تولید دیزل زیستی از روغن کرچک در حضور زیست‌کاتالیست لیپاز/کلسیم آلژینات: بهینه سازی و بررسی اثر دما، مقدار کاتالیست و نسبت متانول به روغن

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 3، دوره 17، شماره 2، شهریور 1402، صفحه 19-27   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2023.1978271.2089

نویسندگان

آرش داودی مهر¹؛ علیرضا شاکری²؛ محمد براتی^{* 3، 4}

¹دانشجوی کارشناسی ارشد گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران

²استاد گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

³استادیار گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران.

⁴پژوهشکده نانوفناوری، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

چکیده

       در این مطالعه دیزل زیستی در حضور زیست­ کاتالیست لیپاز/کلسیم آلژینات از روغن کرچک تهیه شد. آنزیم لیپاز پانکراس بر پایه کلسیم آلژیناتی تثبیت و در واکنش استری­شدن روغن کرچک به متیل ­استرهای اسید چرب (FAMEs) استفاده شد. پایه کلسیم آلژینات سنتزشده با طیف­سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و روش BET شناسایی شد. همچنین، پس از نشاندن لیپاز بر آن، محتوای پروتئینی زیست­ کاتالیست سنتزشده، همچنین، فعالیت آب­کافتی و زیست­ کاتالیستی آن در واکنش استری­ شدن ارزیابی شد. برای بهینه­ سازی واکنش تولید دیزل زیستی، طراحی آزمایش با به­ کارگیری نرم افزار SAS JMP Pro انجام شد. برای این کار سه عامل دمای واکنش، مقدار کاتالیست و نسبت متانول به روغن در نظر گرفته شد و تحلیل داده ­ها با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) انجام گرفت. نتیجه­ها نشان داد که بیشترین مقدار دیزل زیستی (86_/96 %) در دمای C° 48_/2، با 0_/32 گرم کاتالیست و نسبت متانول به روغن 0_/50 به­دست می­آید. همچنین، مشخص شد که مقادیر بالای هر کدام از این عامل­ها تاثیر منفی بر بازده تولید دیزل زیستی دارند که دلیل آن به ویژگی­ های ذاتی آنزیم، مانند غیرفعال ­شدن در دماها و مقادیر متانول بالاتر، همچنین، کلوخگی و تغییر صورت­بندی در غلظت­ های بالا نسبت داده شد.

کلیدواژه‌ها

دیزل زیستی؛ زیست‌کاتالیست؛ لیپاز؛ بهینه‌سازی فرایند؛ روغن کرچک

مراجع