Production and use of biodiesel

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2005
Major/Subject
Teknillinen kemia
Mcode
Kem-40
Degree programme
Language
fi
Pages
xi + 81 s. + liitt. 12
Series
Abstract
Diplomityön kirjallisuusosassa on tarkasteltu biodieselin valmistukseen liittyvää julkaistua materiaalia. Kemialliselta koostumukseltaan biodiesel on rasvahappojen metyyliestereitä. Biodieseliä voidaan valmistaa vaihtoesteroimalla kasviöljyjä tai vaihtoehtoisesti eläinrasvoja metanolin kanssa. Katalyyttiä käytetään nopeuttamaan reaktiota ja parantamaan saantoa. Yleisimmin käytettyjä katalyytteja ovat natrium- ja kaliumhydroksidi. Euroopassa käytetyin raaka-aine biodieselin valmistukseen on rypsiöljy ja Amerikassa soijaöljy. Raaka-aineena voidaan käyttää myös ruoanlaiton yhteydessä syntynyttä jätepaistoöljyä. Lisäksi kirjallisuusosassa keskityttiin selvittämään biodieselin tärkeimpiä ominaisuuksia, jotka ovat määritelty mm. eurooppalaisessa prEN 14214 -biodieselstandardissa. Tutkimusosan tarkoituksena oli optimoida biodieselin valmistuksen olosuhteet. Metyyliestereitä valmistettiin vaihtoesteroimalla käytettyjä paistoöljyjä metanolilla käyttäen katalyyttina natriumhydroksidia. Ennen optimointia alustavissa kokeissa testattiin lähtöaineen laadun vaikutus tuotteen fysikaalisiin ominaisuuksiin käyttäen katalyyttinä NaOH:a ja KOH:a. Mitattavia parametreja olivat viskositeetti, samepiste ja happoluku. Kaasukromatografian avulla määritettiin tuotteen rasvahappojakauma. Reaktion edistymistä seurattiin kvalitatiivisesti NMR:n avulla. Vaihtoesteröinnin optimointikokeissa käytettiin katalyyttina NaOH:a, jonka määrää kasvatettiin 0,6 %:sta 1,0 %:iin öljyn massasta. Reaktiolämpötilan vaikutusta testattiin lämpötiloissa 30, 40 ja 50 °C. Lisäksi testattiin reaktioajan pidentämisen (1; 1,5 ja 2 h) sekä alkoholimäärän lisäämisen (öljyn ja alkoholin moolisuhde 1:4,7 -> 1:5,9) vaikutus, kun reaktiolämpötila oli 40 °C ja NaOH:n määrä 0,6 % öljyn massasta. Lopuksi tarkasteltiin puolikaupallisia biodiesel-näytteitä, joista määritettiin edellisten analyysien lisäksi tiheys, vesipitoisuus, tuhkapitoisuus, leimahduspiste ja kiintoainepitoisuus. Koetulosten mukaan reaktioajan pidentäminen ja alkoholimäärän lisääminen laskivat sekä viskositeettia että happolukua, mikä paransi polttoaineen laatua. Myös katalyyttimäärän lisääminen ja reaktiolämpötilan nostaminen paransivat viskositeettia. Katalyyttimäärän lisäämisellä oli kuitenkin parantava vaikutus vain tiettyyn pisteeseen asti, jonka jälkeen katalyyttilisäys vaikeutti faasien erottumista. Samepisteen todettiin olevan riippuvainen vain lähtöaineen rasvahappojakaumasta.
Description
Supervisor
Krause, Outi
Thesis advisor
Koskimies, Salme
Keywords
Other note
Citation