Based on the results shown in Table 4, the following issues arise:
(i) It is possible to remove methanol and water from the reaction medium in acceptable treatment times, reaching values complying with the quality standards.
(ii) Contrary to our expectations water elimination does notaffect the adsorption of polar impurities on silica.
(iii) It is possible to achieve the limit values prescribed by theregulations for the impurities analyzed, in a one-step treatment under vacuum (0.2 bars) and mild temperature (90 C), with contact times longer than 45 min and low concentrations of adsorbent (1.1%). The proposed treatment under vacuum conditions is effective for removing methanol, water, FG, glycerides (particularly MG), FFA and soaps.
(iv) Flash point values confirm the low residual methanol contents obtained.
The values of the adsorption capacities for some impurities at different temperatures are shown in Fig. 3. The comparison of the values obtained under vacuum conditions with those obtained under atmospheric pressure (Table 3) suggests that the adsorption capacity of the silica increases greatly in vacuum. When working at 90 C and a contact time of 90 min the adsorption capacity of FG increases from 7–9% to 15–17%. For soaps it increases from less than 1% to 20–22% and for MG from 13–18% to more than 180%.
The results largely exceeded our expectations. The rise observed cannot be attributed only to an increase in the number of sites available for adsorption after the removal of surface water. On the other hand these results are very promising because the adsorbent retains approximately 23% of its weight when the process takes place at atmospheric pressure and nearly 235% when carried out under vacuum (these values are obtained by adding the values of Q (%) obtained for each impurity). This greatly improves the utilization of the adsorbent, reducing the cost of the process.
Another important observation is that the retention of soap is greatly improved under vacuum, equating the amount of glycerol retained. The order of affinity observed was:
MG > FG soaps > FFA, DG, TG. This leads us to affirm that the silica after treatment in conditions of mild temperature and vacuum, behaves as a non-selective adsorbent with a high capacity of adsorption of different types of impurities. It therefore presents affinity for all impurities in different degrees, which makes it an excellent adsorbent to purify biodiesel.
Under the conditions used, the methanol and water are removed from the medium without interference on the adsorption of the other impurities. In fact, it cannot be ruled out that part of the methanol and water remain adsorbed on the silica surface.
It is possible to achieve impurities concentration values that comply with the quality standards, in one-step under vacuum (0.2 bars) and temperature (90 C) and at contact times of 45 min. These contact times are common in the industrial practice of oil bleaching.
A clear effect of temperature on the adsorption rate of MG is noticed, which is larger at higher temperatures. If a sample presents a greater adsorption rate at higher temperatures, this fact could be associated to high values of resistance to the diffusion of the impurities within the pores at lower temperatures. Although to a lesser degree this also happens with soaps. As to FG the treatment temperature does not have a major effect, since it is irreversibly adsorbed at low treatment times. Then we can conclude that despite that silica has a suitable porous structure, at the conditions of treatment there exists a steric hindrance to the free movement of the molecules of bigger size (glycerides). In a recent paper [21] we reported that during refining with silica powders the masstransfer mechanism of FFA is controlled by intraparticle diffusion.
The free acid content in the crude biodiesel was low because of the characteristics of the feedstock used to prepare the biodiesel and the process itself in which FFAs react with the alkaline catalyst to form soaps. Therefore the impurities concentration values after the treatment are adjusted to the specified quality standards. On the other hand the production of biodiesel using alkaline catalysts provides a high biodiesel yield (>98%) and the main subproducts of the transesterification are FG and MG. The concentration of DG and TG is much lower than that of MG and generally meets the quality standards.
Table 5 compares the values of adsorption capacities experimentally obtained for FG, soaps, MG and FFA, with the maximum theoretical values calculated for each of these impurities, assuming that adsorption is reduced to the formation of a ‘‘monolayer’’ on the adsorbent. For the calculation of the theoretical values the postulates of Langmuir were considered valid [22]. The assumptions were:
(i) The concentration of adsorption sites of silica was 4 OH/nm2
[23].
(ii) The adsorption stoichiometry was 1:1 for all impurities.
