تولید بیودیزل از ریزجلبک های قایل رشد در فاضلاب
چکیده
بیودیزل امروزه به عنوان سوختی جایگزین برای سوخت¬های نفتی به شدت مورد توجه قرار گرفته است. منابع تولید بیودیزل انواع روغن های خوراکی و غیر خوارکی مثل روغن ذرت، کانولا، نخل، جلبک، روغن مستعمل آشپزی و غیره است. عمده تولید بیودیزل از روغن های خوارکی است، به طوری که بین 75 تا 90 درصد هزینه کل تولید این محصول را در بر می گیرد. به علاوه، با توجه به بحران غذایی پیش بینی شده جهان توسط سازمان ها و ارگان های مربوطه، انتظار می رود که هزینه تولید بیودیزل نیز به شدت افزایش یابد. به علاوه، رقابت بین غذا و سوخت باعث بغرنج تر شدن این مسئله خواهد شد. از این رو مطالعات علمی اخیر در زمینه تولید سوخت جایگزین به سمت استفاده از منابع ارزان قیمت حرکت کرده است. جلبک یک منبع بسیار ارزان، با کیفیت و فراوان برای تولید بیودیزل است. جلبک ها موجودات سخت جانی هستند که در اکثر محیط های آبی، خواه شیرین و یا شور، وجود دارند. تقریباً تمامی جلبک ها حاوی لیپید هستند. این لیپید ها هستند که به وسیله الکل استری شده و تولید بیودیزل می کنند. گونه های مختلف جلبک ها دارای درصدهای مختلفی از لیپید هستند. از این رو مطالعات روی گونه های خاص جلبک که درصد لیپید بالایی دارند، برای این فرآیند صورت گرفته است. اما، استریل نگه داشتن محیط و جلوگیری از آلودگی جلبک های خاص در طول فرآیند رشدشان کاری بسیار دشوار و هزینه بر است. از این رو تولید بیودیزل از یک منبع مختلط از انواع جلبک ها در یک محیط کشت آلوده که تا به کنون بررسی بر روی آن صورت نپذیرفته بود، مورد توجه قرار گرفت. بدین منظور از محیط فاضلاب و جلبک که از تصفیه خانه پرکندآباد تهیه شد، به منظور رشد جلبک استفاده شد. در ابتدا مخلوط جلبک تهیه شده در محیط bg-11 رشد داده شد. سپس مقداری از آن در فاضلاب برای تولید انبوه کشت شد و بعد از گذشت 5 روز، جلبک ها استخراج، خشک و به پودر تبدیل شد. آزمایش ها به منظور تولید بیودیزل توسط نرم افزار design expert به روش فاکتوریال طراحی شد. تأثیر سه متغیر میزان متانول (نسبت 9 و 13 میلی لیتر بر گرم جلبک خشک)، میزان پتاسیم هیدروکسید به عنوان کاتالیست (1و3 درصد وزنی) و مدت زمان (2و 4 ساعت) در میزان تولید بیودیزل از جلبک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به وسیله نرم افزار بهینه سازی شد که زمان 2 ساعت، میزان متانول 31/9 میلی لیتر بر گرم جلبک خشک و 1 درصد وزنی کاتالیست به عنوان شرایط بهینه به دست آمد که بازده تولید 51/66 درصد وزنی متیل استر اسید چرب (fame) در این حالت گزارش شد.