دانشمندان راهکار جدیدی برای تولید دیزل زیستی از روغن کرچک به وجود آوردند که می‌تواند جایگزینی پایدار برای سوخت‌های فسیلی باشد. این روش از آنزیم‌های خاص برای تبدیل روغن گیاهی به سوخت استفاده می‌کند و می‌تواند به کاهش آلودگی محیط زیست کمک کند.
در حال حاضر، استفاده از سوخت‌های زیستی به عنوان جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی اهمیت زیادی پیدا کرده است. دیزل زیستی یکی از انواع سوخت‌های پاک است که از روغن‌های گیاهی، چربی‌های حیوانی یا پسماندهای روغنی تولید می‌شود. این سوخت می‌تواند بدون تغییر عمده در موتورهای دیزلی معمولی مورد استفاده قرار گیرد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهد.
روغن کرچک یکی از گزینه‌های مناسب برای تولید دیزل زیستی است، زیرا دارای اسیدهای چرب خاصی است که به بهبود کیفیت سوخت کمک می‌کند. با وجود مزایای دیزل زیستی، یکی از چالش‌های اصلی در تولید آن، یافتن روشی کارآمد برای تبدیل روغن خام به سوخت قابل استفاده است.
روش‌های مرسوم شیمیایی معمولاً نیاز به استفاده از کاتالیزورهای قوی دارند که می‌توانند محیط زیست را آلوده کنند. از سوی دیگر، استفاده از آنزیم‌ها به عنوان کاتالیزور زیستی، یک راهکار سبز و پایدار محسوب می‌شود. این ترکیبات قابلیت تجزیه‌پذیری دارند و فرایند واکنش را به طور انتخابی و با دقت بالا پیش می‌برند.
اوایل سال گذشته، محمد براتی، استادیار گروه شیمی کاربردی دانشگاه کاشان، با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه تهران، تحقیقی در زمینه تولید دیزل زیستی از روغن کرچک انجام داده است. این تیم پژوهشی تلاش کرده است با تثبیت آنزیم لیپاز بر یک پایه خاص، بازده تولید سوخت زیستی را افزایش دهد.
آن‌ها در پژوهش خود به بررسی عواملی مانند دمای واکنش، مقدار کاتالیست و نسبت متانول به روغن پرداخته‌اند تا بهترین شرایط برای این فرایند را شناسایی کنند. در این مطالعه، ابتدا آنزیم لیپاز روی یک ترکیب خاص به نام کلسیم آلژینات تثبیت شد. این کار باعث شد آنزیم بتواند در واکنش‌های شیمیایی پایداری بیشتری داشته باشد و پس از انجام واکنش، دوباره مورد استفاده قرار گیرد.
سپس این زیست‌کاتالیست در فرایند تبدیل روغن کرچک به دیزل زیستی به کار گرفته شد. برای بررسی دقیق واکنش، از روش‌های مختلفی مانند طیف‌سنجی و میکروسکوپ الکترونی استفاده شد تا ساختار و عملکرد کاتالیست به خوبی مشخص شود. در ادامه نیز پژوهشگران با استفاده از روش‌های آماری، تأثیر متغیرهای مختلف را بر بازده تولید دیزل زیستی تحلیل کردند.
نتایج این تحقیق نشان داد که در دمای ۴۸ درجه سانتی‌گراد، با استفاده از ۰.۳۲ گرم کاتالیست و نسبت متانول به روغن ۰.۵ بیشترین میزان دیزل زیستی تولید شد. این مقدار برابر با حدود ۸۷ درصد بازدهی بود که نشان‌دهنده کارایی بالای روش به کار گرفته شده است.
علاوه بر این، مشخص شد که افزایش بیش از حد دما، مقدار متانول یا میزان کاتالیست، تأثیر منفی بر بازده واکنش دارد. این موضوع به دلیل حساسیت آنزیم لیپاز به شرایط محیطی است که در دماهای بالا یا غلظت‌های زیاد متانول، فعالیت خود را از دست می‌دهد.
انجام تحلیل‌های بیشتر نشان داد که این روش نسبت به بسیاری از روش‌های مرسوم دارای مزایای مهمی است. استفاده از زیست‌کاتالیست نه‌تنها باعث کاهش مصرف مواد شیمیایی مضر می‌شود، بلکه امکان بازیابی و استفاده مجدد از آنزیم را نیز فراهم می‌کند. این ویژگی می‌تواند هزینه‌های تولید دیزل زیستی را کاهش دهد و باعث افزایش بهره‌وری این فرایند شود.
در Kết تطبیقاً این یافته‌ها در سیری مطالعات تولید سوخت‌های پاک و استفاده از فناوری‌های نوین در این حوزه هستند. Researchers of this study indicate that the use of the lipase enzyme on a calcium alginate base is an efficient and sustainable method for producing biodiesel from sunflower oil. They suggest that this method could be used as a replacement for traditional chemical methods and contribute to reducing dependence on fossil fuels.
همان‌طور که در ادامه می‌خوانید:
»». The study found that the highest biodiesel yield was obtained at a temperature of 48°C, with a catalyst load of 0.32 g and a methanol-to-oil ratio of 0.5. The researchers also analyzed the effect of various parameters on the biodiesel yield, and their results showed that increasing the temperature, catalyst load, or methanol-to-oil ratio had a negative impact on the reaction yield.
They also found that the use of lipase enzyme on a calcium alginate base had several advantages over traditional chemical methods. The enzyme can be reused, and the production process can be optimized to reduce costs and increase efficiency. Therefore, the results of this study suggest that the use of lipase enzyme on a calcium alginate base is a promising method for producing biodiesel from sunflower oil.