سوخت هاي گياهي و بيو ديزل (بیوديزل)

در سالهای اخير عرصه تحولات علمی و فنی جهان و ارتباط آن با انسان و محيط زيست او به گونه ای شگفت انگيز و با چنان سرعتی دگرگون شده كه آشنايی با مسائل و اموری كه  در مسيرها و هدفهای پژوهشی و علمی  قرار می گيرد از عوامل موثر و تعيين كننده بشمار می رود. يكی از حوزه هايی كه اخيراً در صدر برنامه های اصلاحی دولتها و جوامع گوناگون قرار گرفته، توجه به محيط زيست و چگونگی حفاظت از آن در برابر توسعه های تكنولوژيكی می باشد. در اين خصوص، در طبقه بندی طيف وسيعی از آلاينده های محيط زيست، استفاده مداوم از سوختهای فسيلی در توليد انرژی و نيز در وسايل نقليه، در حمل و نقل های داخلی و بين المللی به سبب آثار غير قابل انكار آن در تخريب محيط زيست انسان، توجه بسياری از محققين را بخود جلب نموده است، بطوريكه نتيجه تحقيقات خود را بلادرنگ در اختيار مراجع تصميم گيرنده و نيز افكار عمومی قرارمی دهند.
شايد هنوز زود باشد كه درباره سوخت نهايی اظهار نظر قطعی كرد. لكن مطالعات وسيع در نقاط مختلف جهان دراين مورد راه را كوتاه تر خواهد كرد.به عنوان مثال چين بعنوان يكی از بزرگترين وارد كنندگان و مصرف كنندگان انرژی و به ويژه نفت، وبا توجه به رشد اقتصادی سريع خود،درصدد استفاده از زيست توده ها و بهره گيری از مازاد محصولات كشاورزی برای تهيه و تامين سوخت بخصوص برای خودروها می باشد . دولتهای محلی در برخی از استانهای چين از كشاورزان خواسته اند كه از مازاد محصولات خود برای  تهيه سوختی موسوم به گازول استفاده كنند كه برای مصرف خودروها مناسب است.
گازول در واقع نوعی سوخت است كه از تركيب اتانول و بنزين بدست می آيد. مواد اوليّه اتانول نيز از ذرت، سيب زمينی و نيشكر حاصل می شود كه با تركيب و تغييراتی بر روی آنها        می توان ماده خام اتانول را تهيه كرد و سپس با تركيب آن با بنزين، سوخت گازول را توليد نمود. آزمايشهای انجام شده در برخی از استانهای چين در اين زمينه ثمر بخش بوده است، بترتيبی كه مسئولان استان “خه لونگ جيانگ” بعنوان بزرگترين توليد كننده غله در جهان تصميم گرفته اند 345 هزار تن از محصولات انبار غله را برای اتانول اختصاص دهند.
بررسی ها نشان داده كه اين سوخت به كاهش گازهای سمی از جمله منوكسيد كربن كمك می نمايد. قرار است در ماههای آينده تمام خودروهای استانهای شمال شرق چين از سوخت گازول استفاده كنند.
تحقيقات دامنه داری در سراسر جهان برای جايگزينی سوختهای ديزلی و بنزينی كه 90% سوختهای حمل و نقل جاده ای را تشكيل می دهند در جريان است.
آيا سوختهای جانشين بدون توجه به تاثيرات منفی،می توانند مزيتهای قابل توجهی در بر داشته باشد؟ از چه نوع سوختی می توان و می بايد در آينده استفاده نمود؟
فراوانی منابع اطلاعات و سوالات بی شماردرباره توليد و مصرف سوخت كه همچنان بدون پاسخ باقی مانده، تحقيقات فوق را بيش ازحد پيچيده نموده است.برای سنجش كارآيی و عملكرد سوختها معيارهای متفاوتی وجود داردكه فرآيند ارزيابی رابا مشكلات بيشتری مواجه می سازد.
انتشار گازهای محلی و گلخانه ای،نكات ايمنی،در دسترس بودن ماده اوليه يعنی نفت خام و البته هزينه های مترتب با آن، از جمله موضوعاتی است كه می بايد مورد توجه قرار گيرد.
تكنولوژی فرآيند سوخت و موتور خودروها درحال تحوّل می باشد. در زمان معاصر،         تصميم ها می بايد به ترتيبی اتخاذ شود كه برای نسل آينده نيز قابل اجرا باشد. می توان گفت كه عملاً هيچ نوع سوخت مطلوب وجود ندارد، بدين معنی كه ارزش و انتخاب می بايد بطور انتزاعی تشريح و تبيين شود[3].
