طرح توجیهی بیودیزل ⚗️ بیوگازوئیل (0 تا 100 سوخت سبز)

✔️ همه چیز در مورد طرح توجیهی بیودیزل یا بیوگازوئیل ، یک سوخت پاک با مزایای شگفت انگیز برای جایگزین شدن با گازوئیل !

بیوگازوئیل که در سایر کشورها تحت نـام بیودیزل Biodiesel (منو آلکیل استر) نامیده می شود، یک سوخت گازوئیلی پاک است که از منـابع طبیعـی و قابـل تجدید مانند روغن های گیاهی ساخته می شود ، این سوخت تحت نام سوخت سبز و دوستدار محیط زیسـت نیز معروف می باشد.  

بیوگازوئیل در واقع یک سوخت دیزل مبتنی بر روغن گیاهی یا چربی حیوانی شامل زنجیر بلند الکیـل اسـتر (alkyl-ester) میباشد.

بیوگازوئیل عموما از واکنش شیمیایی یک چربی (مانند روغن های گیاهی یـا چربـی هـای حیـوانی ) بـا الکـل بدست می آید . بیودیزل می تواند بدون هیچ تغییری در موتورهای دیزل یا با هر مقدار در ترکیب بـا سـایر دیزل ها بکار گرفته شود. 

در حال حاضر لفظ "بیودیزل یـا بیوگازوئیل" بطـور اسـتاندارد بـرای «mono-alkyl ester» بکـار بـرده می شود. 

اغلب در محل های عرضه سوخت مخلوطی از بیودیزل به همراه یک دیزل مبتنـی بـر هیـدروکربن ارائـه می شود. و آن را با نام B20  یا B100 و یا … عرضه می کنند که در اینجا عدد کنار حـرف  B نشـان دهنـده درصد بیودیزل در سوخت مورد نظر است. و مثلا در B20 حدود بیست درصد بیودیزل و مابقی دیزل مبتنی بر هیدروکربن قرار دارد. 

دیزل زیستی می تواند به شکل خالص آن B100 یا هر قدار مخلوط با دیزل پالایشگاهی در موتورهای جدیـد بکار رود.

بیودیزل خواص حل کننده گی متفاوت از دیزل پالایشگاهی دارد، و ممکن اسـت سـبب حـل شـدن بیش از حد طبیعی واشرهای پلاستیکی طبیعی و شلنگ های پلاستیکی در یک کامیون (که اغلب پـیش از سـال 1992 میلادی ساخته شده اند) گردد، که این مشکل در موتورهای امروزی با تعویض آنها برطرف شده اسـت .

همچنین بیودیزل سبب پایین ریختن مواد ته نشین شده در مخزن سوخت گردد (که این نیز به سـبب قـدرت حل کننده گی بالای آن است).

در انگلستان چندین شرکت راه آهن از بیوگازوئیل 20 درصد ، بعنوان سوخت لوکوموتیو استفاده مـی کننـد . همچنین یک شرکت هوانوردی در کشور چک از بیودیزل بعنوان سوخت موتور جت بهره مـی بـرد .

البتـه مـی تـوان از بیوگازوئیل برای گرم کردن نیز استفاده نمود که این موجب کاهش قابل ملاحظه انتشار گـازهـای گلخانـه ای گردد .  

بیودیزل دارای خواص روغن کاری بهتر و عدد اکتان بالاتری نسبت به دیزلهای پالایشگاهی است. بیودیزل بعلاوه پوسیدگی سیستم سوخت رسانی را کاهش می دهد، و در سطوح پایین و فشار بالا باعث افزایش عمر مفید سیستم سوخت رسانی می گردد. 

ارزش گرمایی بیودیزل حدود 27-37 MJ/L است. و این حدود 9 درصد کمتر از سوخت دیزل پالایشگاهی است (که یک سوخت فسیلی محسوب می گردد). 

می توان ادعا نمود بیودیزل باعث سوختن نرم تر موتور و افزایش کارایی موتور می گردد. رنگ آن از طلایی تـا قهواه ی تیره بسته به ماده اولیه تولید آن متفاوت است و در دمایی بین 46 تا منهای 54 درجه سانتی گراد قابل استفاده است.

