بررسي شد. سوخت بيوديزل به روش ترنس استريفيكاسيون، با استفاده از الكل اتانول و كاتاليزور هيدروكسيد سديم، از هفت نوع روغن گياهي (آفتاب گردان، سويا، كلزا، زيتون، ذرت و هسته انگور) توليد شدند و سپس با نسبت هاي دوتايي با همديگر مخلوط شدند. خواص ترموفيزيكي هر يك از نمونه ها، براساساستانداردهايASTM اندازه گيري شدند.براي هر يك از خصوصيات سوخت بيوديزل، يك مدل رگرسيوني چندمتغيره خطي برحسب 5 متغير مستقل اتيل استرهاي اسيد چرب موجود ارائه شد. ضرايب همبستگي مدل هاي رگرسيوني براي دانسيته، گرانروي، ارزش حرارتي و عدد ستان به ترتيب برابر 0.9457، 0.9169، 0.9731 و 0.9029، به دست آمدند.نتايج نشان داد كه ضريب تاثير اتيل استئارات (C18=0) بر دانسيته سوخت بيوديزل برابر ۰/۸۰۳ بوده و كمتر از حد استاندارد (۰/۸۶) است و ضريب تاثير اتيل لينولنات (C18=3) بر دانسيته برابر ۰/۹۱۳ است كه بيشتر از حد استاندارد (۰/۹) است. ضريب تاثير اتيل استئارات (C18=0) بر گرانرويبيوديزل برابر ۸/۴۱ بوده كه بيشتر از حد استاندارد (6) است. بيشترين تاثير افزايشي بر ارزش حرارتي بيوديزل، مربوط به اتيل استئارات (C18=0) است و كمترين تاثير مربوط به اتيل پالميتات (C16=0) و اتيل لينولنات (C18=3) است. ضريب تاثير اتيل لينولنات (C18=3) بر عدد ستانبيوديزل، برابر۱۹/۶۵۲ بوده و كمتر از حد استاندارد (47) است. در نتيجه، با افزايش مقدار اسيدهاي چرب اشباع (مخصوصا اتيل استئارات)، گرانروي، ارزش حرارتي و عدد ستان سوخت افزايش، ولي دانسيته آن كاهش مي يابد. افزايش ارزش حرارتي و عدد ستان سوخت باعث بهبود كيفيت احتراق و افزايش توان توليدشده در موتور مي شود، ولي افزايش گرانروي و كاهش دانسيته موجب پودرشدن ناقص سوخت مي شود. لذا، توليد بيوديزل (اتيل استر) از روغن هاي گياهي با اسيدهاي چرب اشباع (استئاريك) بالاتر، به شرطي كه موجب نشود تا دانسيته و گرانرويسوخت از حد استاندارد خارج شود، باعث كارايي بهتر موتور و افزايش توان توليدي خواهد شد.

Biodiesel fuels generally contain five types of fatty acid ethyl esters (Palmitate، Stearate، Oleate، Linoleate and Linolenate)، which affect the thermo-physical properties of biodiesel fuels. The effects of each of the mono ester of fatty acids in biodiesel on the thermo-physical properties (density، viscosity، heating value and cetane number) were examined. Biodiesels were produced by transesterification method using ethanol and sodium hydroxide catalyst and seven types of vegetable oils (sunflower، soybean، canola، olive، corn and grapeseed). Thermo-physical properties of each sample were measured according to ASTM standards. For each of the properties، a nonlinear regression model based on five independent variables of the fatty acids ethyl esters (FAEE) were presented. The correlation coefficient regression models for density، viscosity، heating value and cetane number were obtained equal to 0.9457، 0.9169، 0.9731 and 0.9029، respectively. The results showed that of the ethyl stearate (C18=0) impact factor on the density is equal to 0.803، which is lower than the standard (0.86)، and Methyl Linolenat (C18=3) impact factor on the density is 0.913، which is more than the standard (9.0). Ethyl Stearate(C18=0) impact factor on the viscosity is equal to 8.41، which is higher than the standard (6). Also، Ethyl stearate has the greatest impact on heating value of biodiesel، and Ethyl Palmitate (C16=0) and Ethyl Linolenate (C18=3) have the smalles impact. Impact factor of Methyl Linolenate (C18=3) on the cetane number of biodiesel is 19.652، which is less than the standard (47). So، by increasing the amount of saturated fatty acids (especially ethyl stearate)، viscosity، heating value and cetane number of biodiesel fuel increase، but the density decreases. If the heating value and cetane number of fuel increase، the engine power is increased، but if the viscosity increases and density dicreases، the atomization of the fuel is incomplete. Therefore، the production of biodiesel from vegetable oils with high saturated fatty acids increases the engine power.