Entegre et ve süt ürünleri tesislerinde enerji ve madde geri kazanımında biyodizel eldesi

Fosil yakıtlara çevre dostu alternatif olarak biyodizel yakıtlar bitkisel ve hayvansal yağlardan farklı metotlar ile üretilebilmektedir. Bazı sektörlerde ortaya çıkan hayvansal atık yağlar biyodizel üretiminde kullanılarak geri kazanılabilmekte ve çevre dostu yakıt olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışmada entegre et ve süt ürünleri üretimi tesisinden oluşan atıksuda bulunan hayvansal atık yağın ayrıştırılması ve biyodizel üretimi araştırılmıştır. Ham yağ önce et ve süt atıksularının birleştiği noktaya yağ ayırma havuzu yapılarak atıksudan ayrıştırılmıştır. Alınan bu hammadde daha sonra yoğunluklarına göre ayırma tankında posa, posa+su ve yağ olarak ayrıştırılmıştır. Bu işlem sonucunda %63-77 aralığında kullanılabilir yağ elde edilmiştir. Bu yağ dekantör santrifüj aracılığıyla katı (%37-49) ve sıvı (%14-20) faza ayrılmıştır. Yapılan tüm çalışmalarda 2-propanol (80°C), etanol (75°C) ve metanol (60°C) alkol ve reaksiyon sıcaklıkları kullanılmıştır. Serbest yağ asidi (SYA) %3,4 olan sıvı yağ ile 20, 25, 30, 35 ve 40:1 alkol:yağ mol oranları, 2, 4 ve 6 sa reaksiyon süreleri ile transesterifikasyon işlemi gerkçekleştirilmiştir. ASTM D6751'e göre tüm koşullarda; EN 14214'e göre 2-propanol (20:1-6 sa; 25:1-4/6 sa; 30:1-4/6 sa; 35-40:1-6 sa), etanol (30:1-6 sa; 35-40:1-6 sa) ve metanol (35-40:1-6 sa) koşullarında uygun sonuç elde edilmiştir. Elde edilen uygun koşullarda birim maliyetler metanol ile 0,97-1,00 $/L, etanol ile 1,24-1,46 $/L, 2-propanol ile 1,78-2,80 $/L biyodizel aralığında elde edilmiştir. SYA %9,7 olan katı yağa doğrudan asit katalizli ve iki aşamalı esterifikasyon ve transesterifikasyon işlemleri uygulanmıştır. Doğrudan katalizli işlemde H₂SO₄ (%5, 7, 9), 48 sa ile ASTM D6751'e göre tüm koşullarda; EN 14214'e göre her üç alkol için 30:1 mol oranında ve %7 ve 9 H₂SO₄ ile uygun sonuç elde edilmiştir. Elde edilen uygun koşullarda birim maliyetler metanol ile 0,95-1,01 $/L, etanol ile 1,50-1,51 $/L, 2-propanol ile 2,56-2,58 $/L biyodizel aralığında elde edilmiştir. İki basamaklı esterifikasyon ve transesterifikasyon işleminde 1. aşama; 2-propanol (6 sa, %3-4 H₂SO₄; 9:1-12:1), etanol (5 sa, %2-3 H₂SO₄; 9:1-12:1), metanol (4 sa, %1-1,75 H₂SO₄; 6:1), 2. aşamada hepsinde metanol 6:1,%0,5 KOH, 2 sa ile EN 14214 ve ASTM D6751'e uygun sonuç elde edilmiştir. Elde edilen uygun koşullarda birim maliyetler metanol ile 0,38-0,40 $/L, etanol ile 0,52-0,55 $/L, 2-propanol ile 0,76-0,82 $/L biyodizel aralığında elde edilmiştir. Tüm uygun koşullar içinde birim maliyetler metanol kullanılan sistemlerde 0,38-1,01 $/L, etanol 0,52-1,51 $/L ve 2-propanol 0,76-2,80 $/L biyodizel ile elde edilmiştir.