(iii) Each impurity is alone in the li
บนพื้นฐานของผลที่แสดงในตารางที่ 4 ปัญหาต่อไปนี้เกิดขึ้น:
(i) มันเป็นไปได้ที่จะเอาเมทานอลและน้ำจากปฏิกิริยาปานกลางในช่วงเวลาการรักษาได้รับการยอมรับถึงค่าความสอดคล้องกับมาตรฐานคุณภาพ.
(ii) ขัดกับน้ำที่เราคาดไว้ กำจัดไม่ notaffect การดูดซับสิ่งสกปรกขั้วในซิลิกา.
(iii) มันเป็นไปได้เพื่อให้บรรลุค่าขีด จำกัด ที่กำหนดโดย theregulations สำหรับสิ่งสกปรกวิเคราะห์ในการรักษาในขั้นตอนเดียวภายใต้สูญญากาศ (0.2 บาร์) และอุณหภูมิอ่อน (90 C) ติดต่อกับเวลานานกว่า 45 นาทีและต่ำความเข้มข้นของตัวดูดซับ (1.1%) การรักษาที่นำเสนอภายใต้สภาวะสูญญากาศที่มีประสิทธิภาพสำหรับการลบเมทานอล, น้ำ, FG, glycerides (โดยเฉพาะ MG) FFA และสบู่.
(iv) ค่าจุดวาบยืนยันต่ำเนื้อหาเมทานอลที่เหลือได้รับ.
ค่าของความจุในการดูดซับสำหรับสิ่งสกปรกบางอย่างที่ อุณหภูมิที่แตกต่างกันจะแสดงในรูป 3. การเปรียบเทียบค่าที่ได้ภายใต้สภาวะสูญญากาศกับผู้ที่ได้รับภายใต้ความดันบรรยากาศ (ตารางที่ 3) แสดงให้เห็นว่าความสามารถในการดูดซับของการเพิ่มขึ้นของซิลิกาอย่างมากในการสูญญากาศ เมื่อทำงานที่ 90 องศาเซลเซียสและเวลาติดต่อ 90 นาทีความจุการดูดซับของ FG เพิ่มขึ้น 7-9% เป็น 15-17% สบู่มันจะเพิ่มจากน้อยกว่า 1% ถึง 20-22% และ MG 13-18% ถึงกว่า 180%.
ผลเกินส่วนใหญ่คาดหวังของเรา เพิ่มขึ้นสังเกตไม่สามารถนำมาประกอบเท่านั้นที่จะเพิ่มขึ้นในจำนวนของเว็บไซต์ที่พร้อมใช้งานสำหรับการดูดซับหลังจากการกำจัดของน้ำผิวดิน ในทางกลับกันผลเหล่านี้มีแนวโน้มมากเพราะตัวดูดซับเอาไว้ประมาณ 23% ของน้ำหนักของมันเมื่อกระบวนการที่เกิดขึ้นที่ความดันบรรยากาศและเกือบ 235% เมื่อดำเนินการภายใต้สูญญากาศ (ค่าเหล่านี้จะได้รับโดยการเพิ่มค่าของคิว (%) ที่ได้รับในแต่ละสิ่งเจือปน) นี้ช่วยเพิ่มการใช้ประโยชน์ของตัวดูดซับลดค่าใช้จ่ายของกระบวนการ.
อื่นสังเกตที่สำคัญคือการเก็บรักษาของสบู่ดีขึ้นอย่างมากภายใต้สุญญากาศเท่าปริมาณของกลีเซอรีนไว้ ลำดับของความสัมพันธ์ที่สังเกตได้คือ:
MG> สบู่ FG> FFA, DG, TG นี้ทำให้เรายืนยันว่าซิลิกาหลังการรักษาในสภาพอุณหภูมิที่รุนแรงและสูญญากาศที่จะทำงานเป็นตัวดูดซับไม่เลือกที่มีความจุสูงของการดูดซับของประเภทที่แตกต่างกันของสิ่งสกปรก ดังนั้นจึงนำเสนอความใกล้ชิดกับสิ่งสกปรกทั้งหมดในองศาที่แตกต่างกันซึ่งจะทำให้มันเป็นตัวดูดซับที่ดีเยี่ยมในการชำระล้างไบโอดีเซล.
