Bitkisel Yağlardan Biyodizel Üretimi ve Katalizörleri

Abstract

Biyodizel (Yağ asiti metil-etil esterleri) bitkisel ve hayvansal yağların alkollerle katalizör varlığında transesterifıkasyon reaksiyonu ile üretilir. Biyodizelin, doğal yolla bozunabilirliği, yenilenebilirliği, toksik egzoz atıklarının olmaması, ekonomik oluşu ve normal dizel motorlarda değişiklik gerektirmeden kullanılabilmesi gibi avantajları bulunmaktadır.

1970 lerden beri dizel motorları için alternatif bir yakıt olarak bitkisel yağların motorin ile karışımları veya yağ asiti metil esterlerinin kullanımına ilgi gittikçe artmaktadır. Politik, ekonomik ve çevresel kaygılar da. bu ilgiyi motive etmektedir. Bu amaçla bitkisel yağlardan faydalanmanın iki potansiyel metodu vardır. Birisi bitkisel yağları, küçük moleküllü alkollerin varlığında (metanol, etanol) ısı ile parçalayıp esterleştirme metodu veya transesterifıkasyon ile esterlerine dönüştürme metodudur. Bunlardan parçalama metodu karışık ürün kompozisyonu verirken transesterifıkasyon daha homojen bir ürün kompozisyonu oluşturur; bundan dolayı transesterifıkasyon bitkisel yağların kimyasal dönüşümü için tercih edilen metottur. Az kullanılan bir metot da rafine edilen yağı motorin ile karıştırarak bir biyoyakıt şeklinde faydalanmaktır.

Günümüzde biyodizel, üretiminde katalizör olarak inorganik asitler, bazlar kullanılmaktadır. Alkali ve asit katalizörlü proseslerin dezavantajlarından en önemlisi reaksiyondan sonra gliserin fazı ile homojen durumdaki katalizör fazının ayrılma zorluğu, bu yüzden önemli yan ürün gliserinin ve katalizörün geri kazanılamamasıdır. Sıcaklığın yüksekliği ile istenmeyen yükseltgenme ürünlerin oluşumu, kuvvetli alkali veya asidik ortamın korozyon etkisi de diğer dezavantajları olarak sayılabilir.

Son yıllarda inorganik katalizörlerin yerine, yağların alkolizlerinde katalizör olarak lipazların kullanımı yaygın olarak araştırılmaktadır. Enzimlerin organik ortamda spesifısiteleri, çözünürlükleri ve kararlılığı, bu katalizörlerin kolayca geri kazanılmasını ve tekrar kullanılmasını sağlamaktadır. Bunun yanında ılımlı reaksiyon koşulları, pahalı olmayan alet ve ekipman gerektirmesi, gliserinin ortamdan kolayca saf olarak alınması, ürün saflığı bakımlarından enzim katalizörleri biyodizel üretiminde daha avantajlı görülmektedir.

Biodiesel (fatty acid methyl-ethyl esters) is produced by a transesterification reaction of vegetable oils and animal fats with alcohols. The main advantages of biodiesel are its biodegradability, renewable, improved nontoxic exhaust emissions and unnecessary alteration of normally diesel engines

Since the 1970s there has been gradually renewed interest in the use of mixtures vegetable oil with diesel oil and fatty acid methyl esters as fuels for diesel engines. This interest is politically economically and environmentally motivated. There are two potential methods for utilizing vegetable oils as fuels for diesel engines. One is to convert the vegetable oil into a product with properties similar to that of diesel fuel by chemically altering its structure by either esterifying cracking or transesterifying the oil with low molecular weight alcohols (as methanol, ethanol). Cracking the oil produces a variable mixture of compounds whereas transesterification produces a more uniform product; hence transesterification is the preferred method for chemical alteration of vegetable oils. The other method is to utilize the refining oil and blend it with diesel fuel to form as a biofuel blend.

Today, the biodiesel is produced by catalysis of inorganic acids, alkali with vegetable oil and alcohols. The most an important of disadvantages of both alkali and acid catalyzed procedures is that the catalysts and glycerol in same homogenous phase layer and after the reaction these are difficulty to separate and cannot be reused. The other as disadvantages to be respected formation of unwanted secondary products with higher temperature and corrosion effective of strong alkali or acidic of reaction medium

In recent years the use of lipases as catalysis for alcoholysis of oils has been widely investigated. The solubility, and therefore the higher stability, of enzymes in organic media should enable an easy recovery and reuse of these catalysts. However, the enzyme catalysts for biodiesel production have been advantageous seen from a number point of view; moderate reaction conditions, requires non expensive equipment, the pure glycerol is easy extract from reaction medium, enzyme specificity, and a more pure product, is obtained.