الفهرس 
INTRODUCTIONOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 139 |  |  |
| | | from | 139 | | |
Abstract
إن الهدف الرئيسي من هذا البحث هو تحسين إنتاج الزيت الحيوي من بذورالخروع المصري وبذور الجاتروفا باستخدام الميكروويف والموجات فوق الصوتية. تم اجراء هذه الدراسة بدراسة تأثير سرعات مكبس استخلاص ودرجات حرارة الاستخلاص على إنتاج الزيت ووقت الاستخلاص والطاقة المستهلكة فى الاستخلاص من بذور الخروع والجاتروفا. أيضًا دراسة تأثير المعالجة المبدئية للبذور باستخدام الميكروويف والموجات فوق الصوتية لبذور الخروع والجاتروفا قبل الاستخلاص مع الظروف المثلى لمكبس الاستخلاص اللولبي على إنتاجية الزيت الناتج من بذور الخروع والجاتروفا، والطاقة المستهلكة فى الاستخلاص، ووقت الاستخلاص، وجودة الزيت الناتج والديزل الحيوي الناتج من بذور الخروع والجاتروفا والطاقة المستهلكة فى تحويل الزيت الى زيت حيوى. أجريت هذه التجربة في قسم البحوث الهندسية بالمركز القومي للبحوث بالدقي. خلال موسم صيف 2021.
ينقسم هذا العمل إلى ثلاثة أجزاء: الجزء الأول خصص لدراسة تأثير السرعات المختلفة للولب الاستخلاص (40 ، 60 ، 80 لفة في الدقيقة لبذور الخروع) و (60 ، 90 ، 120 لفة في الدقيقة لبذور الجاتروفا) ودرجات حرارة اللولب (100 ، 150 ، 200 ، 250 درجة مئوية لبذور الخروع) و (60 ، 80 ، 100 ، 120 درجة مئوية لبذور الجاتروفا) على انتاجية الزيت ووقت الاستخلاص والطاقة المستهلكة فى الاستخلاص من بذور الخروع والجاتروفا. الجزء الثاني خصص لدراسة تأثير المعالجة المبدئية للبذور باستخدام الميكروويف والموجات فوق الصوتية لبذور الخروع والجاتروفا قبل الاستخلاص مع الظروف المثلى لمكبس الاستخلاص اللولبي على إنتاجية الزيت الناتج من بذور الخروع والجاتروفا، والطاقة المستهلكة فى الاستخلاص، ووقت الاستخلاص، وجودة الزيت الناتج. الجزء الثالث خصص لدراسة تأثير المعالجة المبدئية للبذور باستخدام الميكروويف والموجات فوق الصوتية لبذور الخروع والجاتروفا قبل الاستخلاص مع الظروف المثلى لمكبس الاستخلاص اللولبي على إنتاجية الديزل الحيوي من بذور الخروع والجاتروفا واستهلاك الطاقة.
يمكن تلخيص أهم النتائج التي تم الحصول عليها في النقاط التالية:
1. ظروف المكبس اللولبي:
1.1.. تأثير سرعة اللولب الاستخلاص ودرجة الحرارة على انتاجية الزيت:
انخفضت انتاجية زيت الخروع من 37.66 إلى 30.13 و 38.13 إلى 31.88 ومن 39.24 إلى 35.59 ومن 40.85 إلى 30.37٪ بزيادة سرعة دورانية للمكبس من 20 إلى 60 لفة كل دقيقة على الترتيب لدرجات خرارة 100 و 150 و 200 و 250 درجة مئوية. وكانت أعلى قيمة لانتاجية الزيت من بذور الخروع (40.85٪) عند درجة حرارة استخلاص 250 درجة مئوية.
زادت انتاجية زيت الجاتروفا من 11.85 إلى 17.41 ومن 16.43 إلى 22 ومن 18.83 إلى 23.89 ومن 20.66 إلى 25.1٪ بزيادة سرعة اللولب من 120 إلى 60 لفة كل دقيقة على الترتيب، لدرجات حرارة 60 و 80 و 100 و 120 درجة مئوية. وكانت أعلى قيمة انتاجية الزيت من بذور الجاتروفا هى 25.1٪ باستخدام سرعة دورانية مكبس الاستخلاص 60 لفة كل دقيقة ودرجة حرارة المكبس 120 درجة مئوية.