جوامع امروزی، هزينه و روش قابل ملاحظه ای در تحقيق برای كاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای حاصل از ترافيك اختصاص داده اند.اگرچه اين مطلب، بحث روز نمی شود و به اصطلاح نقل محافل نمی باشد، لكن آگاهی عمومی از اين موضوع و نفوذ آن در جوامع مختلف محرك اصلی برای تحقيق بوده است.
در واقع اثرات منفی ترافيك جاده ای بر محيط زيست و نگرانی در خصوص امنيت انرژی انكارناپذير می باشد. برای مثال شهرنشينان نسبت به اثرات مهلك گازهای خروجی خودروها آگاهی لازم را داشته و در بسياری از شهرها گزارش روزانه كيفيت هوا همراه با ساير اخبار به اطلاع عموم رسانده می شود. وسايل ارتباط جمعی،پيشرفت اثرات ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای بر تغييرات آب و هوا را بطور مرتب گزارش می كند.  خريداران خودرو،  حداقل با نوعی آگاهی در خصوص ميزان مصرف سوخت و ميزان آلودگی هوا و جايگاه آن در توليد خودرو، به نمايشگاههای خريد و فروش  خودرو مراجعه  می كنند.  دولت نيزبطور فعال با وضع قوانين و مقررات مالياتی و اجرای ساير سياست ها، تصميم گيری در انتخاب سوخت را كنترل و هدايت می نمايد. بنابراين، تلاش به منظور توسعه تكنولوژی و تحقيقات پيرامون انتخاب سوخت جديد پاسخی به منافع مهم و غيرقابل ترديد اجتماعی می باشد.
بر طبق آمار موجود، در سال 1995 نزديك به 600 ميليون خودرو (80 درصد شخصی و مابقی اتوبوس و كاميون) در خيابانها و شاهراههای شهرهای جهان تردد داشته اند اين تعداد قبل از سال 2010 احتمالاً به رقم يك ميليارد بالغ خواهد شد.
توليد خودرو حتی از انبار كردن آن سريعتر حركت می كند. در دهه 80، ترافيك جاده ای در كشورهای OEC(Organization for Economic Cooperation and development) نزديك به 40 درصد افزايش يافت، يعنی هرسال 5/3 درصد كه اين خود 5/3 برابر سريعتر از توسعه ناوگان خودروها بوده. امروزه بيش از 99درصد از تأمين برای حمل و نقل جاده ای در كشورهای OECD از نفت خام  مشتق می شود ( 69 درصد بنزين و 30 درصد ديزل)، درحاليكه مهمترين            سوخت های جايگزين شامل  LPG( 9/0درصد ) و گاز طبيعی ( 05/0 درصد) از سهم ناچيزی برخوردار می باشند[3].
بنابراين، ترافيك جاده ای تقريباً بطور كامل متكی به خودروهايی  با  سوخت  فسيلی است. آلودگی  ناشی از مصرف انرژی فسيلی در سراسر جهان موضوعی شناخته شده می باشد. كيفيت هوا در مكانهای مختلف و اثرات آن بر سلامت جامعه و اسيدی شدن و تأثيرات گازهای گلخانه ای به مشغله فكری دائمی تصميم گيرندگان تبديل شده است.