بیودیزل بطور عادی گوگرد نـدارد  (بنـابراین آلاینـدگی گـوگردی نـدارد ) و تولیـد آن نسـبت بـه دیـزل پالایشگاهی ارزانتر است.

بیودیزل عمدتا بوسیله فرآیند استرسازی از یک روغن گیاهی یا حیوانی حاصل می گـردد . روشـهای مختلفـی برای این فرآیند وجود دارد. در اغلب اوغات از الکل متانول بعنوان ارزان ترین نوع الکل برای تولید متیل استر اسـتفاده مـی شـود .

در ایـن واکنش یک محصول جنبی نیز بدست میآید و آن گلیسیرول است. درواقع ده درصـد محصـول ، گلیسـیرول است.

✳️ کاربردهای بیوگازوئیل یا بیودیزل به قرار زیر است :

• کاربرد به عنوان یک سوخت مناسب حتی کار آمدتر از دیزل
• کاربرد به عنوان ماده اولیه تولید هیدروژن در پیلهای سوختی
• کاربرد به عنوان پاک کننده لکه های روغن
• کاربرد به عنوان عامل محرک توربین های تولید الکتریسیته دیزلی
• کاربرد به عنوان سوخت مناسب در گرمایش منازل
• کاربرد در ایجاد روشنائی و پخت وپز
• کاربرد به عنوان رقیق کننده گریس ها و پاک کننده های صنعتی
• کاربرد به عنوان افزودنی به سوخت دیزلی برای روانی بیشتر
• کاربرد به عنوان عامل پاک کننده قیر
• کاربرد به عنوان پاک کننده دستهای چرب
• کاربرد به عنوان پاک کننده جوهر
• کاربرد به عنوان از بین برنده رنگ و چسب
• کاربرد به عنوان پاک کننده واکس
• کاربرد به عنوان ممانعت کننده خوردگی
• کاربرد به عنوان روان کننده قطعات فلزی  

آیا بیودیزل کالای جایگزینی دارد !

بیوگازوئیل یک سوخت گیاهی است که در خودروهای مختلف مورد استفاده قـرار مـی گیـرد . لـذا گازوئیـل معمولی کالای جایگزین محصول مورد بررسی به شمار می آید.

البته باید گفـت کـه بیـوگازوئیـل سـوخت جدیدی است که به دلیل برخورداری از منشاء گیاهی، در مقایسه با گازوئیل معمولی، از آلودگی بسیار کمتری برخوردار است، ولی با توجه بر قدمت مصرف گازوئیل، این کالا براحتی جایگزین بیوگازوئیل می گردد.

✔️ مزیت های بیودیزل نسبت به گازوئیل

✳️ مجموعه مزیت های بیوگازوئیل که سبب می گردد تـرجیح جامعـه روی مصـرف آن قـرار داشـته باشـد، بـه صورت زیر قابل بیان است:  

1 - بیودیزل نسبت به دیزل برای انسان خطرات بالفعل کمتری دارد :

بیودیزل که از منابع گیاهی تامین می شود، بسیار پاک می سوزد، زیست تخریب پذیر و غیر سمی بوده و زمانی که تبخیر شود به هیچ عنوان خطری ندارد. زمانی که بیودیزل می سوزد آلاینده های کمتری دارد همچنـین در خروجی احتراق این سوخت ، خبری از ترکیبات آروتیک و سولفوره نیست حتی بعضی افراد بوی این سوخت را دوست دارند. 

استفاده از این سوخت سبب کاهش ترکیبات هیدروکربنی نسوخته و نیز اکسیدهای کربن و دیگر آلاینـده هـا در مقایسه با دیزل می گردد. البته ترکیباتی نیز از این سوخت آزاد می شوند که خطـرات کمتـری نسـبت بـه دیگر آلاینده ها دارند همچون اکسیدهای نیتروژن.

