MethodsProcess simulation of biodie

Methods
Process simulation of biodiesel production
from microalgae is simulated by using Aspen
Plus in order to obtain a life cycle inventory-mass
and energy inputs and outputs. Life cycle
inventory consists of mandatory data in the life
cycle assessment. Methods consist of two
main topics, which are process overview and life
cycle assessment, as shown in the following
subtopics.
2.1 Process overview
Microalgae are the feedstock of biodiesel
production in this work. After the completion ofmicroalgae cultivation, harvesting, and extraction
to obtain microalgae oil, the oil is transesterified
by using methanol as a raw material, with
sodium hydroxide as catalyst, in a reactor to
produce free fatty acid methyl ester (FAME) as
biodiesel and glycerol as by product. In addition,
methanol, unconverted oil, and catalyst are
utilized incompletely in the transesterification
reaction. After completing the reaction, methanol
is recovered in a methanol recovery column in
order to send it back as raw material. Biodiesel
and glycerol are separated. In addition, biodiesel
is washed by warm water. Two streams are
separated: the stream of biodiesel purification
and that of the glycerol purification. Besides,
catalyst removal appears in this work.
Process simulation is an alternative tool to
simulate biodiesel production. In addition, process
simulation is selected to obtain the mass and
energy data for the application of the environmental
assessment. Aspen Plus simulator is
the program utilized in this work. The simulation
is used to propose a conceptual design of
biodiesel production. However, most of the key
components involved in the process are not
defined in the standard Aspen Plus property
databases, making it is necessary to estimate
Figure 1 System boundary of biodiesel production from microalgae
and simulate these components in the Aspen
Plus simulator. The process design is divided
into six sections: transesterification reaction,
methanol recovery, separation of biodiesel and
glycerol, biodiesel washing and purification,
alkali removal, and glycerol purification.
2.2 Life cycle assessment (LCA)
LCA is a tool to evaluate the environmental
impacts of the product over the whole process
[9]. The environmental impacts of life cycle
consist of seven categories-climate change,
ozone depletion, human toxicity, terrestrial
acidification, water depletion, and fossil
depletion. LCA methodology in this study was
based on the ISO 14040 framework [10].
2.2.1 Goal and scope definition
The goal of this work is to assess the
environmental impacts of biodiesel production
from microalgae. The scope of work is “gate to
gate” excluding microalgae cultivation, harvesting,
