البروتوكول التجريبي لإنتاج الديزل الحيوي مع عزل Alkenones كما Coproducts من التجاري ذهبي متساوي الطحالب الكتلة الحيوية

الهدف العام من هذا الإجراء هو إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب Isochyrsis المتوفرة تجاريا مع السماح بالعزل المشترك للألكنونات طويلة السلسلة كمنتج مشترك قيم. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الطاقة المتجددة. مثل الوقود الحيوي الطحالب لدينا ، بدائل قابلة للتطبيق للوقود القائم على البترول.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الطحالب التي نستخدمها تزرع بالفعل صناعيا ويمكن شراؤها بكميات متعددة الكيلوغرامات من العديد من الموردين التجاريين. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم هذه الطحالب الحيوية الخاصة بتصنيع حلوى فريدة من الدهون تعرف باسم ألكينونات طويلة السلسلة يمكن عزلها كمنتج مشترك. سيوضح الإجراء جون ويليامز ، طالب الدراسات العليا في مختبري.

لتحضير معجون متساوي الأحوال الرطب المتاح تجاريا ، قم بقطع ثقب صغير في عبوة كيلوغرام واحد واضغط على ما يقرب من 300 جرام على طبق تبلور 150 × 75 ملم. المعجون حوالي 80٪ ماء ، أخضر داكن ، أسود تقريبا وله رائحة نفاذة. جفف المعجون بالهواء لتكوين طبقة يبلغ سمكها حوالي 20 ملم.

اكشط الكتلة الحيوية الجافة في كشتبان استخراج السليلوز من كتلة معروفة. ثم سجل وزن الكتلة الحيوية متساوي التساوي. انقل حوالي 50 إلى 60 جراما من تساوي التوازن الجاف إلى جهاز استخراج سوكسليت.

ثم املأ قارورة سوكشلت ب 400 مل من الهكسانات. قم بتشغيل المكثف والماء ومصدر الحرارة واترك السوكشلت يدور لمدة يوم إلى يومين. عندما يتحول لون المذيب من الأخضر الداكن إلى الأصفر المزيف ، يكتمل الاستخراج.

قم بتبريده إلى درجة حرارة الغرفة واستخدم مبخر دوار لإزالة الهكسانات. أخيرا ، قم بوزن زيت الطحالب الهكسانية. ابدأ بإذابة زيت الطحالب الهكساني في قارورته ب 10 مجلدات من اثنين إلى واحد من ثنائي كلورو ميثان.

بعد ذلك ، أضف قضيبا مثيرا وثلثي أجزاء من الماء مقارنة بحجم الزيت وأضف كتلة من هيدروكسيد البوتاسيوم أي نصف وزن الزيوت. الآن ، قم بتوصيل القارورة بمكثف ارتجاع بطول 500 ملم. سخني الخليط مع التحريك إلى 60 درجة مئوية لمدة ثلاث ساعات في غطاء الدخان.

بعد تبريد التفاعل ، قم بإزالة المذيبات العضوية على مبخر دوار. بعد ذلك ، قم بإضعاف الخليط المائي المتبقي في قمع فصل سعة لتر واحد وإضافة حجم متساو من الهكسانات. اشطف القارورة بالهكسان لضمان نقل جميع المواد إلى القمع.

هز القمع واترك الطبقات تنفصل. بعد ذلك ، صفي الطبقة المائية السفلية في قارورة وقم بإزالة الوجه العضوي العلوي في قارورة ثانية. احتفظ بكلتا الطبقتين.

كرر استخراج الهكسان حتى تصبح الطبقة العضوية صفراء خضراء مزيفة. ثم امزج المستخلصات العضوية التي تم جمعها وتكثيفها على مبخر دوار لعزل الدهون المحايدة. تظهر هذه الدهون كمادة صلبة مخضرة ولها نقطة انصهار بين 60 و 70 درجة مئوية.

بعد ذلك ، قم بتحمض المرحلة المائية إلى درجة حموضة اثنين باستخدام ستة حمض هيدروكلوريك مولاري. ثم استخرج الأحماض الدهنية الحرة من المرحلة المائية المحمضة باستخدام الهكسان وقمع فصل كما كان من قبل. أخيرا ، قم بإزالة الهكسان من المستخلصات العضوية المدمجة على مبخر دوار للحصول على أحماض دهنية حرة نقية.

بقايا زيتية خضراء داكنة بالقرب من بقايا زيتية سوداء تذوب فوق 30 درجة مئوية بقليل. قم بإذابة الأحماض الدهنية باستخدام ستة أحجام من الميثانول كولورفورم ثم صب المحلول في قارورة تفاعل سميكة ذات ضغط عال مع شطف شريط التحريك لضمان انتقال جميع الأحماض الدهنية إلى قارورة التفاعل. بعد ذلك ، تحت غطاء الدخان ، أضف حامض الكبريتيك المكون.

