A Comparative Study of Biodiesel Fuel Production From Sunflower Oil Using Ultrasound and Heat

Authors

Abstract

In this research, a comparison of biodiesel produced by ultrasound and heat methods was investigated. Methanol was used as the alcohol with molarity 3, 6 and 9 and KOH 0.5, 1 and 1.5 .%wt as a catalyst. In ultrasound technique, five vibrating pulse levels and three-time levels were used. The results indicate that biodiesel produced by ultrasound in some properties includes an increase in flash point of about 9% and a decrease of viscosity, carbon residue, and water content in fuel by 27%, 50% and 5%, respectively. The biodiesel cloud point produced by the heat treatment method 2 and ultrasound waves 7 was obtained. It should be noted that the fuel produced in both methods can be used as a standard fuel in the engine. It was also found that ultrasonic waves are more appropriate than heat treatment due to its need for less time and better quality characteristics.

Keywords


[1] http://www.ieeo.rg> >www.ieeo.rg. [2] عتابی، فریده، اژدری، مریم، «استفاده از بیودیزل به‌عنوان یک سوخت سبز». دومین همایش مدیریت پساب و پسماند در صنایع نفت و انرژی، تهران، 1390. [3] هالک، فرح‌سادات، دلاوری، آرمین، کاوشی‌رحیم، علی، «مقایسه خواص فیزیکی و شیمیایی بیودیزل حاصل از روغن کرچک بااستفاده از کاتالیستهای بازی، اسیدی و نانواکسید منیزیم»، همایش ملی جریان و آلودگی هوا، تهران، 1391. [4] ملکوتیان، محمد، حاتمی، بهنام، دولتشاهی، شیدوش، رجبی، احمد، «تعیین دمای بهینه رشد ریزجلبک نانوکلروپسیس اوکولاتا برای تولید سوخت سبز (بیودیزل)»، مهندسی و مدیریت انرژی، دوره 4، شمارۀ 1، صفحه 69-62، 1393. [5] Demirbas, A.H. and Demirbas, I., "Imotance of Rural Bioenergy for Developing Countries”, Energy Conversion and Management, 48, pp. 2386-2398, 2007. [6] Jain, S., Sharma, M.P. and Rajvanshi S., "Acid Base Catalyzed Transestrification Kinetics of Waste Cooking Oil" , Fuel Processing Technology,92, pp. 32-38, 2011. [7] Encinar, J.M., Gonzalez J.F., and Rodr`guez-Reinares, A., "Biodiesel From Used Frying Oil, Variables Affecting the Yields and Characteristics of the Bbiodiesel", Industrial and Engineering Chemistry Research, 44, pp. 91-9, 2005. [8] انصاراردلی، مهدی، صدرعاملی، مجتبی، قبادیان، برات، شاملوعلی آبادی، محمدرضا، «تولید دیزل زیستی (بیودیزل) از ضایعات کشتارگاهی دام و طیور»، مهندسی و مدیریت انرژی، دوره 5، شمارۀ 1، صفحه 24 – 31، 1394. [9] Ji, J., wang, J., Li, Y., yu, Y. and Xu Z., "Preparation of Biodiesel with the Help of Ultrasonic and Hydrodynamic Cavitation", Ultrasonic, Vol. 44, pp. 411-414, 2006. [10] Stavarache, C., Vinatoru, M., Nishimura, R., Maeda, Y., Conversion of Vegetable Oil to Biodiesel Using Ultrasonic Irradiation. Chemistry Letters, Vol. 32, No. 8, pp. 716–717, 2003. [11] Hingu, S.M., Gogate, P.R. and Rathod, V.K., "Synthesis of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Sonochemical Reactors". Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 17, pp. 827-832, 2010. [12] Leonardo S.G., Teixeira, Júlio C.R., Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira. "Comparison Between Conventional and Ultrasonic Preparation of Beef Tallow Biodiesel". Fuel Processing Technology, Vol. 90, pp. 1164–1166, 2009. [13] Hosseinzdeh Samani, B., Zareiforoush, H., Lorigooini, Z., Ghobadian, B., Rostami, S. and Fayyazi, F., "Ultrasonic-assisted Production of Piodiesel from Pistacia Atlantica Desf. Oil". Fuel, Vol. 168, pp. 22-26, 2016. [14] Jookjantra, K. and Wongwuttanasatian, T., "Optimization of Biodiesel Production from Refined Palm Oil with Heterogeneous CaO Catalyst Using Pulse Ultrasonic Waves Under a Vacuum Condition". Energy Conversion and Management, Vol. 154, pp. 1–10, 2017. [15] نجفی، بهمن، فیض‌الله‌زاده اردبیلی، سینا، «تاثیر اتیل استر اسیدهای‌چرب موجود در سوخت بیودیزل بر خواص ترموفیریکی آن»، سوخت و احتراق، دوره 9، شماره 2، صفحه 133-121، 1395. [16] Koc, A.B. and McKenzie, E.H., "Effects of Ultrasonication on Glycerin Separation during Transesterification of Soybean Oil". Fuel Processing Technology, Vol. 91, pp. 743-748, 2010. [17] هاشمی‌نژاد، امیر، «طراحی، ساخت و ارزیابی رآکتور تولید بیودیزل از روغن پسماند آشپزخانه»، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری،صفحه 46، 1393. [18] شاه‌بازاده، ساحل، «اثر پوسته تخم‌مرغ به عنوان کاتالیزور بر خواص کمی و کیفی بیودیزل استحصالی از روغن پسماند آشپزخانه و مقایسه آن با کاتالیزور بازی»، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، صفحه 24،1395. [19] علی‌نظری، مومن،«تعیین ویژگی‌های سوختی روغن کلزا به‌عنوان بیودیزل»، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، 1387. [20] Lang, X., Dalai, A.K., and Bakhshi, N.N., "Preparation and Characterization of Biodiesel from Various Bio-oil", Bioresource Technology, 80, pp. 53-62, 2001. [21] www.enginemanufacturers.org. "Test Specifications for Biodiesel Fuel". May 31, 2006. [22] Heinrich, P. and Manfred, W., "Standardisation of Biodiesel on a European Level". Federal Institute of Agricultural Engineering (BLT) A-3250 Wieselburg. AUSTRIA, 3rd European Motor Biofuels Forum 10-13, Brussels, 1999. [23] Ji J, Wang J, Li Y, Yu Y. and Xu Z. "Preparation of Biodiesel with the Help of Ultrasonic and Hydrodynamic Cavitations", Ultrasonics, 44, pp. 411-414, 2006. [24] Fayyazi, E., Ghobadian, B., Najafi, G., Hosseinzadeh, B., Mamat R. and Hosseinzadeh, J., "An Ultrasound-assisted System for the Optimization of Biodiesel Production from Chicken Fat Oil Using a Genetic Algorithm and Response Surface Methodology". Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 26, pp. 312–320, 2015. [25] Hanasekaran, K.D. and harmendirakumar, M.D., "Optimization Study of Biodiesel Used Frying Oil", International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, Vol. 2, pp. 727-735, 2014. [26] Leung D.Y.C. and Guo, Y." Transesterification of Neat and Use Production", Fuel Processing Technology, Vol. 87, pp. 883-890, 2006. [27] Van Gerpen, J., Shanks, B. and Pruszko, R., "Biodiesel Production Technology", Iowa state university, (2002-2004). [28] باخدا، حسین، الماسی، مرتضی، مینایی، سعید، مشهدی میقانی، حمید، «بررسی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متیل استر منداب به‌عنـوان سوخت بیودیزل»، یافته‌هـای نوین کشـاورزی، دوره 1، شماره 2، صفحه 149-141، 1385 [29] Salamatinia, B., Zuhairi Abdullah A. and Bhatia, S., " Quality Evaluation of Biodiesel Produced through Ultrasound-assisted Heterogeneous Catalytic System", Fuel Processing Technology, Vol. 97, pp. 1–8, 2012.