فهرست مطالب  :
فصل اول
مقدمه     1
ﺗﺎرﻳﺨﭽﻪ     4
فصل دوم
كليّات     11
2-1 خودرو و تكنولوژی موتور     13
فصل سوم
3-1 سوختهای گياهی و چند مورد از سوختهای گیاهی     16
3-1-1 متانول     16
3-1-2 اتانول     17
3-1-3 بيوديزل     19
3-2 هزينه های توليد سوخت     21
3-3 روغن گياهی خالص به عنوان سوخت ديزل     23
3-3-1 تكنولوژی السبت ELSBETT TECHNOLOGIE     27
فصل چهارم
4-1 بیودیزل     29
4-1-1 درباره بيوديزل     29
4-2 كيفيت و كميت بيوديزل و منابع اوليه آن     30
4-3 معایب و محاسن بیودیزل     33
4-3-1 ﻣﺰﻳﺖ ﻫﺎي ﺳﻮﺧﺖ ﺑﻴﻮدﻳﺰل     33
4-3-1-1 ﺑﻴﻮدﻳﺰل ﺗﺠﺪﻳﺪ ﭘﺬﻳﺮ اﺳﺖ‬     34
4-3-1-2  ﺑﻴﻮدﻳﺰل ﻣﻴﺘﻮاﻧﺪ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﻧﻔﺖ وارداﺗﻲ ﺷﻮد     35
4-3-1-3  دوام ﭘﺬﻳﺮي ﺑﻴﻮدﻳﺰل     35
4-3-1-4  بيوديزل آلودگي را كاهش مي دهد     35
4-3-1-5  ﺑﻴﻮدﻳﺰل ﺳﻼﻣﺘﻲ اﻧﺴﺎن را ﺗﻬﺪﻳﺪ ﻧﻤﻲ ﻛﻨﺪ     37
4-3-1-6  ﺑﻴﻮدﻳﺰل ﺳﻤﻲ ﻧﻤﻲ ﺑﺎﺷﺪ     37
4-3-1-7  ﺑﻴﻮدﻳﺰل رواﻧﻜﺎري ﻣﻮﺗﻮر را ﺑﻬﺒﻮد ﻣﻲ ﺑﺨﺸﺪ‬     37
4-3-1-8  آﺳﺎﻧﻲ ﻣﺼﺮف ﺑﻴﻮدﻳﺰل‬     38
4-3-1-9 ﺗﻮازن اﻧﺮژي ﺑﺎﻻﺗﺮ ﺑﻴﻮدﻳﺰل ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ اﺗﺎﻧﻮل و ﭘﺘﺮودﻳﺰل     38
4-3-1-10  اﻗﺘﺼﺎد ﺗﻮﻟﻴﺪ و اﺳﺘﻔﺎه از ﺑﻴﻮدﻳﺰل     39‬
4-3-1-11  ﺳﺎزﮔﺎر ﺑﻮدن ﺑﺎ ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ‬     39
4-3-1-12  استارت بهتر با سوخت بيوديزل در هوای سرد     40
4-3-2 ‫ﻣﺸﻜﻼت اﺳﺘﻔﺎده از ﺑﻴﻮدﻳﺰل‬     41
4-4 ﺑﻴﻮدﻳﺰل 100‪B‬‬     43
4-4-1 ‫ﻧﻜﺎت ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ در راﺑﻄﻪ ﺑﺎ 100‪ B     43
4-5 بيو ديزل و اكسيدهای نيتروژن  biodiesel and NO    44
4-6 ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﻴﻮدﻳﺰل و ﭘﺘﺮودﻳﺰل     45
4-7 چند روش تولید بیودیزل     47
4-7-1 پروسه توليد بيوديزل the foolproof way to make biodiesel     447
4-7-2 توليد بيوديزل به روشی دیگر      50
4-7-2-1 مواد اوليه بيوديزل عبارتند از     50
4-7-3 روش توليد بيوديزل استري شده     51
4-7-3-1 مخلوط كردن كاتاليست الكل     53
4-7-3-2 واكنش     53
4-7-3-3 جداسازي      55
4-7-3-4 حذف الكل     55
4-7-3-5 ‬‫ﺧﻨﺜﻲ ﺳﺎزي ﮔﻠﻴﺴﻴﺮﻳﻦ     55
4-7-4 توليد سوخت بيوديزل از روغن پسماند با استفاده از روش ترانس استريفیکاسیون     56
مقدمه     56
4-7-4-1 مواد و روش‬ها     58
4-7-4-1-1 دستگاه فرآوري بيوديزل     58
4-7-4-1-2 بهينه¬سازي عملکرد رآکتور ترانس استريفيکاسيون     59
4-7-4-2 نتايج و بحث     61
4-7-4-2-1 ارزيابي سوخت بيوديزل     61
4-7-4-2-2 اثر نسبت مولي متانول بر درصد تبديل واکنش     63
4-7-4-2-3 اثر دما بر درصد تبديل واکنش     64
4-7-4-2-4 اثر شدت اختلاط بر درصد تبديل واکنش     65
4-7-4-2-5 اثر مقدار کاتاليست بر درصد تبديل واکنش     67
4-7-4-2-6 بررسي زمان ماند بر درصد تبديل واکنش استريفيکاسيون     68
4-7-4-3 نتيجه¬گيري     69
4-8 چرا از بيوديزل استفاده می كنيم why use biodiesel?    69
4-9 بيوديزل و خودروی شما Biodiesel and your vehicle     70