1. 2. ظروف المكبس اللولبي لاستخراج الزيت على استهلاك الطاقة:
انخفضت الطاقة المستهلكة فى استخلاص الزيت من بذور الخروع من 38.67 إلى 14.00 ومن 42.00 إلى 17.00 ومن 50.33 إلى 18.67 ومن 66.00 إلى 35.00 وات.ساعة بزيادة سرعة اللولب من 20 إلى 60 لفة كل دقيقة على الترتيب، لدرجات حرارة 100 و150 و200 و250 درجة مئوية. وكانت أعلى قيمة للطاقة المستهلكة لاستخلاص الزيت من بذور الخروع (66.00 وات . ساعة) عند درجة حرارة استخلاص 250 درجة مئوية وسرعة لولبية 20 لفة كل دقيقة، بينما أقل قيمة لانتاجية الزيت من بذور الخروع (14.00 وات ساعة-1) عند درجة حرارة 100 درجة مئوية وسرعة دورانية لمكبس الاستخلاص 60 لفة كل دقيقة.
انخفضت الطاقة المستهلكة فى استخلاص الزيت من بذور الجاتروفا من 12.0 إلى 8.7 ومن 11.5 إلى 8.45 ومن 11.0 إلى 8.25 ومن 10.5 إلى 8.0 وات. الساعة بزيادة سرعة اللولب من 60 إلى 120 لفة كل دقيقة على الترتيب لدرجات حرارة 60 و 80 و 100 و 120 درجة مئوية. وكانت أعلى قيمة للطاقة المستهلكة لاستخلاص الزيت من بذور الجاتروفا (12.00 وات . ساعة) عند درجة حرارة 60 درجة مئوية وسرعة دورانية 60لفة كل دقيقة. بينما كانت أقل قيمة للطاقة المستهلكة فى استخلاص الزيت من بذور الجاتروفا (8.00 وات . ساعة) عند درجة حرارة 120 درجة مئوية وسرعة دورانية للمكبس 120 لفة كل دقيقة.
1. 3. تأثير المكبس اللولبي للزيت في وقت الاستخراج:
قل وقت الاستخلاص لبذور الخروع بزيادة سرعة الدوارنية للمكبس وانخفاض درجة الحرارة. حيث قل وقت الاستخلاص لبذور الخروع من 5.00 إلى 1.59 ومن 5.25 إلى 1.70 ومن 5.76 إلى 1.86 ومن 6.45 إلى 2.68 دقيقة بزيادة سرعة اللولب من 20 إلى 60 لفة كل دقيقة على الترتيب، لدرجات حرارة 100 و150 و200 و250 درجة مئوية. وكانت اعلى قيمة لوقت الاستخلاص لبذور الخروع (6.45 دقيقة) عند درجة حرارة استخلاص 250 درجة مئوية وسرعة دورانية للمكبس 20 لفة كل دقيقة، بينما كانت أقل قيمة لوقت الاستخلاص لبذور الخروع (1.59 دقيقة) عند درجة حرارة استخلاص 100 درجة مئوية. وسرعة دورانية للمكبس 60 لفة كل دقيقة.
قل وقت الاستخلاص لبذور الجاتروفا من 3.70 إلى 2.13 ومن 3.25 إلى 1.75 ومن 3.12 إلى 1.67 ومن 3.00 إلى 1.60 دقيقة بزيادة سرعة اللولب من 60 إلى 120 لفة كل دقيقة على الترتيب لدرجات حرارة 60 و 80 و 100 و 120 درجة مئوية. وكانت أعلى قيمة لوقت الاستخلاص لبذور الجاتروفا (3.7 دقيقة) عند درجة حرارة 60 درجة مئوية وسرعة دورانية للمكبس 60 لفة كل دقيقة. بينما أقل قيمة لوقت الاستخلاص لبذور الجاتروفا (1.6 دقيقة) عند درجة حرارة استخلاص 120 درجة مئوية وسرعة دورانية 120 لفة كل دقيقة.
اظهرت النتائج ان افضل معاملة لاستخلاص الزيت من بذور الخروع عند درجة حرارة الاستخلاص 200 درجة مئوية وسرعة دورانية للمكبس 60 لفة كل دقيقة. حيث كانت انتاجية الزيت المستخلص من بذور الخروع والطاقة المستهلكة فى الاستخلاص ووقت الاستخلاص 35.59٪ و 18.68 وات.ساعة و 1.86 دقيقة على الترتيب. واظهرت النتائج أيضًا، ان افضل معاملة لاستخلاص الزيت من بذور الجاتروفا عند درجة حرارة استخلاص 120 درجة مئوية وسرعة دورانية للمكبس 90 لفة كل دقيقة. حيث كانت انتاجية الزيت المستخلص والطاقة المستهلكة فى الاستخلاص ووقت الاستخلاص هى 23.51٪ و 8.8 وات .ساعة و 2.2 دقيقة على الترتيب.