and extraction. The functional unit of this work
is 1,000 kg of biodiesel production. ReCiPe is
used in this work as a life cycle inventory
assessment method of calculation. The system
boundary is shown in Figure 1.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิธีการการจำลองกระบวนการผลิตไบโอดีเซลจาก microalgae จำลองโดยแอสเพนรวมทั้งเพื่อ ให้ได้วงจรชีวิตสินค้าคงคลังจำนวนมากและพลังงานอินพุตและเอาท์พุต วงจรชีวิตสินค้าคงคลังประกอบด้วยข้อมูลบังคับในชีวิตรอบการประเมิน วิธีการประกอบด้วย 2หัวข้อหลัก ซึ่งเป็นผลและชีวิตรอบการประเมิน ดังที่แสดงด้านล่างsubtopics2.1 ภาพรวมกระบวนการMicroalgae เป็นวัตถุดิบของไบโอดีเซลผลิตในงานนี้ หลังจากเสร็จสมบูรณ์ ofmicroalgae ปลูก เก็บเกี่ยว และสกัดรับ microalgae น้ำมัน น้ำมันถูก transesterifiedโดยใช้เมทานอลเป็นวัตถุดิบโซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นเศษ ในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อสร้างกรดไขมันอิสระเอส methyl (เฟม) เป็นไบโอดีเซลและกลีเซอรเป็น ด้วยผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้เมทานอล น้ำมันยังไม่แปลงแล้ว และเศษใช้ประโยชน์สมบูรณ์ในการเพิ่มปฏิกิริยาการ หลังจากจบปฏิกิริยา เมทานอลกู้ในคอลัมน์ในกู้คืนเมทานอลสั่งให้ส่งกลับไปเป็นวัตถุดิบ ไบโอดีเซลและมีแยกกลีเซอร นอกจากนี้ ไบโอดีเซลล้าง ด้วยน้ำอุ่น กระแสที่สองเป็นแยก: กระแสของฟอกไบโอดีเซลและที่ฟอกกลีเซอร สำรองเอาเศษในการทำงานนี้แล้วการจำลองกระบวนการเป็นเครื่องมือทางการจำลองการผลิตไบโอดีเซล นอกจากนี้ ดำเนินการจำลองไว้รับมวล และพลังงานข้อมูลสำหรับแอพลิเคชันของการสิ่งแวดล้อมการตรวจประเมิน จำลอง Aspen Plus เป็นโปรแกรมที่ใช้ในงานนี้ การจำลองสถานการณ์ใช้ในการเสนอแนวคิดการออกแบบของการผลิตไบโอดีเซล อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่ของคีย์ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการกำหนดในมาตรฐาน Aspen Plus คุณสมบัติฐานข้อมูล ทำให้จำเป็นต้องประเมินรูปที่ 1 ขอบเขตระบบของไบโอดีเซลผลิตจาก microalgaeและจำลองส่วนประกอบเหล่านี้ใน Aspenพร้อมจำลอง แบ่งการออกแบบกระบวนการในส่วนที่ 6: เพิ่มปฏิกิริยากู้คืนเมทานอล แยกไบโอดีเซล และกลีเซอร ล้างไบโอดีเซล และ ฟอกเอาด่าง และฟอกกลีเซอร2.2 ประเมินวงจรชีวิต(ผลิตภัณฑ์ LCA)LCA เป็นเครื่องมือประเมินที่สิ่งแวดล้อมผลกระทบของผลิตภัณฑ์กว่ากระบวนการทั้งหมด[9] ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของวงจรชีวิตประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศประเภทเจ็ดลดลงของโอโซน คล้าย ความเป็นพิษในมนุษย์ยู การลดลงของน้ำ และซากดึกดำบรรพ์การลดลงของการ วิธีการ LCA ในการศึกษานี้ได้ตามกรอบมาตรฐาน ISO 14040 [10]2.2.1 เป้าหมายและขอบเขตคำนิยามเป้าหมายของงานนี้คือการ ประเมินการผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตไบโอดีเซลจาก microalgae ขอบเขตของงานคือ "ประตูไปประตู"รวม microalgae ปลูก เก็บเกี่ยวและสกัด หน่วยงานนี้ทำงานกก. 1000 ของการผลิตไบโอดีเซลได้ สูตรใช้ในงานนี้เป็นสินค้าคงคลังเป็นวงจรชีวิตวิธีการประเมินผลของการคำนวณ ระบบขอบจะแสดงในรูปที่ 1

