Biyodizeldeki Suyun Reçine ile Uzaklaştırılması: Adsorpsiyon İzotermi, Kinetiği ve Termodinamik İncelemesi

Authors : Zeynep ÇELİK OKUMUŞ, Tuba Hatice DOĞAN

Pages : 561-570

Doi:10.31590/ejosat.535977

View : 22 | Download : 18

Publication Date : 2019-03-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Fosil kökenli yakıtların kullanımına ilişkin ciddi çevresel kaygılar, her geçen gün alternatif temiz yakıtlara olan ilgiyi artırmaktadır. Biyodizel, uygun bir katalizör eşliğinde, bir alkolle trigliseritlerin transesterifikasyonu yoluyla üretilen, temiz, biyolojik olarak bozulabilen, toksik olmayan ve yenilenebilir bir yakıttır. Biyodizel üretimi sırasında, yan ürün olarak oluşan gliserin ayrıldıktan sonra, ham biyodizelin belli uluslararası yakıt standartlarını (EN 14214 ya da ASTM D6751) karşılaması için saflaştırılması gerekir. Biyodizelde safsızlıkların varlığı, sadece motor performansını önemli ölçüde etkilemekle kalmaz, aynı zamanda onun kullanımı ve depolanmasını da zorlaştırır. Bu nedenle ham biyodizelin saflaştırılması bir zorunluluk olarak karşımıza çıkar. Ham biyodizeli saflaştırmak için, hem ıslak hem de kuru yıkama yapılabilmesine rağmen, genellikle kullanılan yöntem ıslak yıkama (su ile yıkama) yöntemidir. Ancak bu yöntemde kullanılan suyun, biyodizelden çok iyi uzaklaştırılması gerekir. Biyodizel üretimi için yağların geleneksel transesterifikasyonunda, su her zaman olumsuz etkiler yaratır. Biyodizeldeki suyun varlığı, sabun oluşumuna neden olur, katalizörü tüketir, katalizörün etkinliğini azaltır ve bunların tümü düşük dönüşüme neden olur. Ayrıca üretilen yakıtın kalitesini de olumsuz etkiler. Bu çalışmada, biyodizeldeki suyun, katyonik Dowex HCR-S iyon değiştirici reçine ile adsorpsiyon mekanizması çalışılmış ve p rosesin adsorpsiyon dengesi, adsorpsiyon kinetiği ve adsorpsiyon termodinamiği incelenmiştir. Bu kapsamda Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izotermleri denenmiş ve deneysel verilere en uygun izotermin, R 2 değeri 0.997 olan Langmuir izotermi olduğu bulunmuştur. Ayrıca, maksimum adsorpsiyon kapasitesi, 53.48 mg g -1 olarak tespit edilmiştir. Kinetik verilerin analizleri, yalancı birinci mertebe ve yalancı ikinci mertebe kinetik modelleri kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, adsorplama prosesinin, yalancı ikinci mertebe kinetik modele en iyi uyduğunu göstermiştir. Çalışmada, ayrıca adsorpsiyon termodinamiği de incelenmiştir. Buna göre, adsorpsiyon prosesinin kendiliğinden gerçekleştiği (∆G o < 0) ve ekzotermik olduğu (∆H o < 0) belirlenmiş ve Dowex HCR-S katyonik reçinenin biyodizelden su adsorpsiyonu için, uygun bir adsorbent olduğuna karar verilmiştir. 
Keywords : Biyodizel, Dowex HCR S reçine, su adsorpsiyonu, izoterm, kinetik, termodinamik