4-10 بيوديزل در موتورهای بنزينی Biodiesel in gasoline engines     72
4-11 شستشوي بيوديزل و روشهای آن     72
4-11-1 روش هاي شستشو     73
4-12 انبار كردن بيوديزل     74
4-13 ‫‪ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ آﺗﺶ ﺳﻮزي ﺑﻴﻮدﻳﺰل     74
4-14 استانداردهاي بيوديزل     75
فصل پنجم
5-1 توليد زيست سوخت( Biooil )  از باگاس نيشكر بوسيله فرآيند پيروليز     82
مقدمه     82
5-2 فرآيند پيروليز     82
5-2-1 فرآيند پيروليز تحت خلاء     83
5-2-2 فرآيند پيروليز سريع     84
5-3 شرح فرآيند توليد بيواويل     85
5-4 آناليز بيواويل     88
5-5 مزاياي بيو اويل در مقايسه با سوخت هاي ديگر     89
5-6 كاربردهاي بيواويل     89
5-7 نتيجه     90
فصل ششم
6-1 تولید اتانول از شکر     92
6-2 چشم انداز تعاوني هاي شكر در ايالات متحده     92
6-3 صنعت شكر در ايالات متحده     93
6-4 تعاوني ها در صنعت قند     94
6-5 فراورش چغندر قند     94
6-6 تجهيزات انتقال چغندر قند     94
6-6-1 فراورش نيشكر     94
6-7 عوامل موثر بر ماندگاري صنعت شكر و اتانول     95
6-8 موقعيت كارخانه و هزينه هاي سرمايه گذاري     96
6-9 نياز روز افزون به مواد اوليه     96
6-10 فناوري هاي استفاده از مواد سلولزي     97
6-11 باگاس     97
6-12 خط مشي و سياستهاي دولت     97
6-13 نقش مهمي كه تعاوني ها برعهده دارند     99
فصل هفتم
7-1 حقايق اتومبيل car facts     102
7-2 كيت روغن گياهی ATG ATG vegetable oil-kit     103
7-2-1 مزايای تبديل خودروی ديزل شما به استفاده از روغن گياهی     103
7-3 اجزاء كيت روغن گياهی ATG ATG vegetable oil-kit     104
7-4 بيوديزل در هنگ كنگ Biodiesel in hong kong     108
7-5 روغن نارگيل coconut oil     109
فصل هشتم
8-1سوختهای گیاهی .113
مقدمه .113
8-2 اطلاعاتی جامع در مورد سوخت های گیاهی .116
8-3  فواید گسترش تولید سوخت های گیاهی  122
8-4 موانع و نگرانی‌ها  .123
8-5  سوخت هاي گياهي چالش نوين  .124
8-6  مزیتهای نسبی سوختهای زیستی .126
8-7 مهمترین کشورهای دنیا در زمینه ی سوخت های زیستی  .127
8-8 توليد سوخت زيستي از علف‌هاي ‌هرز 128
8-9  ارتقاع سوخت های زیستی با ارائه کاتالیست جدید  129
8-10  نگرانی های عمده استفاده از سوخت های گیاهی  .131
8-11 سوخت گیاهی، جایگزینی برای کاهش آلودگی  131
8-12 سوخت گیاهی به زودی در ایران جایگزین گازوئیل می شود 133
8- 13سوخت گیاهی برای هواپیماها 135
8-14  تحقق رؤیای پرواز با سوخت گیاهی تا 10 سال آینده  137
8-15حرکت برق‌آسا با استفاده از سوخت زیستی 138
8-16 استفاده از چربي مرغ در سوخت جت 142
فصل نهم
9-1 سوخت بیودیزل 145
9-2  تفاوت های اساسی در ترکیب بیودیزل و گازوییل  147
9-3 ترکیب زنجیرهای اسیدهای چرب 147
9-4 تولید بیودیزل 148
9-4-1- در این فرآیند ابتدا روغن 149
9-5 اثرهای استفاده از بیودیزل نسبت به سوخت دیزل  150
9-6 تحقیق و توسعه .151
9-7 ویژگی و مزایای سوخت های بیودیزل  .151
9-7-1  انرژی 152
9-7-2  مفهوم بیودیزل .153
-7-3  چرا بیودیزل؟ 155
