|
|
|
|
Prof Dr. Timur KOÇ Gözüyle
|
|
|
|
|
Tüm Yazıları
 ShareThis
|
KALİTELİ BİYODİZEL NE DEMEKTİR
08.02.2006 |
|
|
| Okunma Sayısı : |
7963 |
|
|
| Oy Sayısı : |
20 |
|
|
| Değerlendirme : |
3,65 |
|
|
| Popülarite : |
4,75 |
|
|
| Verdiğiniz Puan : |
|
|
|
|
|
|
KALİTELİ BİYODİZEL NE DEMEKTİR
Prof. Dr. Timur KOÇ
Biyodizel standardı ASTM 6751-02’ ve EN 14214 dür, Bu iki standardda verilen değerler birbirine çok yakın veya aynıdır. Bu yazımızda özellikle biyodizelin kalite değerlerini belirleyen teknik özelliklerin tanımı , sınır değerleri ve basit deney yöntemleri anlatılmıştır.
Kaliteli b,yodizel di,ye tanımladığımız bir biyodizel ürticisi tarafından teknik özellikleri standardlarda belitilen değerlere uyan biyodizeldir. Bu değerler sağlanmazsa bu yakıt yanabilir ama gerçek bir biyodizel olamaz. Böyle bir yakıtta öncelikli olarak araçlara zarar verir. Bu duruma hiç kimse izin vermemelidir. Özellikle de bu ürünü üreticiler.
Şu ana kadar yaptığım tesbitlerde gördümki biyodizel üreticileri bu konuda yeteri kadar bilinçli değil. Ve biyodizelin araçlara zarar vermesini de istemiyorlar. Bu yazı ÖZELLİKLE BİYODİZEL ÜRETİCİ LERİNİ BİLİNÇLENDİRMEK AMACIYLA yazılmıştır.
Saf yağ asidi esteri (B100) için spesifikasyonlar EN 14214 ve ASTM D 6751-02’de belirtilmektedir. Petrol türevli dizellerle yaptığı karışımların özellikleri ise ASTM D 975’de belirtilmiştir.
Saf Biyodizel Tanımı
B100 olarak gösterilen biyodizel, bitkisel ya da hayvansal yağ asitlerinden elde edilen uzun zincirli yağ asitlerinin mono alkil esteridir.
Mono alkil ester, düz zincirli alkolle hayvansal ya da bitkisel yağın (trigliserit) reaksiyonundan oluşan uzun zincirli yağ asidinin esteridir. Bu reaksiyondan yan ürün olarak gliserol(gliserin) oluşmaktadır.
Biyodizel B100 olarak ya da çeşitli oranlarda petrodizelle karıştırılarak kullanılır. Mesela B20 olarak adlandırılan karışım, hacimce % 20 biyodizel, % 80 petrodizel içermektedir.
Biyodizelin özellikleri ASTM D 6751 aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Bütün özellikler ve bunları test etme metodları aşağıdaki gibi anlatılmıştır.
Metod: ASTMD93- Alevlenme noktası, kapalı cap
Gerek: 130 oC min
Alevlenme noktası, 101.3 kPa’da(760 mmHg), buharın tutuşacağı en düşük sıcaklıktır.
ASTM D 6751 - 02 Gereği
Özellik Metod Limitler Birim
Alevlenme noktası, kapalı kap D93 130 min °C
Su ve tortu D27 090.050 max% hacimce
Kinematik viskozite, 40 ° CD445 1.9-6.09 mm /s
Kükürtlenmiş kül D874 0.020 max kütlece%
Toplam kükürt D5453 0.05 max kütlece %
Bakır şeridin korozyonu D130 No. 3 max
Setan sayısı D613 47 min
Bulutlanma noktası D2500 Müşteriye bildirilir°C
Karbon kalıntısı D4530 0.050 max kütlece %
Asit sayısı D664 0.80 maxmg KOH/g
Serbest gliserin D6584 0.020 kütlece %
Toplam gliserin D6584 0.240k kütlece %
Fosfor D4951 0.0010 kütlece %
Vakum distilasyon son noktasıD1160360 °C max, % 90 distilastonºC
Metod: ASTMD 2709- Su ve tortu
Gerek: Max hacimce % 0.05
40 °C’de viskozitesi 1.0 ile 4.1 mm2/s arasında ve yoğunluğu 700 ile 900 kg/m3 arasında değişen orta distilatın içerdiği maksimum su ve tortu miktarı.
