عنوان پایان‌نامه

بررسی تولید بیودیزل از بیومس ریز جلبک جداسازی شده از پیل سوختی میکروبی



    دانشجو در تاریخ ۱۰ تیر ۱۳۹۴ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "بررسی تولید بیودیزل از بیومس ریز جلبک جداسازی شده از پیل سوختی میکروبی" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی سیستم های انرژی - انرژی و محیط زیست
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1304;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69051
    تاریخ دفاع
    ۱۰ تیر ۱۳۹۴
    دانشجو
    آزاده پهلوان زاده
    استاد راهنما
    عبدالرضا کرباسی, امید توکلی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    تولید بیودیزل در این پژوهش با استفاده از لیپید زیست¬توده ریزجلبک کلرلاولگاریس حاصل از پیل سوختی میکروبی است که ریزجلبک بخشی از رشد خود را در پیل سپری می¬کند. تولید بیودیزل از ریزجلبک حاصل از پیل سوختی شامل 4 مرحله اصلی بوده است. مراحل در این پژوهش عبارت است از: کشت اولیه گونه کلرلاولگاریس در محیط کشت BG-11 و ادامه رشد در پیل سوختی، جداسازی گونه از محیط کشت پیل سوختی به روش فیزیکی (حرارتی)، استخراج روغن از زیست توده با حلال (بلادی دایر)، تبدیل روغن غیر قطبی استخراجی به بیودیزل با انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون در دو روش مستقیم و فراصوت. برای یافتن میزان بهینه تولید بیودیزل در هر دو روش انجام واکنش (مستقیم و فراصوت) از نرم افزار Design Expert 7.0.0 Trial استفاده شد و با انجام مراحل مذکور نمونه¬ها مورد آنالیز قرار گرفت و بیشترین میزان تولید بیودیزل در شرایط انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون به روش مستقیم در شرایط زمانی 1 ساعت و 52 دقیقه و درصد دوز کاتالیزور (NaOH) به لیپید0/66 (w/w) به عمل آمد. همچنین این چهار مرحله برای انجام واکنش در شرایط فراصوت انجام گرفت و ماکزیمم مقدار تولید بیودیزل در نقطه زمانی 30 دقیقه و 40 ثانیه و درصد دوز کاتالیزور(NaOH) به لیپید (w/w) 0/71گزارش شد. سپس با داشتن شرایط بهینه اثر پیل سوختی میکروبی را بر ریزجلبک استخراج شده از دو سیستم پیل سوختی میکروبی و سیستم کشت باز مورد بررسی قرار گرفت که مقدار 63/27 درصد میزان تولید متیل استر اسیدچرب با روش مستقیم واکنش ترانس استریفیکاسیون و مقدار 57/11 درصد میزان تولید متیل استر اسیدهای چرب با روش فراصوت گزارش شد و همچنین برای انجام مقایسه دقیق¬تر، شرایط بهینه بدست آمده روی ریزجلبک استخراج شده از سیستم کشت باز (بدون حضور پیل سوختی میکروبی) استفاده شد که مقدار 79/10 درصد میزان تولید متیل استر اسیدچرب در واکنش ترانس استریفیکاسیون با روش مستقیم و مقدار 72/95 درصد میزان تولید متیل استر اسیدچرب با روش فراصوت گزارش شد. میزان تولید زیست توده در پیل سوختی میکروبی حدود0/43 g/l و در سیستم کشت باز 0/23 g/L و بهره¬وری لیپید حاصل از ریزجلبک استخراجی از پیل سوختی میکروبی حدود 0/0106 g/L.D و برای ریزجلبک استخراجی از سیستم کشت باز حدود 0/0059 g/L.D شد. در روش انجام واکنش به دو روش فراصوت و مستقیم، بهره¬وری بیودیزل از ریزریزجلبک استخراجی از پیل سوختی میکروبی حدود 0/605 g/L.D و 0/649 g/L.D و برای ریزجلبک استخراجی از سیستم کشت باز برای سیستم فراصوت و مستقیم به ترتیب 0/43 g/L.D و 0/644 g/L.D می¬باشد. بنابراین پیل سوختی میکروبی توانسته اثر مثبت خود را بر تولید بیودیزل بگذارد و حدودا 28 درصد میزان تولید بیودیزل را افزایش دهد. از دو نتیجه ذکر شده در بالا به این مفهوم می¬رسیم که پیل سوختی میکروبی نسبت به سیستم کشت باز توانسته اثر مثبت روی میزان تولید بیودیزل بگذارد. کلید واژگان: بیودیزل، ریزجلبک، انرژی، محیط زیست، پیل سوختی میکروبی، ترنس استریفیکاسیون، کلرلاولگاریس
    Abstract
    Abstract The lipid biodiesel production using a microbial fuel cell that is fed microalgae (Chlorella vulgaris) biomass spent part of its growth in cell stems. Biodiesel production from microalgae fuel cell consists of 4 stages from the original. Steps in this study include: basic culture medium so fed Chlorella vulgaris in BG-11 and continuing growth in fuel cell, Chlorella vulgaris separation from fuel cell culture medium, oil extraction by solvent (Baladi Dyer), and converting the non-polar oils to biodiesel by trans esterification reaction in both direct and ultrasound. To find the optimal amount of biodiesel produced in the reaction of both methods (direct and ultrasound) Software Design Expert 7.0.0 Trial was used and the samples were analyzed with the greatest amount of biodiesel produced in the reaction of direct trans esterification method in terms of time (1 hour and 52 minutes) and a dose of catalyst (NaOH) to the lipid-0.66 (w / w) were performed. The four-step reaction was performed under ultrasound and the maximum amount of biodiesel at the point of time 30 minutes and 40 seconds and the percentage of the dose of the catalyst (NaOH) to lipid (w / w) 0.71 reported. The microbial fuel cell with an optimal effect on the microalgae extracted from both open systems and cultures examined the amount of 63.27% of trans-esterification reaction of methyl esters of fatty acids with the direct method and the 57.11 % of the production of methyl esters of fatty acids and also to compare with sonication report more detail, optimal conditions obtained on microalgae extracted from open culture systems (microbial fuel cell without) was the amount of 79.10% of production trans-esterification of fatty acids methyl ester in response to the direct method and the 72.95% of the production of methyl esters of fatty acids was reported by sonication. Biomass production in microbial fuel cell is about 0.43 g / l and in the open system is 0.23 g / L. Lipid productivity for biomass extracted from microbial fuel cell is about 0.0106 g / LD and for open system is about 0.0059 g / LD. In response to direct and sonication, biodiesel productivity extracted from biomass extracted from microbial fuel cell is about 0.605 g / LD and 0.649 g / LD and for biomass extracted from open culture systems in ultrasound and direct systems are 0.43 g / LD and 0.644 g / LD. The microbial fuel cell could have a positive impact on biodiesel production and approximately 28% of biodiesel production increase. As a result, the microbial fuel cell system has a positive effect on the biodiesel production. Keywords: biodiesel, biomass, energy, environment, microbial fuel cell, trans-esterification, Chlorella vulgaris