2. المعالجة الاولية للبذور:
2. 1. تأثير المعالجة الأولية (الميكروويف والموجات فوق الصوتية) على انتاجية الزيت المستخلص:
زادت إنتاجية الزيت المستخلص من بذور الخروع من 30.24 إلى 35.43 ومن 35.54 إلى 39.36٪ بزيادة وقت التشغيل من 1 إلى 3 دقائق، على الترتيب، لمستويات طاقة الميكروويف المنخفضة والمتوسطة. بينما انخفضت انتاجية الزيت المستخلص من بذور الخروع من 38.05 إلى 36.06٪ عندما زاد وقت التشغيل من 1 إلى 3 دقائق، على الترتيب، لمستوى طاقة الميكروويف العالية. وكانت انتاجية الزيتالمستخلص من زيت الخروع 36.26 و 35.54 و 34.95 - 36.46 و 35.71 و 36.93 - 37.03 و 36.50 و 37.71٪ مع وقت تشغيل 15 و 30 و 45 دقيقة على الترتيب لدرجات حرارة جهاز الموجات الفوق صوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية.
انخفضت إنتاجية الزيت المستخلث من بذور الجاتروفا من 25.63 إلى 22.84 ومن 23.8 إلى 18.8 ومن 22.26 إلى 14.87٪ بزيادة وقت التشغيل من 1 إلى 5 دقائق على الت لمستويات طاقة الميكروويف المنخفضة والمتوسطة والعالية. وكانت انتاجية الزيت المستخلص من بذور الجاتروفا 20.96 و 22.62 و 22.68 - 22.04 و 23.39 و 24.1 - 24.8 و 24.2 و 25.2٪ عند وقت تشغيل 15 و 30 و 45 دقيقة على الترتيب لدرجات حرارة لجهار الموجات فوق الصوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية. وزادت انتاجية الزيت المستخلص من بذور الجاتروفا من 20.96 إلى 22.68 ومن 22.04 إلى 24.1 و 24.8 إلى 25.2٪ بزيادة وقت التشغيل من 15 إلى 45 دقيقة على الترتيب، لدرجات الحرارة جهاز الموجات فوق الصوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية.
2.2. تأثير المعالجة الأولية (الميكروويف والموجات فوق الصوتية) على الطاقة المستهلكة فى الاستخلاص:
انخفض الطاقة المستهلكة فى استخلاص الزيت من بذور الخروع من 21.0 إلى 19.0 ومن 20.0 إلى 18.0 ومن 19.0 إلى 16.5 وات.الساعة بزيادة وقت التشغيل من 1 إلى 3 دقائق، على الترتيب لمستويات طاقة الميكروويف المنخفضة والمتوسطة والعالية. وزادت الطاقة المستهلكة استخلاص الزيت من بذور الخروع بزيادة درجة الحرارة لجهاز الموجات فوق الصوتية ووقت التشغيل. وزادت معدل استهلاك طاقة الاستخلاص لبذور الخروع من 18.0 إلى 20.0 من 19.0 إلى 21.0 ومن 20.0 إلى 22.0 وات .الساعة بزيادة وقت التشغيل من 15 إلى 45 دقيقة على الترتيب، لدرجات حرارة جهاز الموجات فوق صوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية.
زادت الطاقة المستهلكة فى استخلاص الزيت من بذور الجاتروفا من 8.3 إلى 8.7 ومن 8.45 إلى 8.9 ومن 8.6 إلى 9.2 وات.الساعة بزيادة وقت التشغيل من 15 إلى 45 دقيقة على الترتيب، لدرجات حرارة جهاز الموجات فوق صوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية. وكان معدل الطاقة المستهلكة لاستخلاص الزيت من بذور الجاتروفا 8.75 و 8.53 و 8.33 وات.ساعة عند مستويات طاقة الميكروويف المنخفضة والمتوسطة والعالية على الترتيب، بينما كانت 8.48 و 8.67 و 8.88 وات.الساعة لدرجات حرارة جهاز الموجات فوق صوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية على الترتيب.
2. 3. تأثير المعالجة الاولية (الميكروويف والموجات فوق الصوتية) على وقت الاستخلاص:
انخفض وقت استخلاص الزيت من بذور الخروع من 2.00 إلى 1.88 ومن 1.95 إلى 18.82 ومن 1.92 إلى 1.77 دقيقة بزيادة وقت التشغيل من 1 إلى 3 دقائق على الترتيب، لمستويات طاقة الميكروويف المنخفضة والمتوسطة والعالية. بينما زاد وقت استخلاص الزيت من بذور الخروع من 1.79 إلى 1.93 ومن 1.92 إلى 2.11 ومن 2.00 إلى 2.21 دقيقة بزيادة وقت التشغيل من 15 إلى 45 دقيقة على الترتيب لدرجات حرارة جهاز الموجات فوق صوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية.
