Biodiesel sebagai satu tenaga boleh diperbaharui telah muncul sebagai satu
penggantian yang berpotensi bagi diesel dari petroleum. Pemangkin heterogen telah
menjadi focus bagi penyelidikan yang mengenai pengeluaran biodiesel sebagai usaha
untuk mengatasi masalah berkaitan dengan proses pemangkin homogen. Simulasi bagi
pengeluaran biodiesel melalui pemangkin heterogen belum dikaji secara
keseluruhannya. Maka, satu simulasi bagi pengeluaran biodiesel dari sisa minyak yang
mangandungi asid lemak bebas yang tinggi (50wt%) melalui pemangkin pepejal yang
berdasarkan karbon telah dibangunkan dalam projek ini untuk mengkaji
kebolehlaksanaan dan potensi proses simulasi tersebut. Process simulasi dalam projek
ini mengeluarkan biodiesel melalui tindak balas serentak pengesteran dan
transesterifikasi dengan pertimbangan kinetik tidak balas. Simulasi yang dibangunkan
berupaya mengeluarkan biodiesel yang memenuhi piawai antarabangsa (EN 14214)
sebanyak 2.81 kmol/jam. Hasil sebanyak 68.61% dan 97.19% telah dicapai bagi
transesterifikasi and tidak balas pengesteran. Analisis kepekaan diantara komposisi asid
lemak bebas dalam sisa minyak, nisbah methanol kepada minyak, suhu reaktor dan
tekanan reaktor dengan hasil biodiesel dari tintak balas pengesteran dan transesterifikasi
telah dijalankan. Peningkatan dalam komposisi asid lemak bebas mempunyai kesan yang
positif tetapi sedikit terhadap hasil biodiesel. Untuk mencapai hasil biodiesel yang
tinggi, nisbah methanol kepada minyak yang tinggi diperlukan (>10). Tekanan yang
tinggi (>34 bar) diperlukan bagi transesterifikasi, manakala tindak balas pengesteran
berupaya mencapai hasil biodiesel sebanyak 95% di tekanan sebanyak 15 bar. Suhu
yang tinggi menggalakkan tindak balas pengesteran, manakala transesterifikasi
menunjukkan kesan yang bertentangan terhadap peningkatan suhu. Pengoptimuman bagi
suhu reaktor telah dijalankan untuk memaksimumkan pengeluaran biodiesel. Suhu
reaktor yang dioptimumkan ialah 223.1°C. Keputusan pengoptimuman menunjukkan
peningkatan kadar aliran biodiesel yang sedikit dan tiday ketara. Maka, suhu paling
rendah yang boleh didapati (180°C) telah dicadangkan. Keputusan menunjukkan
simulasi ini menpunyai potensi yang terhad dalam mencapai hasil biodiesel yang tinggi
dari kedua-dua tindak balas tersebut, kerana transesterifikasi menhadapi hasil yang lebih
rendah apabila biodiesel yang berjumlah besar dihasilkan daripada tidak balas
pengesteran.
_______________________________________________________________________________________________________
Biodiesel as a renewable energy has emerged as a potential replacement for
petroleum-based diesels. Heterogeneous catalyst has become the focus of researches in
biodiesel production with intention to overcome problems associated with homogeneous
catalyzed processes. The simulation of heterogeneous catalyzed biodiesel production has
not been throughout studied. Hence, a simulation of carbon-based solid acid catalyzed
biodiesel production from waste oil with high FFA content (50 wt%) was developed in
present work to study the feasibility and potential of the simulated process. The
simulated process produces biodiesel through simultaneous transesterification and
esterification with the consideration of reaction kinetics. The developed simulation is
relatively simple and feasible to produce 2.81kmol/hr of FAME meeting the
international standard (EN 14214). Yields of 68.61% and 97.19% are achieved for
tranesterification and esterification respectively. Sensitivity analyses of FFA
composition in waste oil, methanol to oil ratio, reactor pressure and temperature towards
FAME yield from both reactions were carried out. The increase in FFA composition has
positive but little effect on the FAME yield in the simulated process. In order to
achieved high yield of FAME, high ratio of methanol to oil feed (>10) is required. High
pressure (>34 bar) is required at 200°C for transesterification while esterification can
achieve about 95% FAME yield at 15 bar. Higher temperature is favorable for
esterification while transesterification shows opposite effect. Optimization of reactor
temperature was done to maximize FAME products. The optimized reactor temperature
is 223.1°C. However, the optimized results give a slight and insignificant increase in
FAME product flow rate. Thus, lowest available temperature (180°C) is suggested. The
results show the simulation has limited potential to achieve high yield of FAME from
both reactions, as transesterification suffers from poorer FAME yield due to large
amount of FAME produces from the esterification.
Biodiesel production using heterogeneous catalyst in cstr sensitivity and optimisation analysis / Lim Shao Keong