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิธีการ
จำลองกระบวนการผลิตไบโอดีเซล
จากสาหร่ายมีการจำลองโดยใช้ Aspen
พลัสเพื่อให้ได้วงจรชีวิตของสินค้าคงคลังมวล
และปัจจัยการผลิตพลังงานและเอาท์พุท วงจรชีวิตของ
สินค้าคงคลังประกอบด้วยข้อมูลที่บังคับใช้ในชีวิต
การประเมินวัฏจักร วิธีการประกอบด้วยสอง
หัวข้อหลักซึ่งเป็นภาพรวมของกระบวนการและการใช้ชีวิต
การประเมินวัฏจักรดังแสดงในต่อไปนี้
หัวข้อย่อย.
2.1 ภาพรวมกระบวนการ
สาหร่ายเป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล
ที่ผลิตในงานนี้ หลังจากเสร็จสิ้น ofmicroalgae การเพาะปลูกการเก็บเกี่ยวและการสกัด
เพื่อให้ได้น้ำมันสาหร่ายน้ำมันเป็น transesterified
โดยใช้เมทานอลเป็นวัตถุดิบที่มี
โซเดียมไฮดรอกไซเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อ
ผลิตกรดไขมันอิสระเมทิลเอสเตอร์ (FAME) เป็น
ไบโอดีเซลและกลีเซอรอล โดยผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้
เมทานอลน้ำมันเผล่และตัวเร่งปฏิกิริยาจะ
ใช้ไม่สมบูรณ์ใน transesterification
ปฏิกิริยา หลังจากเสร็จสิ้นการทำปฏิกิริยาเมทานอล
มีการกู้คืนในคอลัมน์การกู้คืนเมทานอลใน
การสั่งซื้อเพื่อส่งกลับไปเป็นวัตถุดิบ ไบโอดีเซล
และกลีเซอรีนจะถูกแยกออก นอกจากนี้ไบโอดีเซล
มีการล้างด้วยน้ำอุ่น สองสายจะถูก
แยกออกจากกัน: กระแสของไบโอดีเซลบริสุทธิ์
และของกลีเซอรีนบริสุทธิ์ นอกจากนี้
การกำจัดตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปรากฏในงานนี้.
จำลองกระบวนการเป็นเครื่องมือทางเลือกในการ
จำลองการผลิตไบโอดีเซล นอกจากนี้กระบวนการ
จำลองเพื่อให้ได้มวลและ
พลังงานข้อมูลสำหรับการประยุกต์ใช้ด้านสิ่งแวดล้อม
การประเมิน จำลอง Aspen Plus เป็น
โปรแกรมที่ใช้ในงานนี้ จำลอง
ที่ใช้ในการเสนอการออกแบบแนวคิดของ
การผลิตไบโอดีเซล แต่ส่วนใหญ่ของสำคัญ
ชิ้นส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการที่ไม่ได้
กำหนดไว้ในมาตรฐานสถานที่ให้บริการ Aspen พลัส
ฐานข้อมูลทำให้มันเป็นสิ่งที่จำเป็นที่จะประเมิน
ขอบเขตของระบบรูปที่ 1 ของการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่าย
และจำลององค์ประกอบเหล่านี้ในแอ
พลัสจำลอง การออกแบบกระบวนการนี้แบ่งออก
เป็นหกส่วนปฏิกิริยา transesterification,
การกู้คืนเมทานอลการแยกของไบโอดีเซลและ
กลีเซอรอลล้างไบโอดีเซลและการทำให้บริสุทธิ์
. กำจัดด่างและการทำให้บริสุทธิ์กลีเซอรอล
2.2 การประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA)
LCA เป็นเครื่องมือในการประเมินด้านสิ่งแวดล้อม
ผลกระทบของ ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการทั้งหมด
[9] ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของวงจรชีวิต
ประกอบด้วยเจ็ดการเปลี่ยนแปลงประเภทของสภาพภูมิอากาศ,
การสูญเสียโอโซนพิษมนุษย์บก
กรด, การสูญเสียน้ำและฟอสซิล
พร่อง วิธีการ LCA ในการศึกษาครั้งนี้ได้รับการ
ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน ISO 14040 กรอบ [10].
2.2.1 เป้าหมายและขอบเขตความหมาย
เป้าหมายของงานนี้คือการประเมิน
ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของการผลิตไบโอดีเซล
จากสาหร่าย ขอบเขตของงานคือ "ประตูสู่
ประตู "ไม่รวมการเพาะปลูกสาหร่าย, การเก็บเกี่ยว
และการสกัด หน่วยการทำงานของงานนี้
คือ 1,000 กิโลกรัมของการผลิตไบโอดีเซล สูตร
ที่ใช้ในงานนี้เป็นวงจรชีวิตของสินค้าคงคลัง
วิธีการประเมินของการคำนวณ ระบบ
เขตแดนจะแสดงในรูปที่ 1

