Kanola yağından ultrasonik yöntemle biyodizel üretimi ve dizel motorda kullanılması

Abstract

Biyokökenli endüstriyel ürünler giderek artan oranlarda günlük yaşamımıza ve endüstriye girmekte; biyomalzemeler, biyoyakıtlar ve biyokimyasallar olmak üzere çok sayıda `Yeşil Ürün` olarak karşımıza çıkmaktadır. Taşıtlarda kullanılan en önemli yeşil ürünler, biyodizel ve biyoetanoldür. Biyodizel üretimindeki yağ, katalizör eşliğinde alkol ile beraber kullanılır. Kullanılan yağ ve alkolün tamamen karışmış olması gerektiğinden, ultrasonik karıştırma etkili bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Ultrasonık yöntemde oluşan ve sıvı içinden geçebilen küçük kavitasyon baloncuklar yağ ve alkol fazları arasındaki temas yüzeyini arttırarak geleneksel yöntemlere göre daha etkili karışma sağlanmaktadır. Kavitasyon etkisi ortamdaki ısı ve kütle transferini artırmakta ve dolayısıyla reaksiyon hızı ve verimi yükseltmektedir. Bu çalışmada, kanola yağından homojenizatör ve ultrasonik temizleyici kullanılarak biyodizel üretilmiş ve tek silindirli, hava soğutmalı, direkt enjeksiyonlu bir dizel motorda sabit devir ve değişik yüklerde test edilmiştir. Dizel yakıtı ve biyodizel karışımları ile yapılan test sonuçları karşılaştırılmıştır. Karışımdaki biyodizel oranı arttıkça dizel yakıta göre özgül yakıt tüketiminde artış belirlenmiştir. Ayrıca, CO, HC ve is emisyonlarında azalma elde edilirken, NOx emisyonlarında artış tespit edilmiştir.

Bio-made industrial products increasingly enter our daily life and industry; biofuels and biochemicals, including a large number of `green products` are emerged. The most important green products used in engine of vehicles are biodiesel and bioethanol. Oil used in biodiesel employed with a catalyst in addition to alcohol. Since oil should be fully involved in alcohol, ultrasonic mixing emerges as an effective method. Small bubbles formed by cavitations in ultrasonic method can pass through the fluid and increase the contact surface between oil and alcohol that provide more effective mixture than of traditional methods. The cavitation effect increases heat and mass transfer in the media, and therefore it speeds up the reaction rate and efficiency. In this study, a biodiesel has been produced using canola oil by homogenizer and ultrasonic cleaners, and it has been tested in a single cylinder, air cooled, direct-injection diesel engine at a constant speed and with different loads. The test results obtained from diesel fuel and biodiesel blends have been compared. It is found that the increase in biodiesel blend ratio causes an increase in specific fuel consumption in comparison to diesel oil. Moreover, CO, HC and soot emissions have been reduced, and increases in NOx emissions have been determined.