أغلق القارورة وسخني الخليط إلى 90 درجة مئوية مع التحريك لمدة ساعة. بعد تبريد التفاعل مع درجة حرارة الغرفة ، اسكبه في قمع منفصل وأضف مجلدين من الماء. الآن ، قم بهز القمع الفاصل ، واسمح للوجوه بالانفصال وتصريف الطبقة السفلية في قارورة سفلية مستديرة موزونة مسبقا.

بعد ذلك ، ركز المحلول على مبخر دوار وسجل كتلة الديزل الحيوي الناتج ، ويمكن الآن تحليل المادة باستخدام كروماتجرافيات الغاز. يمكن كشط الدهون المحايدة من القاع الدائري ووزنها ونقلها إلى قارورة للتنقية. ابدأ بإذابة الدهون المحايدة بكمية قليلة من ثنائي كلورو ميثان.

بعد ذلك ، قم بتوجيه المحلول إلى عمود كروموتراغرافيا يحتوي على 100 جرام من هلام السيليكا. بعد ذلك ، استخدم ضغطا خفيفا لتخفيف المحلول من خلال السيليكا بحوالي 150 مل من ثنائي كلورو ميثان. تضاف طبقة صغيرة من الرمل إلى الجزء العلوي من العمود لمنع إزعاج السيليكا عند ملئه بالمذيب.

اجمع وينت يليا في قارورة سفلية مستديرة سعة 250 مل. ثم قم بإزالة ثنائي كلورو الميثان باستخدام مبخر دوار. يجب أن تكون النتيجة مادة صلبة برتقالية اللون.

أعد تحويل المواد الصلبة بالتبريد في غليان الهكسانات. أولا ، أضف 100 مل أولي ثم استمر في إضافة الهكسان المغلي حتى يصبح المحلول متجانسا. الآن ، قم بتبريد المحلول ببطء إلى درجة حرارة الغرفة لتعزيز التبلور وجمع الألكينونات المتبلورة باستخدام جهاز ترشيح.

استخدم كمية صغيرة من الهكسان المثلج لشطف القارورة. قبل المعالجة ، تم تجفيف معجون متساوي الأحزاب أولا للحصول على مادة سوداء وخضراء وقشرية برائحة تشبه الأعشاب البحرية. على النقيض من ذلك ، كان مسحوق متساوي التآكل عبارة عن مسحوق جاف مطحون باللون الأصفر والبني تم استخدامه دون معالجة إضافية.

أعطى الاستخراج من أي من المادتين بواسطة soxhlet مع الهكسان زيوت الطحالب ذات عوائد أعلى بكثير من العجينة من المسحوق. تم تحويل أسيل الجلسرين في زيت الطحالب إلى كربوكسيل قابل للذوبان في الماء ، حيث تم استخراج الدهون المحايدة والأحماض الدهنية الحرة بحجم كمي قريب من أي من المواد الأولية. ومع ذلك ، كانت نسبة المنتجات مختلفة.

أنتج الأسترة استرات ميثيل الأحماض الدهنية. يعرف أيضا باسم الديزل الحيوي ، وهو سائل زيتي أخضر داكن بالقرب من سائل زيتي أسود. تجاوز العائد 90٪تم إزالة لون المنتج كما هو موضح في بروتوكول النص.

أظهر تحليل FAME لوقود الديزل الحيوي المنقى ملامح متشابهة ولكنها ليست متطابقة من مادتي البداية. تصفية الدهون المحايدة الذائبة من خلال السيليكا باستخدام DCM ، تعطي مادة صلبة برتقالية ضاربة إلى الحمرة أعيد تبلورها بالهكسان وإلى الألكينونات النقية تحليليا. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية معالجة isochyrsis المتاح تجاريا إلى وقود الديزل الحيوي مع عزل الألكينونات النقية كمنتج مشترك.

بمجرد إتقانها ، يمكن لهذه التقنية أن تولد باستمرار كميات كبيرة من وقود الديزل الحيوي والألكينونات لمزيد من الدراسة. مع تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق لنا لفحص خصائص الوقود للوقود الحيوي للطحالب بشكل نقدي من خلال توفير كميات كافية لإجراء اختبارات الوقود المختلفة بدلا من الاعتماد على التنبؤات أو المحاكاة. لا تنس أن العمل مع الأحماض أو القواعد القوية وتسخين المحتويات داخل وعاء محكم الغلق يمكن أن يكون خطيرا للغاية.

تأكد من ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة والعمل في غطاء الدخان أثناء تنفيذ هذه الخطوات.