با مصرف بیـودیزل %87 تولیـد اکسـیدهای کـربن در اثـر سوخت ها کاهش می یابد چرا که با مصرف بیودیزل اکسیدهای کربن مجـددا توسـط گیـاه جـذب شـده و بـه بیودیزل تبدیل می گردد. 

2 - بیودیزل بسیار ایمن تر از گازوئیل معمولی است :

با استفاده از فناوری پیشرفته و تجهیزات مناسب، تولید بیودیزل بسیار ایمن تر و آسان تـر از دیگـر سـوختها است. در حمل ونقل و استفاده نیز خطرات کمتری دارد چرا که نقطه اشتعال این سوخت بسیار بالاتر از دیزل است.

3 - بیودیزل در زمان احتراق برای موتور کار آمدتر است :

بیودیزل از خیلی وقت پیش به عنوان یک افزودنی به سوخت استفاده می شده است چرا که کارایی موتـور و روانی آن را افزایش می دهد. بیودیزل از دیزل خاصیت روان کنندگی بیشتری دارد و سبب کـاهش خـوردگی ، در ماشین می گردد.

این سوخت به صورت یک حلال ملایم کار می کنـد و بـا کـاهش رسـوب گرفتگـی در مخزن سوخت ماشین و لوله های انتقال و فیلترهای سوخت ، هزینه های ماشین را کاهش می دهد.  

4 - بیودیزل را می توان از زباله های رستوران ها خانه ها و کارخانجات نیز بدست آورد :

از روغن های استفاده در امر پخت وپز در رستورانها خانه ها و کارخانجات می توان براحتی سوختی مناسب تهیه نمود. 

5 - برای تولید بیودیزل انرژی کمتری مصرف می گردد :

در فرآیند تولید سوخت خواه سنتزی و یا استحصالی ، مقداری انرژی صرف فرآینـد خـالص سـازی حـرارت دهی و یا واکنش می شود این میزان انرژی در فرآیند تولید بیودیزل در حدود 4 برابـر کمتـر از دیـزل اسـت . 

در حال حاضر در بعضی از کشورها به دلیل حمایت دولت از بخش بیودیزل ، قیمت دیزل و بیـودیزل برابـری می کند، چرا که نفت خام در حال افزایش قیمت است و از طرفی مصرف ایـن سـوخت سـبب کـاهش نیـاز خارجی، افزایش تولیدات گیاهی و بهبود فرآیند تولید بیودیزل می گردد. 

✳️ مزیت های کلان و استراتژیک  استفاده از بیوگازوئیل به قرار زیر میباشد :

1 - کاهش وابستگی ایران به واردات سوخت

2 - حفظ و نگهداری و منابع سوختهای فسیلی

باید توجه داشت که نفت، گاز طبیعی، ذغال سنگ، منابع محدودی دارد بیودیزل می تواند در کاهش اسـتفاده از این سوختهای تجدیدناپذیر ما را یاری نماید چرا که طول عمر چرخه زیستی بیودیزل بسیار کوتاه است. 

3 - کاهش تولید گازهای گلخانه ای

سوختن سوختهای فسیلی طی قرن گذشته به طور فزایندهای باعث افزایش سطح گاز دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ای شده و نیز باعث افزایش گرمای اتمسفر گردیده است. از اینرو بکارگیری از یک سـوخت  پاک در شرایط کنونی امری اجتناب ناپذیر می باشد. 

4 - کاهش آلودگی هوا و کاهش خطرات ناشی از آن

بیودیزل می تواند نقش مهمی در کاهش بسیاری از آلاینده های هوایی مانند مونوکسید کـربن، هیـدروکربن، اکسیدهای سولفور، اکسیدهای نیتروژن و سموم هوایی داشته باشد. 

5 - تقویت اقتصاد خارجی ایران

صرف هزینه های گزاف در زمینه واردات سوخت به کشورمان همواره از معضلات جامعه ایـران بـوده اسـت ، بیودیزل می تواند در ممانعت از هدر رفتن ارز خارجی نقش حیاتی را ایفا کند و در عین حال به بازار جهانی سوخت جدیدی را جهت سرمایه گزاری در ایران معرفی نماید. 

