hrvatski

Integrirani mikrosustav za proizvodnju biodizela

Proizvodnja biodizela, neotrovnog kapljevitog goriva koje svoju sve širu primjenu pronalazi kao zamjena ili dodatak dizelu fosilnog podrijetla, u zadnje vrijeme privlači sve veću pozornost. Jedan od najpoznatijih i najznačajnijih reakcijskih puteva sinteze biodizela, reakcija transesterifikacije, predmet je brojnih istraživanja pa je tako analizirana i u okviru ovog rada. Kao jedan od novih reaktorskih sustava za proizvodnju biodizela transesterifikacijom sve veći interes i primjenu pronalaze mikroreaktori. Za provedbu reakcije transesterifikacije u mikroreaktorima, kao i u ostalim reakcijskim sustavima, potrebno je odrediti optimalne reakcijske uvjete potrebne kako bi se dobili iskorištenja te udjeli metilnih estera masnih kiselina u skladu s odgovarajućim standardima. Kao polazna sirovina u proizvodnji biodizela najčešće se koriste različita ulja i masti prirodnog podrijetla, a kao rezultat procesa transesterifikacije dobiva se produkt koji sadrži komponente koje je potrebno odvojiti kako bi se dobio biodizel čistoće u skladu s odgovarajućim standardima. U okviru ovog rada, a u svrhu proizvodnje biodizela koji zadovoljava standarde, razvijen je integrirani mikrosustav u kojemu je prvo provedena reakcija transesterifikacije u mikroreaktoru, a zatim pročišćavanje biodizela u serijski povezanom mikrosustavu. Pročišćavanje je provedeno u mikroekstraktoru s niskotemperaturnim eutektičkim otapalom koje iz biodizela uklanja zaostale reaktante i dobiveni glicerol pri čemu se dobiva biodizel visoke čistoće. Enzim lipaza, koji je korišten za provedbu reakcije transesterifikacije u mikroreaktoru, imobiliziran je na magnetske nanočestice što je omogućilo njegovo zadržavanje u mikroreaktoru i posljedično olakšalo proces pročišćavanja biodizela u serijski povezanom mikrosustavu te proces učinilo ekonomski opravdanim. Inaktivacija enzima metanolom, drugim reaktantom u procesu transesterifikacije koji se u pravilu dodaje u suvišku, jedan je od osnovnih izazova provedbe procesa transesterifikacije katalizirane enzimima. Kao jedno od procesnih rješenja ovog izazova primijenjen je mikroreaktorski sustav u kojemu su kao ulazne procesne struje korišteni čisti metanol te emulzija ulja i enzima pri čemu je proizveden biodizel uz iskorištenje od 94 % uz vrijeme zadržavanja, 𝜏 = 20 min. Dodatno je razvijen i integrirani sustav spajanjem mikroreaktora s mikroekstraktorom pri čemu je proizveden biodizel uz iskorištenje od 94 % za vrijeme zadržavanja, 𝜏 = 20 min, te uz udio glicerola od 0, 019 % (w/w).

biodizel ; transesterifikacija ; enzim lipaza ; ekstrakcija eutektičkim otapalom ; integrirani mikrosustav

nije evidentirano