دانلود رایگان ترجمه مقاله تولید زیست دیزل از روغن جلبک در اسیدهای چرب آزاد – الزویر 2012

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1. مقدمه
بیودیزل از آلکیل استرهای اسید چرب ساخته‌شده از تری گلیسیریدها (TAG)، دی آسیل گلیسرول ها (DAG)، اسیدهای چرب آزاد (FFA) و فسفولیپیدها (PL) تشکیل می‌شود که به طور سنتی از روغن‌های گیاهی یا چربی‌های حیوانی حاصل می‌شود (Leung و همکاران 2010، Vyas et، 2010). در مقایسه با سوخت دیزل معمولی، بیودیزل مقادیر بالاتری از گوگرد و نیتروژن دارد و درنتیجه پس از احتراق SOX ، NOx، CO، بنزن و تولوئن کمتری آزاد می‌شود. یک تنگنای عمده محدود کردن توسعه صنعت بیودیزل، تهیه و قیمت مواد اولیه می‌باشد (Greenwell و همکاران، 2010؛ Naik و همکاران، 2010). یک منبع امیدبخش برای بیودیزل، ریز جلبک است که بدون استفاده از زمین زراعی و رقابت برای تولید غذا می‌تواند در آب تازه یا دریا رشد کند (Singh et al. 2011a). برخی از میکرو جلبک‌ها دارای بیومس و بهره‌وری بالای روغن هستند (Hu و همکاران، 2008؛ ویلیامز و لورنز، 2010). تولید بیودیزل از جلبک‌ها به‌طورکلی توسط یکی از سه روش زیر انجام می‌شود. اولین پروتکل دومرحله‌ای این است که در آن روغن جلبک با حلال‌های آلی استخراج می‌شود و سپس با استفاده از یک کاتالیزور، مانند اسید، به عنوان مثال یک اسید (Krohn و همکاران، 2011؛ Nagle و Lemke، 1990)، یک باز (Umdu و همکاران، 2009؛ Vijayaraghavan و Hemanathan، 2009) یا یک آنزیم (Li و همکاران 2007) به بیودیزل تبدیل می‌شود. روش دوم به‌طور مستقیم با استفاده از کاتالیزور اسیدی در فشار اتمسفر و دمای محیط بیودیزل را از بیومس جلبک تولید می‌کند (Ehimen و همکاران، 2010؛ جانسون و ون، 2009؛ Wahlen و همکاران، 2011). روش سوم، تبدیل یک مرحله‌ای برای تولید بیودیزل در فشار و درجه حرارت بالا، بدون نیاز به استفاده از کاتالیزور است (Huang و همکاران 2011، Patil و همکاران 2011). هر روش ذاتاً دارای مزایا و معایبی است. روش 2 نیاز به غلظت بالای اسیدسولفوریک دارد زیرا رطوبت در بیومس عامل محدود کننده‌ای برای بازده تبدیل است (Ehimen و همکاران، 2010؛ جانسون و ون، 2009). در مقابل، رطوبت را می‌توان تحت شرایط بحرانی یا فوق بحرانی روش 3 نادیده گرفت (Patil و همکاران، 2011)؛ بااین‌حال، در شرایط بحرانی یا فوق بحرانی واکنش‌های جانبی اتفاق می‌افتد که اسیدهای آلی و ترکیبات نیتروژن هتروسیکلی از تخریب پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها تولید می‌شوند (Huang و همکاران، 2011). این آلاینده‌ها کیفیت بیودیزل را کاهش می‌دهند و یا در فرآیند تصفیه دخالت می‌کنند. از دیدگاه اقتصادی و ارزش انرژی، استخراج مستقیم روغن از دوغاب جلبک مرطوب، مورد توجه قرار گرفته است (Xu و همکاران، 2011)، اما مسائل مربوط به پایداری روغن در جلبک‌های مرطوب برداشت شده هنوز باید مورد توجه قرار گیرد. چربی‌های سلولی در بیومس جلبک‌های مرطوب ممکن است به کمک آنزیم‌های داخلی تجزیه شود (Singh و همکاران، 2011 b). در طی ذخیره‌سازی طولانی، چربی‌های سلولی می‌توانند به اسیدهای فرار (Foree و Mccarty 1970) یا اسید چرب آزاد تجزیه شوند (Alencar و همکاران، 2010). Krohn و همکاران (2011) گزارش کردند که اسید چرب آزاد در روغن استخراج‌شده از بیومس جلبک می‌تواند به بالاتر از 84% برسد (وزن روغن). چنین سطح بالایی از FFAs در طی رشد جلبک غیرمحتمل است زیرا آن‌ها روی سلول اثر سمی دارند (Wu و همکاران 2006). در مطالعه حاضر، تغییرات در FFA و TAG در بیومس جلبک ذخیره شده مرطوب در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. روغن جلبک از گونه‌های Scenedesmus sp. موجود در آب تازه، نمونه‌های دریایی Nannochloropsis sp؛ و Dinoflagellate؛ و بیگانه‌خوار شامل سطوح مختلف اسید چرب آزاد با استفاده از دو مرحله فرآیند تحت شرایط بهینه به بیودیزل تبدیل شدند و راندمان بیودیزل و خواص سوخت تجزیه‌وتحلیل شد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