✔️ مواد اولیه و فرایند تولید بیوگازوئیل یا بیودیزل

مواد اولیه مصرفی در تولید بیوگازوئیل با ظرفیت 300 هزار لیتر در روز

• روغن های گیاهی، چربی های حیوانی، روغن های مستعمل و دور ریز پخت و پز : 225000 تن
• کاتالیزور : 2250 تن
• مواد کمکی : 2250 تن

✳️ فرایند تولید بیوگازوئیل یا بیودیزل به شرح زیر میباشد

بیودیزل را از روغن های گیاهی تازه و یا مستعمل و چربی حیوانات تولید کـرد . ایـن سـوخت قابـل تجزیـه بیولوژیکی است و هنگامی که به عنوان یک جز ترکیبی مورد اسـتفاده قرارمیگیـرد نیازمنـد حـداقل تغییـرات در موتور است و نسبت به گازوئیلی که جایگزینش میشود، سوختی پاک است.

روغن های گیاهی میتوانند بـرای تولیـد ترکیبـات شـیمیائی کـه اسـترخوانده میشـوند بـا یـک الکـل ترکیـب شوند.زمانیکه این استرها به منظور سوخت مورد استفاده قرار میگیرند، بیودیزل خوانده شوند. 

 گلیسیرول ( که در داروسازی و تولید لوازم آرایش نیز مورد استفاده قرار می گیرد. ) بـه عنـوان یـک محصـول فرعــی تولیــد مــی شــود اخیــراً بیــودیزل طــی فراینــدی بــا نــام Transesterification تولیــد شــود.  

در این فرآیند ابتدا روغن گیاهی (یا چربی حیوانی) از فیلتر عبور داده میشود سپس برای از بین بردن اسیدهای چرب آزاد با قلیا فرآیند میگردد بعد با یک الکل (متانول) و یـک کاتـالیزور (هیدروکسـید سـدیم یـا پتاسـیم) ترکیب می شود.

تری گلیسریدهای روغن برای تشکیل استرها و گلیسرول واکنش شـیمیایی انجـام میدهنـد و بعداً از یکدیگر جدا شده و مورد تصفیه قرار می گیرند. مناسب ترین روش تولید بیودیزل ازمواد پسماند، استفاده از روش دو مرحله ای استریفیکاسیون اسیدی و تـرانس استریفیکاسیون بازی است.

در این فرآیندها، در ابتدا اسـیدهای چـرب آزاد موجـود در حضـور کاتـالیزوری اسیدی به بیودیزل تبدیل ودرمرحله بعد پس از کاهش درصد اسـیدهای چـرب آزاد خـوراک تـا حداکثر حـد مجاز (0.5% وزنی)، تری گلیسیریدهای موجود در حضور کاتالیزوری قلیایی بـه بیـودیزل تبـدیل میشـود .

از بزرگترین مزایای این روش میتوان بسرعت بالای واکنش تـرانس استریفیکاسـیون و  عـدم حساسـیت فرآینـد نسبت به کیفیت خوراک مورداستفاده اشاره کرد. 

کاتالیزورهای مورد استفاده دراین روش را میتوان از میان دسته وسیعی از مواد اسیدی و بازی انتخـاب کـرد .

در این تحقیق بـه منظـور کـاهش هزینـه هـای تولیـد ، اسـید سـولفوریک و  هیدروکسـید سـدیم بـه عنـوان کاتالیزورهای فرآیند مورد استفاده قرار گرفته است. مقدار کاتالیزور مورد نیاز تابعی از میـزان اسـیدها چـرب آزاد است.  

نتایج حاصل از آنالیز واریانس نشانگر آن است که دما و زمان بر میزان تبـدیل واکـنش اثـر معنـا داری را در سطح 1% نمایش میدهد. البته اثر تقابلی دما در زمان بر میزان تبدیل واکنش، تنها در سطح 5%  اثر معنـا داری را نشان میدهد.

نتایج حاصل از مقایسه میانگین ها به روش دانکن، بیانگراین امرست که بیشترین مقدار تبـدیل دردمای C° 65 و زمان 09 دقیقه حاصل میشود.