Bu test yakıtın temizliğinin ölçüsüdür. Bu değer B100 için önemli bir kıstastır, çünkü su esterle reaksiyona girer ve serbest yağ asidi oluşturur. Ayrıca tankta mikrobiyal üreme gerçekleşebilir. Üretim prosesinde su uzaklaştırılarak reaksiyon gerçekleşir. Katalizör potasyum hidroksit ve sodyum hidroksitle alkolün reaksiyonundan bir mitar su oluşabilir. Eğer serbest yağ asitleri mevcut ise biyodizel ve sabun oluşumu esnasında da su oluşur. Son olarak su, biyodizeldeki kirleticileri uzaklaştırmak için katılır.
Tortular, filtrelerde tıkanmaya neden olur, ayrıca yakıt enjektöründe tabaka oluşturabilir, ve makineye başka zararlar verir. QC labaratuvarında bu deney ekipmanla rutin şekilde yapılmaktadır.
Metod: ASTMD 445-Kinematik viskozite, 40 º C
Gerek: 1.9-6.0 mm2/s
Kinematik viskozite gravitede sıvının akışına gösterilen dirençtir. Kinematik viskozite= dinamik viskozite/ yoğunluk. Kinematik viskozite dizel motorların enjektör tasarımlarında önemli bir parametredir. Yüksek viskozitede enjektörler iyi bir performansla çalışmazlar.
Dinamik viskozite= beklenen yüzey gerilimi/ sıvının yüzey hızı
Yoğunluk= belirtilen sıcaklıkta hacim başına düşen kütle miktarı.
Biyodizelin yoğunluğunu, ± % 15 oranla ASTMD 6584’de belirtilen ester kompozisyonlarından belirleyebiliriz. D 445 viskozite aparatı QC labratuvarında gerekli bir cihaz değildir. Ancak kesikli reaktörde reaksiyonun tamamlanma derecesini en çabuk yöntemle belirlemek için kullanılabilir.
Metod: ASTMD 874- Kükürtlenmiş kül
Gerek: kütlece % 0.020, maks
Kükürtlenmiş kül, yakıtın karbonlandıktan sonra kalan artığıdır. Bu atık sülfirik asitle muamele edilir ve sabit bir kütleye kadar ısıtılır.
Bu test, esterifikasyon reaksiyonundan metal kalıp kalmadığını anlamak için önemli bir testtir. Baz katalizörle üretim yapan üreticiler bu testi düzenli olarak yapmalıdırlar. Kalabilecek olan sodyum ve potasyum tuzları düük erime noktalarına sahiptir. Bu da yanma odasında soruna neden olur.
Metod: ASTMD 5453- Toplam kükürt
Gerek: kütlece % 0.05, maks
Bu metod, sıvı hidrokarbonun içindeki toplam kükürt miktarnı verir. Bu hidrokarbonların kaynama sıcaklığı 25-400 ° C arasında, viskoziteleri ise oda sıcaklığında 0.2- 20 cSt (mm2/s) arasında değişmektedir.
Biyodizel genelde eser miktarda kükürt içermekte ya da hiç içermemektedir. Bu test üretim prosesinden, biyodizele, taşınmış katalizör maddesini veya nötürleştirme kimyasallarını tespit için kullanılır. Hayvansal yağ kullanıldığında üretilen biyodizelde 40-50 ppm kükürt bulunabiliyor. 2006’da dizel yakıtlarda bu oran 15 ppm’e düürülmek zorundadır. Bu nedenle fabrika sahiplerinin kükürt azaltıcı ünitelere sahip olması gerekmektedir.
Metod: ASTMD 130- Şerit bakır korozyonu
Gerek: No.3, maks
Bu yöntem yakıtın ve çözücülerin bakır üzerindeki korozyon etkisini tespit etmek için kullanılır, içinde asit olup olmadığını belirlemeye yarar.
B100 içindeki asit miktarının en büyük kaynağı serbest yağ asitleridir. Üreticiler bu tesleri muhakkak yapmalıdır. Fakat asit sayısı (D 664) ifadesi, QC asit ölçer cihazından daha önemli bir uygulamadır.