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิธีการจำลอง

กระบวนการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็ก ) โดยใช้โปรแกรม
บวกเพื่อให้ได้วงจรสินค้าคงคลัง
มวลและพลังงานอินพุตและเอาท์พุท วัฏจักร
ชีวิตประกอบด้วยข้อมูลบังคับในชีวิต
รอบการประเมิน วิธีประกอบด้วยสอง
หัวข้อหลักซึ่งเป็นภาพรวมของกระบวนการ และการประเมินวัฏจักรชีวิต
ดังแสดงในรูปแบบต่อไปนี้
.
2คาดว่าภาพรวม
1 กระบวนการเป็นวัตถุดิบของการผลิตไบโอดีเซล
ในงานนี้ หลังจากเสร็จสิ้น ofmicroalgae การเพาะปลูก การเก็บเกี่ยว และการสกัด
เพื่อให้ได้น้ำมันสาหร่ายขนาดเล็ก น้ํามันมี transesterified
โดยใช้เมธานอลเป็นวัตถุดิบกับ
โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อผลิตกรดไขมันเมทิลเอสเทอร์ฟรี

( ชื่อเสียง ) เป็นไบโอดีเซลและกลีเซอรอล โดยผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้
เมทานอลน้ำมันเผล่และตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้เป็นปกติในกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น

ปฏิกิริยา หลังจากเสร็จสิ้นการเกิดเมทานอล
ได้ในการกู้คืนเมทานอลคอลัมน์
เพื่อที่จะส่งมันกลับไปเป็นวัตถุดิบ
ไบโอดีเซลและกลีเซอรอล แยกทางกัน นอกจากนี้ ไบโอดีเซล
คือล้างด้วยน้ำอุ่น สองกระแส คือ กระแสของ

แยก : บำบัดน้ำเสียไบโอดีเซลและของกลีเซอรีนบริสุทธิ์ นอกจากนี้ การเร่งจะปรากฏในงานนี้
.
แบบจำลองกระบวนการเป็นเครื่องมือทางเลือก
จำลองการผลิตไบโอดีเซล นอกจากนี้ แบบจำลองกระบวนการ
เลือกที่จะได้รับมวลและ
ข้อมูลด้านพลังงานเพื่อการประยุกต์ใช้การประเมินสิ่งแวดล้อม

Aspen Plus เป็นโปรแกรมที่ใช้จำลอง
ในงานนี้ การจำลอง
ใช้เพื่อนำเสนอแนวคิดการออกแบบ
การผลิตไบโอดีเซล แต่ส่วนใหญ่ของคีย์
องค์ประกอบที่เกี่ยวข้องในกระบวนการไม่
กําหนดในมาตรฐาน Aspen Plus ฐานข้อมูลคุณสมบัติ
, ทำให้มันเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อประเมิน
รูปที่ 1 ขอบเขตระบบของการผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็ก
และจำลองส่วนประกอบเหล่านี้ใน Aspen
บวกจําลอง กระบวนการออกแบบจะแบ่งออกเป็นหกส่วน
:ปฏิกิริยาของกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น
การกู้คืน , เมทานอล , แยกของไบโอดีเซลและกลีเซอรอล และผลิตไบโอดีเซล
, ซักผ้า , การฟอกและกลีเซอรอลด่าง
, .
2 การประเมินวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ ( LCA )
LCA เป็นเครื่องมือประเมินสิ่งแวดล้อม
ผลกระทบของผลิตภัณฑ์ผ่านกระบวนการทั้งหมด
[ 9 ] ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของวงจรชีวิต
ประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเจ็ดประเภท
โอโซนความเป็นพิษในมนุษย์ บก
กรดน้ำพร่องและฟอสซิล
การพร่อง . LCA วิธีการศึกษาคือ
ตามมาตรฐานกรอบ 1 , 4040 [ 10 ] .
2.2.1 เป้าหมายและขอบเขตคำนิยาม
เป้าหมายของงานนี้ คือ เพื่อศึกษาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของ

การผลิตไบโอดีเซลจากสาหร่ายขนาดเล็ก . ขอบเขตของงานคือ " ประตู

ประตู " ยกเว้นการปลูกสาหร่ายเก็บเกี่ยว
และการสกัดหน่วยการทำงานของ
งานนี้เป็น 1 , 000 กิโลกรัม จากการผลิตไบโอดีเซล สูตรที่ใช้ในงานวิจัยนี้เป็น

วิธีการประเมินวัฏจักรชีวิตสินค้าคงคลังของการคำนวณ ระบบ
ขอบเขตแสดงในรูปที่ 1