Улучшение био

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 4606 (2023) Цитировать эту статью

594 доступа

1 Цитаты

Подробности о метриках

Дефицит энергии и проблемы традиционной энергетики являются основной причиной поиска возобновляемого источника энергии, дешевого и экологически чистого, поэтому производство биодизеля является одним из наиболее многообещающих решений этой проблемы. Кроме того, египетская клещевина является одной из наиболее важных культур для производства масла по сравнению с другими широко используемыми масличными культурами. Основная цель этого исследования — улучшить производство биомасла из семян египетской клещевины с помощью микроволновой и ультразвуковой обработки в качестве предварительной обработки. Для достижения этой цели было изучено влияние скорости экстракционного шнека (20, 40 и 60 об/мин) и температуры (100, 150, 200 и 250 °C) на выход и качество экстракции масла, энергозатраты на экстракцию и время экстракции. Кроме того, влияние условий предварительной микроволновой обработки на трех уровнях мощности (низкая, средняя и высокая) и разного времени (1, 2 и 3 минуты), а также условий предварительной обработки ультразвуком с разными температурами (40, 60 и 80 °C) и разными времена (15, 30 и 45 мин) для семян клещевины перед экстракцией при оптимальном состоянии шнекового пресса по выходу масла из семян клещевины, энергии экстракции, времени экстракции и качеству экстрагируемого масла. Результаты показывают, что оптимальными условиями экстракции масла шнековым прессом были температура экстракции 200°С и скорость шнека 60 об/мин. Видно, что выход масла при экстракции, энергозатраты на экстракцию и время экстракции составляли 35,59%, 18,68 и 1,86 мин соответственно. Предварительная микроволновая обработка имела лучший выход масла и энергию, необходимую для экстракции, по сравнению с предварительной ультразвуковой обработкой, где предварительная микроволновая обработка фиксировала высокий выход масла и более низкие затраты энергии по сравнению с предварительной ультразвуковой обработкой. Выход масла колебался от 32,67 до 37,41% по сравнению с 13,29–39,83% в литературе. Время, необходимое для экстракции, варьировалось от 1,77 до 2,00 и от 1,79 до 2,21 мин для предварительной микроволновой и ультразвуковой обработки соответственно. Предварительная обработка улучшила свойства добываемой нефти.

Промышленность потребляет меньше энергии, чем здания. Транспорт занимает третье место по потреблению энергии после зданий и транспорта. Сельское хозяйство, рыболовство и лесное хозяйство характеризуются низким уровнем энергопотребления. В 2019 году потребление энергии во всех этих видах деятельности выросло до 9,1 гигатонн1.

За потерянные десятилетия потребление топлива на транспорте увеличилось вдвое из-за роста населения, урбанизации и глобальной мобильности. Этот сектор потреблял около 28% общего спроса на энергию. Передвижение пассажиров и товаров потребляют около 70% всей энергии, потребляемой на транспорте. Из-за использования топлива на основе нефти примерно в 95% энергии, используемой на транспорте, серьезно страдает окружающая среда и энергетическая безопасность 2.

Дефицит энергии является очень серьезной проблемой. Энергетический баланс Египта в 2022 году показывает, что промышленный сектор потребляет больше всего конечного потребления энергии (34,2%), за ним следуют транспорт (24,2%), жилые здания (18,8%), а также сельское хозяйство и горнодобывающая промышленность (4,7%), что составляет 81,9% общее потребление3. Сегодня кризис цен на топливо и проблема осведомленности являются наиболее эффективными факторами, влияющими на структуру энергопотребления во всем мире. Большие усилия исследователи приложили к развитию возобновляемых источников энергии. Возобновляемая энергия является ключевым фактором будущего не только для Египта, но и для всего мира4. Таким образом, использование биодизеля в качестве альтернативного источника энергии снижает количество загрязняющих веществ и потенциальных канцерогенов. Он имеет низкие выбросы, поскольку органический углерод используется в фотогенерации. Кроме того, он не увеличивает уровень углекислого газа в атмосфере5,6.

Такие растения, как соевое, кукурузное, пальмовое и касторовое масла, используются для производства биодизеля путем реакции с катализируемыми спиртами. Эти масла могут быть пищевыми или несъедобными. Использование несъедобных масел в биодизельном топливе лучше помогает решить проблемы дефицита продовольствия. Цены на биодизель зависят от стоимости сырой нефти (75%). Использование дешевого сырья снижает цену биодизеля. В Египте касторовое масло дешевле, чем масло ятрофы7. Разница в цене масла, полученного из касторового масла, меньше (на 15%), чем у ятрофы в Египте.