Metod: ASTMD 613- Setan sayısı
Gerek: 47,minimum
Setan sayısı deneyi, motor deneyinde en iyi performansı göstermiş dizeli referans alarak söz konusu dizelin performansını belirleyen yöntemdir. Motorda yakıtın ne kadar kolaylıkta tutuşacagının ölçüsüdür.
Yağ asidi esterlerinin setan sayısı yaklaşık 47 olduğundan dolayı biyodizelin setan sayısı da aşağı yukarı bellidir. ± % 10 oranla tahmin edilebilir bir değeri vardır. Bütün üreticilerin kendi imkanıyla setan sayısı testi yapması çok pahalı olur, çünkü ekipman pahalıdır.
Metod: ASTMD 2500- Bulutlanma noktası
Gerek: ºC cinsinden belirtilmektedir
Bulutlanma noktası, numunenin sıcaklığı düşürülürken kristallenmenin ilk görülmeye başlandığı andır. Bulutlana noktası bütün dizeller için soğuk havalarda kritik bir değerdir.
B100’ün bulutlanma noktası, dizelin içeriğine göre farklılıklar göstermektedir. Bulutlanma noktası, yine ester içeriğine göre ± % 5 oranla tahmin edilebilir. Ancak üreticilere bu deneyin yaptırılması önerilir. Ilk çökmeye başlayan esterler, metil palmitat, metil stearattır. Yani bulutlanma noktası faktörü bu esterlerdir.
Üreticilerin bulutlanma noktasını modifiye etmesi için iki yol vardır. Bunlardan birincisi katkı maddesi kullanarak bulutlanmayı geciktirmektir. Bir yol da doymuş yağ asitleri oranı yüksek olan hammaddeyi, doymuş yağ asidi oranı düşük olan hammaddeyle karıştırmaktır. Sonuç kesindir, bulutlanma noktası düşecektir.
Metod: ASTMD 4530- Karbon atığı
Gerek: kütlece % 0.050, maks
Petrol ürünlerinde, termal bozunmadan arta kalan kısım karbon artığıdır. Karbon atığı, yanma reaksiyonundan sonra ne kadar karbon kalacağının ölçüsüdür. Bu testte oksijensiz olarak yakıtın sıcaklığı çok yüksek sıcaklıklara çıkartılır. Yakıtın çoğu buharlaşacaktır, fakat bir kısmı bozunarak karbon tortusu oluşturur. Bu kıstas, dizel motorlarının enjektör aparatlarının tıkanması ya da tıkanmaması açısından önemlidir.
B100 içindeki karbon atığının kaynağı gliserindir. Gliserin ASTMD 6584 metoduyla tespit edilir.
Metod: ASTMD 664- Asit sayısı
Gerek: 0.80 mg KOH/g, maks
Asit sayısı, B100’deki serbest yağ asidinin miktarıdır. Bunu nötrleştirmek için kullanılan potayum hidroksit mikarı, gram ürün başına düşen baz olarak ifade edilir. Bu yağ asidi korozyona neden olabilir. Ayrıca ortamda bulunan suyun da habercisidir. Genellikle baz katalizörlü sistemlerde reaksiyon tamamlandıktan sonra asit miktarı oldukça azalmaktadır. Ancak yakıt, su veye havayla etkileştiği zaman asit değeri artabilir. Bu test üreticinin sürekli yapması gereken bir testtir.
Metod: ASTMD 6584- Serbest gliserin
Gerek: kütlece % 0.020
Serbest gliserin yakıtta moleküler halde bulunan gliserindir. Serbest gliserin ortamda, reaksiyondan sonra giliserin ve ester faznın tam ayrışmamasından dolayı bulunur. Bu iyi ayrışmama, büyük ölçüde dizelin iyi yıkanmamasından kaynaklanabilir. Çünkü reaksiyon esnasında oluşan sabunlar ester ve gliserin fazının iyi ayrışmamasına neden olur. Gliserin, tamamlanamayan yanmadan dolayı motorda tortu oluşturur.
Metod: ASTMD 6584- Toplam gliserin
Gerek: kütlece % 0.240
Toplam gliserin serbest ve bağlı gliserinin tümüdür. Bağlı gliserin mono-, di-, trigliserit yapılarının parçasıdır. Toplam gliserin, tamamlanmamış esterifikasyon reaksiyonunun ölçüsüdür. Ayrıca motorda tortu oluşturan fazla karbonun nedenidir.