Biodiesel is composed of fatty acid alkyl esters produced from triacylglycerols (TAG), diacylglycerols (DAG), free fatty acids (FFA) and phospholipids (PL), traditionally derived from vegetable oils or animal fats (Leung et al., 2010; Vyas et al., 2010). Compared to conventional diesel, biodiesel generally contains a higher level of oxygen and lower levels of sulfur and nitrogen and therefore, less SOx, NOx, CO, benzene and toluene are released upon combustion (Tica et al., 2010). A major bottleneck limiting the development of the biodiesel industry is supply and price of feedstocks (Greenwell et al., 2010; Naik et al., 2010). A promising source of biodiesel is microalgae, which can grow in fresh water or marine environments, without using arable land and competing with food production (Singh et al., 2011a). Some microalgae have high biomass and oil productivity (Hu et al., 2008; Williams and Laurens, 2010). Biodiesel production from algae is generally done by one of three methods. The first is a two-step protocol in which algae oil is extracted with organic solvent and then converted to biodiesel using a catalyst, such as an acid (Krohn et al., 2011; Nagle and Lemke, 1990), a base (Umdu et al., 2009; Vijayaraghavan and Hemanathan, 2009), or an enzyme (Li et al., 2007). The second method directly produces biodiesel from algae biomass using an acid catalyst at atmospheric pressure and ambient temperature (Ehimen et al., 2010; Johnson and Wen, 2009; Wahlen et al., 2011). The third method is one-step conversion to biodiesel at high pressure and high temperature in the absence of a catalyst (Huang et al., 2011; Patil et al., 2011). Each method has innate advantages and disadvantages. Method 2 requires high concentrations of sulfuric acid since moisture in the biomass is a limiting factor for conversion efficiency (Ehimen et al., 2010; Johnson and Wen, 2009). In contrast, moisture can be ignored under the subcritical or supercritical conditions of method 3 (Patil et al., 2011); however, side reactions happen at subcritical or supercritical conditions that produce organic acids and heterocyclic nitrogen compounds from the degradation of proteins and carbohydrates (Huang et al., 2011). These contaminants lower the quality of biodiesel or interfere with the purification process. From an economics and energy cost point-of-view, oil extraction directly from wet algal slurry is thought to be preferable (Xu et al., 2011), but issues regarding stability of the oils in harvested wet algae still have to be addressed. Cellular lipids in wet algae biomass may be enzymatically degraded by internal enzymes (Singh et al., 2011b). During long-term storage, cellular lipids can be degraded to volatile organic acids (Foree and Mccarty, 1970) or free fatty acid (Alencar et al., 2010). Krohn et al. (2011) reported that free fatty acid in oil extracted from algae biomass can reach as high as 84% (oil weight). Such high levels of FFAs are unlikely to have been present in the algae during growth since they would have had a cytotoxic effect on the cells (Wu et al., 2006). In the current study, changes in FFA and TAG in wet algae biomass stored under various conditions were investigated. Algae oil from the fresh water species Scenedesmus sp., the marine species Nannochloropsis sp. and a heterotrophic Dinoflagellate, containing different free fatty acid levels were converted to biodiesel using a two-step process under optimum conditions. The biodiesel yield and fuel properties were analyzed.