| Abstract | U suvremenom svijetu, težnja ka održivom razvoju je izraženija nego ikad. Ipak gospodarska isplativost je i dalje jedna od najvažnijih stavki. Ograničene količine nafte, za čiju se nabavu izdvajaju značajna financijska sredstva, predstavljaju ozbiljan problem za budućnost civilizacije, te je to glavni razlog pojave biodizela, kao alternativnog goriva. Biodizel se sintetizira reakcijom transesterifikacije alkohola i masti/ulja biljnog ili životinjskog porijekla uz prisustvo katalizatora. Kako bi se povećala primjena biodizela, potrebno je ekonomski i ekološki poboljšati procese njegove proizvodnje. U ovom diplomskom radu ispitan je utjecaj četiri reakcijska parametra na iskorištenje reakcije transesterifikacije. Parametri koji su ispitivani su: molarni omjer furfurilnog alkohola i suncokretovog ulja, temperatura, vrijeme provedbe reakcije i maseni udio katalizatora, KOH. Prije dizajniranja eksperimenta provedena su preliminarna ispitivanja, kako bi se istražile početne granice reakcijskih parametara. Eksperiment je dizajniran u programu Design Expert 11, u kojemu su postavljene donje i gornje granice parametara, te je dobiveno 29 pokusa s različitim kombinacijama određenih parametara. Rezultati ukazuju na to da najpovoljniji utjecaj na iskorištenje imaju maseni udio katalizatora, te omjer furfurilnog alkohola i suncokretovog ulja. Najveće postignuto iskorištenje iznosilo je 99,26 % pri temperaturi od 80 °C, masenom udjelu katalizatora od 2,75 %, razdoblju od 3 h, te omjeru furfurilnog alkohola i suncokretovog ulja u iznosu 10:1. Nakon provedenih eksperimenata, provedena je optimizacija procesa transesterifikacije, s ciljem postizanja iskorištenja većeg od 95 %. Zbog toga se težilo što manjem vremenu reakcije, nižoj temperaturi, manjem omjeru alkohola i ulja, kao i manjem masenom udjelu katalizatora. Ovisno o tome kolika je zadana vrijednost pojedinog cilja (1-5), dobivena su tri slučaja s optimalnim uvjetima. U sva tri slučaja dobiveno iskorištenje iznosi 99 %. Dobiveni uvjeti optimizacije za najniže vrijeme (važnost 5) su takvi da su dva potrebna parametra na minimumu, odnosno temperatura iznosi 40 °C i vrijeme provedbe reakcije 1,5 h, maseni udio katalizatora 2,72 % , te omjer furfurilni alkohol : suncokretovo ulje 7,9:1. |
| Abstract (english) | Nowadays, sustainable development is more important than ever. Limited quantities of oil and allocation of significant financial resources for production of oil represent a serious problem for the future of the civilization. This is the main reason for development of an alternative fuel like biodiesel. Biodiesel is synthesized by a transesterification of alcohol and fats / oils of vegetable or animal origin in the presence of catalyst. In order to increase the use of biodiesel, it is necessary to improve the processes of its production economically and ecologically. In this paper, the influence of four reaction parameters on the yield of the transesterification was investigated. The parameters that were examined are: molar ratio of furfuryl alcohol and sunflower oil, temperature, reaction time and mass fraction of catalyst, KOH. The experiment was designed in the program Design Expert 11, in which the lower and the upper limits of the parameters were set. 29 experiments with different combinations of certain parameters were obtained. In order to test the initial limits of reaction parameters, before designing the experiment, preliminary tests were performed. Maximum achieved utilization was 99.26 % at temperature of 80 °C, mass fraction of catalyst 2.75 %, in a period of 3 hours and the ratio of furfuryl alcohol to sunflower oil in 10 : 1. After the experiments were conducted, the optimization of the transesterification process was performed with the aim of achieving a yield greater than 95%. The aim was to reduce the reaction time, lower the temperature, lower the ratio of alcohol and oil and lower mass fraction of catalyst. Depending on the default value of each target (1-5), three cases with optimal conditions were obtained. In all three cases, the yield obtained is 99 %. The obtained optimization conditions for the lowest time (importance 5) are such that the two required parameters are at a minimum, temperature of 40 °C and reaction time of 1.5 hours, mass fraction of catalyst of 2.72 % and ration of furfuryl alcohol to sunflower oil is 7.9 : 1. |
