Biyodizel Üretimi

Biyodizel, biyokütle yakıtları kullanılarak elde edilen biyolojik bir yakıttır. Üretiminde kullanılan materyallere bitkiler, hayvansal atıklar ve mikroorganizmalar örnek verilebilir. Biyodizel üretiminde genellikle bitkisel ve hayvansal yağlar kullanılır.

Biyodizel, fosil yakıtlarına alternatif bir yakıttır. Sürdürülebilir olması ile ön plana çıkmaktadır. Fosil yakıtlarına kıyasla daha az sera gazı üretmesi biyodizel yakıtları avantajlı konuma getirir. Ayrıca tarımsal atıkların geri dönüşümün de sağlar.

Biyodizelin üretim sürecinde transesterifikasyon adlı bir kimyasal reaksiyon gerçekleşir. Bu reaksiyonda yağ veya yağ asitleri, alkol ve katalizör kullanılır. Bu maddeler reaksiyon sonucunda yağ asitleri alkil esterine yani biyodizele dönüşür.

Biyodizel üretiminde hangi kimyasal hammaddeler kullanılır?

• Yağ/Yağ asitleri: Bitkisel kaynaklar olarak en yaygın soya fasulyesi, kanola, ayçiçeği ve palmiye yağı tercih edilir. Ek olarak hayvansal yağlar da kullanılabilir. Bunların yanı sıra atık yağlar da geri dönüşüm ile üretimde değerlendirilebilir.

• Alkol: Alkol, yağ ile reakiyona girerek biyodizel üretim sürecini başlatır. Metanol veya etanol kullanılır. En yaygım metanol tercihi mevcuttur.

• Katalizör: Transesterifikasyon reaksiyonunda yağ ve alkol arasındaki etkileşimi sağlamak için kullanılır. Böylece reaksiyonun gerçekleşmesi kolaylaşır. Alkali ve asit katalizörler bulunmaktadır. Alkali katalizörler, reaksiyon hızını arttır ve yüksek dönüşüm verimliliği sağlar. Sodyum hidroksit ve potasyum hidroksit kullanılan hammaddelerdir. Asit katalizörler, bazı özel durumlara ve hammaddelerin özelliklerine bağlı olarak kullanımı gerekebilir. Sülfürik asit ve fosforik asit uygun katalizörlerdir.

• Çözücü: Çözücülerin kullanımı bazen gereklidir. Yağın alkolle karışabilmesini sağlar. Bu şekilde reaksiyonun ilerlemesini kolaylaştırır.

Örnek formülasyon:

Kullanılan hammaddeler aşağıdaki gibidir.

• Bitkisel yağ (Ayçiçek yağı veya soya yağı)
• Sodyum hidroksit veya potasyum hidroksit
• Metanol

Biyodizelin hazırlanışı;

1. Bitkisel yağ karıştırma kazanına alınır.
2. Metanol bitkisel yağın üzerine dökülür. Bitkisel yağın %20-30’u kadar metanol kullanılmalıdır.
3. Sodyum hidroksit veya potasyum hidroksit, ayrı bir kapta su ile karıştırılarak çözeltisi hazırlanır. Bitkisel yağın %0,2-1’i kadar katalizör çözeltisi kullanılır.
4. Katalizör çözeltisi, metanol ve bitkisel yağ karıştırılır.
5. 1-2 saat boyunca karışım 50-60C sıcaklıkta ısıtılır.
6. Reaksiyonun tamamlanması ile karışım soğumaya bırakılır.
7. Soğumanın ardından biyodizelde gliserol oluşabilir. Bu aşamada birkaç saat bekletme, santrifüj veya filtrasyon ile ayrıştırma yapılabilir.
8. Ayrışmanın ardından biyodizel elde edilir.

Atık yağdan biyodizel elde etmek için de bu adımlar uygulanabilir. Ek olarak işlemlerden önce atık yağın süzülmesi, kir ve kalıntılardan arındırılması gerekir. 

Biyodizel üretiminde BHT neden kullanılır?

Üretim sürecinde antioksidan görevi görmesi için Butil hidroksi tolüen (BHT) kullanılır. Formülasyonda aşağıdaki faydaları sağlar.

• Oksidasyonu önleme,
• Stabiliteyi arttırma,
• Yakıtın kalitesini yükseltme.

BHT kullanımı ile biyodizelde kullanım performansı artarken yakıt kalitesi de yükselmiş olur. Ek olarak biyodizelin uzun süreli depolanması sağlanır. 

Nelere dikkat edilmelidir?

Biyodizel üretimi, sürdürülebilir bir enerji kaynağı olan biyoyakıtların geliştirilmesinde önemli bir rol oynar. Ancak, biyodizel üretim sürecinde atık yönetimi, hammaddelerin kaynak sürdürülebilirliği ve karbon ayak izi gibi çeşitli çevresel ve sosyal konular dikkate alınmalıdır.