Serbest ve bağlı gliserini ölçen ASTMD 6584 deneyi rutin olarak yapılmalıdır.
Metod: ASTMD 4951- Fosfor
Gerek: kütlece % 0.0010
Bu test, yağlayıcılar ve katkı maddelerinden kalan baryum, kalsiyum, bakır, magnezyum, fosfor, kükürt ve çinko miktarını belirler. Ayrıca B100 içindeki fosfor miktarı, tamamlanmamış yağ rafinasyonundan kalan fosfolipidlerden de kaynaklanabilir. Üreticiler bu ölçümleri periyodik şekilde yapmalıdır.
Metod: ASTMD 1160- Vakum distilasyonunun son noktası
Gerek: % 90 oranında distile edilmiş sıvıda maksimum 360 ºC
Vakum distilasyon son noktası, azaltılmış basınçta, petrol ürününün kaynama noktasında kısmen ya da tamamen buharlaşmış olduğu, maksimum 400° C olan sıcaklıktır.
Petrol yüzlerce bileşenin bir araya gelerek oluşturduğu yapıdır. Distilasyon eğrileri, kaynama noktası cinsinden ham yağın kaynağını belirlemeye yarar.
B100’de en fazla on çeşit ester bulunmaktadır. Bunlar gaz ya da sıvı kromotografi kullanılarak tesbit edilir. Esterlerin içerdiği serbest ve toplam gliserin miktarını tesbit eden kromotografi, esterleri tesbit etmek için de kullanılabilir. Bu kompozisyon verileri T-90 değerini belirlemeye olanak sağlar.
Depolama kararlılığı
Bütün yakıtlar depolandığı zaman, zamanla bozunmaya uğrar. Bu bozunma mikrobiyal olarak, su ile veya havanın oksitlemesi ile mümkün olabilir. B100’ün depolama kararlılığı standartları ve test metodları yöntemleri ASTM prosesinde gelişmektedir. Aşağıdaki özellikler değiştirilebilir ve dizelin kullanılıp kullanılamayacağını belirler: asit sayısı, su ve tortu miktarı, viskozite. Eskimiş yakıt bu özelliklerden birisini gereği gibi sağlamıyorsa kullanılamaz.
Özet
ASTM D 6751-02 spesifikayonları, yakıt sistemleri için kaliteli biyodizel sağlayabilmek için kullanılır. Kaliteli B100 üretmenin anahtarları test metodlarında anlatılmaktadır. Bu test metotlarının daha ayrıntılı olarak alınıp uygulanması gerekmektedir.
tel 0555 662 36 76
e mail: timurk@gazi.edu.tr
timurk06@yahoo.com.tr
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Tüm yazıları |
|
ShareThis
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Türk Liderler:
Abbas Güçlü, Adil Karaağaç, Ali Ağaoğlu, <Ali Kibar, Adnan Nas, Adnan Polat, Adnan Şenses, Ahmet Başar, Ahmet Esen, Alber Bilen ,Ahmet Cemal Kura, Ali Abalıoğlu, Ali Naci Karacan, Ali Sabancı, Ali Koç, Ali Saydam, Ali Talip Özdemir, Ali Üstay, Arman Manukyan, Arzuhan Yalçındağ, Asaf Güneri, Atila Şenol, Attila Özdemiroğlu, Avni Çelik, Ayduk Koray, Aydın Ayaydın, Aydın Boysan, Ayhan Bermek, AyşeKulin, Ayten Gökçer, Başaran Ulusoy, BedrettinDalan, Bedri Baykam, Berhan Şimşek, BetülMardin, Bülend Özaydınlı, Bülent Akarcalı, Bülent Eczacıbaşı, Bülent Şenver, CağvitÇağlar, Can Ataklı, Can Dikmen, Can