9-7-4  سوخت ایمن و تمیز 155
9-8 بیودیزل تشعشعات آلاینده زیست محیطی را تقلیل می دهد  .156

فصل دهم
10-1  مقایسه سوخت گیاهی با فسیلی  158
چکیده .158
مقدمه  159
10-2  مواد و روشها  .161
بحث و نتیجه‌گیری .166
منابع و مراجع 172

فهرست اشکال
شکل 1-1      3
شکل 1-2      5
شکل 1-3      6
شكل 3-1 ساختمان مولكولی متانول      16
شكل 3-2 يكی از روشهای توليد اتانول و متانول     19
شكل 3-3 چرخه توليد بيوديزل     20
شکل 3-4     22
شکل 4-1      35
شکل 4-2      38
شكل 4-3 مهندس شيمی”رابرت دان”كه بيوديزل با كاركرد درهوای سرد ساخته است     41
شکل 4-4      43
شكل 4-5 الكس و دوستانش در حال ساختن بيوديزل     49
شکل 4-6 پايلوت فرآيند توليد بيوديزل از روغن¬هاي نباتي پسماند     59
شکل 4-7 نمونه¬اي از نتايج کروماتوگرافي گازي بيوديزل توليد شده از روغن پسماند.     62
شكل 4-8 تست شستن بيوديزل     72
شکل 5-1      86
شکل 6-1      92
شكل 7-1 خودروی گلف با سيستم دو مخزنه ATG     104
شكل 7-2 باك سوخت اضافی     104
شكل 7-3 اجزاء كيت مبدّل ATG     105
شكل 7-4 كاميون تبديل شده با كيت ATG     106
شكل 7-5 موتور مان 12 سيلندر با 700 اسب بخار قدرت با مصرف سوخت گياهی     106
شكل 7-6 قايق های مصرف كننده سوخت گياهی     107
شکل 7-7     107
شكل 7-8 نوشيدن بيوديزل توسط يك راننده مينی بوس     109
شكل 7-9 استفاده از نارگيل برای توليد بيوديزل     110

فهرست نمودار
نمودار 1-1       9
نمودار 4-1  ﻣﻴﺰان اﻧﺘﺸﺎر ﮔﺎزﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ درﺻﺪ ﺑﻴﻮدﻳﺰل در ﻣﺨﻠﻮط ﺑﺎ پترودیزل     ‬36
نمودار 4-2      53
نمودار 4-3  تاثير ميزان نسبت مولي الکل به روغن بر درصد وزني بيوديزل توليدي     63
نمودار 4-4  تاثير دما بر درصد وزني بيوديزل توليدي     65
نمودار 4-5  مقايسه نتايج حاصل و نتايج گزارش شده توسط ديگران     66
نمودار 4-6  تاثير ميزان اختلاط بر درصد وزني بيوديزل توليدي     67
نمودار 4-7  تاثير ميزان کاتاليست مورد استفاده بر درصد وزني بيوديزل توليدي     68
نمودار 4-8  اثر زمـان ماند بر درصد تبديل واکنش استريفيکاسيـون (2% وزني اسيـد سولفوريک
و نسبت مولي 10:1)     68
نمودار 5-1      87
نمودار 5-2      872
نمودار 5-3      838

فهرست جداول
جدول 2-1  نشان دهنده نوع موتور،  سيستمهای سوخت و نسبت تراكم بر اساس سوخت مصرفی     13
جدول 4-1  ميزان روغن توليدي براي محصولات مختلف بازاي هر ايكر     31
جدول 4-2      32
جدول 4-3      46
جدول 4-4      46
جدول 4-5  مقايسه خصوصيات بيوديزل توليد شده مطابق استاندارد ASTM D6751     62
جدول 4-6  نتايج آناليز واريانس ميزان خلوص متيل استر در بررسي اثرات دما     64
جدول 4-7  مقايسه ميانگين درصد خلوص بيوديزل نسبت به دما.     65
جدول 4-8  مقايسه ميانگين درصد خلوص بيوديزل نسبت به زمان در بررسي اثر ات دما     65
جدول 4-9 برخي خصوصيات B100 را بر طبق استاندارد03 ASTM D6751-را نشان مي دهد    79
جدول 4-10     80
جدول 6-1  مقايسه هزينه هاي تخميني توليد اتانول* از مواد اوليه مختلف     95
جدول 1 .169