در این حالت نیز حساسیت در صد خلوص (درصد تبدیل) نسبت به زمان در زمان های بالاتر کمتر از زمان های اولیه انجام واکنش است کـه مهمتـرین دلیـل آن نزدیـک شدن به نقطه تعادل تبدیل است. با افزایش دمای واکنش درصد تبدیل واکنش افزایش مییابد. 

تولید بیوگازوئیل در ایران به صورت خرید تکنولوژی صورت گرفته است. میکسر، هواساز، مکنده مواد اولیه، جدا ساز، آبشویی و مهمترین بخش این سیسـتم خـالص سـازی و انجـام واکنش فرایند است که توسط این سیستم اجرا می شود.

در زیر فرایند تولید بیودیزل نشان داده شده است.  

✔️ ماشین آلات و تجهیزات و تاسیسات کارخانه تولید بیوگازوئیل با ظرفیت 300 هزار لیتر در روز

ماشین آلات و تجهیزات خط تولید کارخانه بیودیزل به قرار زیر میباشد :

• دانش فنی و مهندسی
• مهندسی تقضیلی و پایه
• ماشین آلات و تجهیزات کامل تولید
• نصب و راه اندازی و آموزش

✳️ نام شرکت های سازنده ماشین آلات مورد استفاده در تولید محصول به شرح زیر میباشد :  

• LCEC
• SiChuan Forever Chemical Engineering Technology Co., Ltd
• Asia BioFuelTech (ABFT)
• Green Fuels Ltd

تاسیسات مورد نیاز این کارخانه تولید بیودیزل به قرار زیر میباشند :

• برق رسانی
• هوای فشرده
• آب
• سوخت
• تلفن و ارتباطات
• تأسیسات گرمایشی و سرمایشی
• دیگ بخار و متعلقات

✳️ میزان آب و سوخت و برق مصرفی سالانه کارخانه تولید بیوگازوئیل با ظرفیت 300 هزار لیتر در روز

سوخت و برق مصرفی این کارخانه به قرار زیر می باشد :

• برق مصرفی : 500 کیلووات
• آب مصرفی : 2000 مترمربع
• گاز : 300000 مترمکعب

✳️ نیروی انسانی مورد نیاز جهت بهره برداری از کارخانه تولید بیوگازوئیل با ظرفیت 300 هزار لیتر در روز

تعداد نیروی انسانی مورد نیاز به قرار زیر میباشد :

• مدیر عامل 1 نفر
• مدیر مالی و اداری 1 نفر
• مدیر فروش 1 نفر
• کارشناس فنی 4 نفر
• کارشناس اداری – مالی 2 نفر
• کارشناس فروش 2 نفر
• تکنسین فنی 4 نفر
• کارگر ماهر 7 نفر
• کارگر فنی نیمه ماهر 7 نفر
• کارمند اداری 3 نفر
• منشی – راننده - نگهبان 3 نفر

✔️ زمین ، محوطه سازی و ساختمان سازی مورد نیاز جهت احداث کارخانه تولید بیوگازوئیل با ظرفیت 300 هزار لیتر در روز

✳️ زمین و محوطه سازی مورد نیاز کارخانه تولید بیودیزل به قرار زیر می باشد :

• خاکبرداری و تسطیح : 6000 مترمربع
• فضای سبز: 1000 مترمربع
• خیابان کشی و پارکینگ : 500 مترمربع
• دیوار کشی : 2000 مترمربع
• محوطه بارگیر ی و تخلیه بار : 1000 مترمربع

✳️ ساختمان سازی مورد نیاز کارخانه تولید بیودیزل به قرار زیر می باشد :

• سالن تولید : 1000 مترمربع
• سایت روباز تولید : 1000 مترمربع
• سایت تاسیسات : 500 مترمربع
• انبارها : 500 مترمربع
• ساختمان پشتیبانی تولید: 100 مترمربع
• اداری – خدماتی : 100 مترمربع
• سایر: 100 مترمربع