ภายใต้เงื่อนไขที่ใช้เมทานอลและน้ำจะถูกลบออกจากสื่อโดยปราศจากการแทรกแซงในการดูดซับสิ่งสกปรกอื่น ๆ ในความเป็นจริงมันไม่สามารถปกครองออกว่าเป็นส่วนหนึ่งของเมทานอลและน้ำยังคงดูดซับบนพื้นผิวซิลิกา.
มันเป็นไปได้เพื่อให้บรรลุสิ่งสกปรกค่าความเข้มข้นที่สอดคล้องกับมาตรฐานคุณภาพในขั้นตอนเดียวภายใต้สูญญากาศ (0.2 บาร์) และอุณหภูมิ ( 90 C) และการติดต่อครั้ง 45 นาที ครั้งติดต่อเหล่านี้เป็นเรื่องธรรมดาในการปฏิบัติอุตสาหกรรมฟอกสีน้ำมัน.
ผลที่ชัดเจนของอุณหภูมิที่มีต่ออัตราการดูดซับของ MG จะสังเกตเห็นซึ่งมีขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิสูง หากกลุ่มตัวอย่างที่มีการอัตราการดูดซับมากขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าความเป็นจริงนี้อาจจะเกี่ยวข้องกับค่าสูงของความต้านทานต่อการแพร่กระจายของสิ่งสกปรกที่อยู่ในรูขุมขนที่อุณหภูมิต่ำ แม้ว่าในระดับน้อยนี้ยังเกิดขึ้นกับสบู่ ในฐานะที่เป็น FG รักษาอุณหภูมิไม่ได้มีผลสำคัญเพราะมันจะถูกดูดซับถาวรในช่วงเวลาที่การรักษาต่ำ จากนั้นเราสามารถสรุปได้ว่าแม้จะมีซิลิกาที่มีรูพรุนโครงสร้างที่เหมาะสมในส่วนของเงื่อนไขของการรักษามีอยู่เป็นอุปสรรค steric การเคลื่อนไหวฟรีของโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่ (glycerides) ในกระดาษที่ผ่านมา [21] เรารายงานว่าในช่วงการปรับแต่งด้วยผงซิลิกากลไก masstransfer ของ FFA จะถูกควบคุมโดยการแพร่อนุภาค.
ปริมาณกรดฟรีในไบโอดีเซลน้ำมันดิบอยู่ในระดับต่ำเนื่องจากลักษณะของวัตถุดิบที่ใช้ในการเตรียมความพร้อมของไบโอดีเซลและ ดำเนินการเองซึ่ง FFAs ทำปฏิกิริยากับตัวเร่งปฏิกิริยาอัลคาไลน์ในรูปแบบสบู่ ดังนั้นค่าความเข้มข้นสิ่งสกปรกหลังการรักษามีการปรับมาตรฐานคุณภาพที่กำหนด ในทางตรงกันข้ามการผลิตไบโอดีเซลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาด่างให้ผลตอบแทนสูงไบโอดีเซล (> 98%) และ subproducts หลักของ transesterification มี FG และแมกนีเซียม ความเข้มข้นของ DG และ TG มากต่ำกว่า MG และโดยทั่วไปเป็นไปตามมาตรฐานที่มีคุณภาพ.
ตารางที่ 5 เปรียบเทียบค่าของความจุในการดูดซับได้ทดลองสำหรับ FG, สบู่, MG และ FFA ที่มีค่าสูงสุดตามทฤษฎีการคำนวณสำหรับแต่ละของสิ่งสกปรกเหล่านี้ สมมติว่าการดูดซับที่จะลดลงไปการก่อตัวของ '' monolayer '' ในการดูดซับที่ การคำนวณค่าทางทฤษฎีสมมุติฐานของ Langmuir ได้รับการพิจารณาที่ถูกต้อง [22] สมมติฐานคือ:
(i) ความเข้มข้นของเว็บไซต์การดูดซับของซิลิกา 4 OH / nm2
[23].
(ii) ปริมาณสารสัมพันธ์ดูดซับเท่ากับ 1: 1. สำหรับสิ่งสกปรกทั้งหมด
(iii) แต่ละคนไม่บริสุทธิ์เป็นคนเดียวในหลี่
การแปล กรุณารอสักครู่..