انخفض وقت استخلاص الزيت من بذور الجاتروفا من 2.183 إلى 2.017 ومن 2.117 إلى 1.967 ومن 2.033 إلى 1.9 دقيقة بزيادة وقت التشغيل من 1 إلى 5 دقائق على الترتيب، لمستويات طاقة الميكروويف المنخفضة والمتوسطة والعالية. بينما زاد وقت استخلاص الزيت من بذور الجاتروفا من 2.217 إلى 2.33 ومن 2.27 إلى 2.417 ومن 2.317 إلى 2.5 دقيقة عندما زاد وقت التشغيل من 15 إلى 45 دقيقة على الترتيب، لدرجات حرارة فوق صوتية 40 و 60 و 80 درجة مئوية.
3. تحليل خصائص الزيت:
أدى استخدام المعالجة الأولية بجهاز الموجات فوق الصوتية لبذور الخروع والجتروفا إلى تحسين محتويات خصائص إنتاج الزيت أكثر من تلك المعالجة الاولية بالميكروويف لبذور الخروع والجاتروفا وبدون معالجة مسبقة.
4. إنتاج الديزل الحيوي:
4. 1. انتاجية الديزل الحيوى والطاقة المستهلكة لإنتاجه:
كانت كمية الوقود الحيوي الناتجة من 500 جم من زيت الخروع هى 444.2 جم زيت حيوى. وكانت كفاءة إنتاج الوقود الحيوي من زيت الخروع هى 88.84٪. وكانت الطاقة المستهلكة لإنتاج الوقود الحيوي من زيت الخروع 731 وات.ساعة.
كانت كمية الوقود الحيوي الناتجة من 400 جم من زيت الجاتروفا هى 366.58 جم زيت حيوى. وكانت كفاءة إنتاج الوقود الحيوي من زيت الجاتروفا 91.64٪. كانت الطاقة المستهلكة لإنتاج الوقود الحيوي من زيت الجاتروفا 821 وات.ساعة.
5. الخصائص الفيزيائية والكيميائية للوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع والجاتروفا:
كانت الكثافة الوقود الحيوى 966.5 و 927.10 و 918.6 و 887.1 كجم م-3 لزيت الخروع والوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع وزيت الجاتروفا والوقود الحيوي الناتج من زيت الجاتروفا على الترتيب، مقارنة بكثافة الديزل وهى 829 كجم م-3. كانت اللزوجة الكينماتيكية 247.57 و 14.2 و 34.33 و 5.69 م2 ث-1 لزيت الخروع والوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع وزيت الجاتروفا والوقود الحيوي الناتج من زيت الجاتروفا على الترتيب مقارنة بـ 1.20 م2 ث-1 لزوجة الديزل الكينماتيمية. كانت اللزوجة الديناميكية 17.48 و 6.72 و 6.73 و 3.25 مم باسكال.ث لزيت الخروع والوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع وزيت الجاتروفا والوقود الحيوي الناتج من زيت الجاتروفا على الترتيب ، مقارنة بـ 1.43 مم باسكال.ث من اللزوجة الديناميكية للديزل. كانت نقطة الوميض 73.55 و 91 و 146 و 121 درجة مئوية لزيت الخروع والوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع وزيت الجاتروفا والوقود الحيوي الناتج من زيت الجاتروفا على الترتيب ، مقارنة بـ 73.55 درجة مئوية لنقطة وميض الديزل. كانت القيمة الحرارية 44700 و 44300 و 45500 و 45000 كيلوجول كجم-1 لزيت الخروع والوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع وزيت الجاتروفا والوقود الحيوي الناتج من زيت الجاتروفا على الترتيب ، مقارنة بـ 42000 كيلوجول كجم-1 قيمة حرارية للديزل. كانت نقطة السحابة -13 و -13.49 و -1 و 0 درجة مئوية لزيت الخروع والوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع وزيت الجاتروفا والوقود الحيوي الناتج من زيت الجاتروفا على الترتيب، مقارنة بـ -6 درجات مئوية لنقطة سحابة الديزل. كان رقم السيتان 40 و 80 و 39.12 و 73 لزيت الخروع والوقود الحيوي الناتج من زيت الخروع وزيت الجاتروفا والوقود الحيوي الناتج من زيت الجاتروفا على الترتيب، مقارنة بـ 41 من رقم سيتان للديزل.