Has, Can Kıraç, Canan Edipoğlu, Celalettin Vardarsuyu, Cengiz Kaptanoğlu, Cevdetİnci, Çoşkun Ural, Cüneyt Asan, Cünety Ülsever, Çağlayan Arkan, Çetin Gezgincan, DenizAdanalı, Deniz Kurtsan, Didem Demirkent, Dilek Sabancı, Dr. Oktay Duran, Ege Cansel, Em. Org. Çevik Bir, Emre Berkin, Engin Akçakoca, Enver Ören, Erdal Aksoy, Erdoğan Demirören, ErhanKurdoğlu, Erkan Mumcu, Erkut Yücaoğlu, Ergun Özakat, Ergun Özen, Erol Üçer, Ersin Arıoğlu, Ersin Faralyalı, Ersin Özince, Ethem Sancak, Fatih Altaylı, Fatih Terim, Ferit Şahenk, Ferruh Tanay,Feyhan Kalpaklıoğlu, Feyyaz Berker, Fuat Miras, Fuat Süren, Füsun Önal, Göksel Kortay, Güler Sabancı, Güngör Kaymak, Hakan Ateş, Halit Soydan, Halit Kıvanç, Haluk Okutur, Haluk Şahin, Hamdi Akın, Hasan Güleşçi, HayrettinKaraca, Hazım Kantarcı, Hilmi Özkök, Hüsamettin Kavi, Hüseyin Kıvrıkoğlu, Hüsnü Özyeğin, Işın Çelebi, İbrahim Arıkan, İbrahim Betil, İbrahim Bodur, İbrahim Cevahir, İbrahim Kefeli, İdris Yamantürk, İhsan Kalkavan, İshak Alaton, İsmet Acar, İzzet Garih, İzzet Günay, İzzet Özilhan, JakKamhi, Kazım Taşkent, Kemal Köprülü, Kemal Şahin, Leyla Alaton Günyeli, LeylaUmar, Lucien Arkas, Mahfi Eğilmez, MehmetAli Birand, Mehmet Ali Yalçındağ, Mehmet Başer, Mehmet Günyeli, Mehmet Huntürk, Mehmet Keçeciler, Mehmet Kutman, Mehmet Şuhubi, Melih Aşık, Meltem Kurtsan, Mesut Erez, Metin Kalkavan, Metin Kaşo, Muharrem Kayhan, Muhtar Kent, Murat Akdoğan, Murat Dedeman, MuratVargı, Mustafa Koç, Mustafa Özyürek, Mustafa Sarıgül, Mustafa Süzer, Mümtaz Soysal, Nafi Güral, Nail Keçili, Nasuh Mahruki, Nebil Özgentürk, Neşe Erberk, Nevval Sevindi, Nezih Demirkent, Nihat Boytüzün, Nihat Gökyiğit, Nihat Sırdar, Niyazi Önen, Nur Ger, Nurettin Çarmıklı, Nuri Çolakoğlu, Nüzhet Kandemir, Oğuz Gürsel, Oktay Duran, Oktay Ekşi, Oktay Varlıer, Osman Birsel, Osman Şevket Çarmıklı, Ozan Diren, Özen Göksel, ÖzdemirErdoğan, Özhan Erem, Pervin Kaşo, R.BülentTarhan, Raffi Portakal, Rahmi Koç, Rauf Denktaş, Refik Baydur, Rıfat Hisarcıklıoğlu, SakıpSabancı, Samsa Karamehmet, Savaş Ünal, SedatAloğlu, Sefa Sirmen, Selçuk Alagöz, SelçukYaşar, Selim Seval, Semih Saygıner, SerdarBilgili, Sevan Bıçakçı, Sevgi Gönül, Sezen Cumhur Önal, SinanAygün, Suna Kıraç, Süha Derbent, Süleyman Demirel, ŞadanKalkavan, Şadi Gücüm, Şahin Tulga, Şakir Eczacıbaşı, Şarık Tara, Şerif Kaynar, ŞevketSabancı, Tan Sağtürk, Taner Ayhan, Tanıl Küçük, Tanju Argun, Tansu Yeğen, TavacıRecep Usta, Tayfun Okter, Tevfik Altınok, Tezcan Yaramancı, Tinaz Titiz, Tuna Beklevic, Tuncay Özilhan, Türkan Saylan, Uğur Dündar, Uluç Gürkan, Umur Talu, Ümit Tokçan, Üzeyir Garih, Vehbi Koç, Vitali Hakko, Vural Öger, Yaşar Aşçıoğlu, Yaşar Nuri Öztürk, Yılmaz Ulusoy, Yusuf Köse, Zafer Çağlayan, Zeynel AbidinErdem
|
|
|