Ekstrakcija glicerola iz biodizela u kolonskom ekstraktoru s pulzirajućim pliticama

diplomski rad

• Naslov (engleski): Extraction of glycerol from biodiesel with reciprocating-plate extractor
• Autor: Ana Petračić
• Mentor: Aleksandra Sander (mentor)
• Član povjerenstva: Aleksandra Sander (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Jasna Prlić Kardum (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marko Rogošić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2016-07-14, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo; Mehanički, toplinski i separacijski procesi

Sažetak

Cilj ovog rada bio je eutektičkim otapalom kolin-klorid/etilen-glikol (molarnog omjera 1:2,5) ekstrahirati slobodni glicerol iz sintetiziranog biodizela u koloni s pulzirajućim pliticama. Pripremljenom eutektičkom otapalu izmjerena su svojstva (indeks loma, pH, električna vodljivost te viskoznost) u ovisnosti o temperaturi i sadržaju vode. Za sintezu biodizela korišteno je suncokretovo ulje marke „Zvijezda“, kao čisto ulje te kao otpadno ulje nakon prženja krumpirića. Korištena je također i manja količina otpadnog ulja nakon pripreme krafni te nakon prženja krumpirića s paprikom, kako bi se usporedila svojstva produkata dobivenih iz različitih otpadnih ulja za prženje. Tijekom šaržne ekstrakcije ispitan je utjecaj hidrodinamičkih uvjeta, omjera otapala i biodizela te duljine trajanja ekstrakcije na učinkovitost uklanjanja glicerola, a tijekom kontinuirane ekstrakcije pri konstantnim protocima otapala i biodizela ispitan je utjecaj broja pulzacija u minuti. Svi uzorci kao i sirovine kvalitativno su analizirani FTIR spektrometrijom, a sastav glicerola i glicerida u odabranim uzorcima biodizela kvantitativno je određen plinskom kromatografijom. Rezultati pokazuju da je utjecaj hidrodinamičkih uvjeta, omjera otapala i biodizela te vremena trajanja ekstrakcije u ispitanom rasponu relativno zanemariv, odnosno da je ekstrakcija razmjerno uspješna pri svim ispitanim uvjetima. Učinkovitost uklanjanja slobodnog glicerola pri istim uvjetima ekstrakcije najniža je bila kod biodizela dobivenog iz čistog ulja (oko 87 %), dok je kod tri biodizela iz otpadnih ulja bila otprilike podjednaka (oko 97 %). Tijekom kontinuirane ekstrakcije učinkovitost uklanjanja glicerola bila je nešto niža. Udio slobodnog glicerola u biodizelu bio je ispod granice, no sadržaj ukupnog glicerola te glicerida nije zadovoljio propisanu normu. Eutektičko otapalo ChCl-EG (1:2,5) se pokazalo uspješnim za ekstrakciju slobodnog glicerola iz biodizela, no za potpuno zadovoljavanje norme potrebno je doraditi procese obrade sirovine i sintetiziranog biodizela.

Sažetak (engleski)

The goal of this work was to extract free glycerol from produced biodiesel in a reciprocating plate extractor using deep eutectic solvent choline-chloride/ethylen-glycol (molar ratio 1:2,5). The properties of prepared deep eutectic solvent, such as refractive indeks, pH value, electrical conductivity and viscosity were measured as the function of temperature and water content. Biodiesel was produced from „Zvijezda“ sunflower oil, both fresh and the one used to fry pommes frites. A small amount of biodiesel from oil used to make donuts and paprika flavoured pommes frites was also produced, in order to compare the products made from different kinds of waste frying oil. The effect of hydrodinamic conditions, solvent to biodiesel ratio and duration of extraction on its efficiency were tested during batch experiments. Continuous experiments were conducted under constant solvent and biodiesel flowrates with different number of pulsations per minute. All raw materials and biodiesel samples were qualitatively analysed using FTIR spectroscopy. Glycerol and glycerides content of selected biodiesel samples were quantitatively determined using gas chromatography. The results have demonstrated that hydrodinamic conditions, solvent to biodiesel ratio and extraction duration have a largerly negligible impact on the efficiency of free glycerol removal in the tested range of conditions and that the efficiency is relatively high for all conducted experiments. The efficiency of free glycerol removal under the same batch extraction conditions was the lowest (cca 87 %) for biodiesel produced from fresh oil, while the efficiency of all three waste oil biodiesels was almost equal (around 97 %). The efficiency was only slightly lower during continuous extraction. Free glycerol content was below the limit, but the total glycerol and glycerides content was too high to comply with the standard. ChCl-EG (1:2,5) deep eutectic solvent has proved to be succesfull for free glycerol extraction, but further modification of methods for raw material and biodiesel processing will be needed to fully comply with the standard.

• Ključne riječi: eutektička otapala; biodizel; glicerol; ekstrakcija; kolona
• Ključne riječi (engleski): deep eutectic solvents; biodiesel; glycerol; extraction; column
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:739313
• Studijski program: Naziv: Kemijsko inženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (mag. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-07-06 09:17:20