مدلسازي رياضي اصلاح شده توليد بيوديزل از روغن آفتابردان در يك فرايند ناپيوسته

Modifying the mathematical modeling of biodiesel production

هدف از اين تحقيق، مدلسازي رياضي اصلاح شده فرايند تبادل استري شدن روغن آفتابگردان در حضور متانول در يك راكتور ناپيوسته است. در اين پژوهش با اصلاح مدل هاي موجود در منابع علمي، اثر غلظت كاتاليست بر ميزان و سرعت توليد بيوديزل تعميم يافته است. با استفاده از موازنه جرم براي يك راكتور ناپيوسته ، تغييرات غلظت مواد اوليه و محصولات نسبت به زمان نوشته شده و جهت حل اين معادلات از روش رانگ-كوتاي مرتبه چهاربراي استفاده شد. علاوه بر اثر غلظت كاتاليست، اثر دما و اثر نسبت متانول به روغن بر فرايند توليد بيوديزل نيز مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي جمع آوري شده از منابع علمي، ضرايب سنتيكي محاسبه گرديد. سپس با مقايسه نتايج حاصل از مدل و داده هاي آزمايشگاهي، مشاهده گرديد كه مدل حاضر قادر است بخوبي رفتار فرايند توليد بيوديزل را پيش بيني كند. نتايج نشان داد كه توليد بيوديزل وابسته به نسبت متانول به روغن و دما است و با افزايش اين عامل ها، سرعت و بازده توليد افزايش مي‌يابد.

The purpose of this research, mathematical modeling of modified sunflower oil transesterification process in the presence of methanol in a batch reactor. In this study, by modifying existing models in the literature, the effect of catalyst concentration on the production of biodiesel was extended. The concentration of raw materials and products with respect to time was written by using the mass balance for a batch reactor. Runge-Kutta method was used to solve these equations. In addition to the effect of catalyst Concentration, the temperature effect and the effect of methanol to oil on the biodiesel production process were also studied. Kinetic coefficients were calculated by using experimental data collected from the scientific literature, initially. Then, by comparing the results of model and experimental data, it was observed that the present model can well predict the behavior of the biodiesel production process. The results showed that the biodiesel production is dependent on the ratio of methanol to oil and temperature and increase in these factors enhanced speed and efficiency of the production