Contribution to the preparation of biofuels from some agricultural and industrial waste the case of Ouargla Region

Abstract

The demand for fossil fuels is increasing day by day to meet human needs and daily activities, but the latter has a negative impact on the environment and human health due to the emissions of toxic gases resulting from its combustion which affect the global warming, which made the world think of a new economic source, less harmful and more respectful of the environment. This study aims to recover some waste and materials of low value or harmful to the environment and to transform them into high quality green; "bio" fuels. The results of the study showed that can be valued the waste cooking oil to produce biodiesel by transesterification reaction using three (03) different methods: ultrasonic transesterification, which gave the highest yield of 99.7%, using sodium hydroxide as a catalyst. The second, using microwave method, with a yield of 94.4%, but the lowest yield was 79% using the conventional esterification method. The results of improving the yield using the microwave method have shown that the optimum conditions for the best yield are: a catalyst concentration of 1% (by weight), a molar ratio of 1: 9 methanol: oil, 8 minute as reaction time at 70°C and 800 rpm. The results of this work also showed that we can use the date variant "Degla Bayda" as a low cost feedstock to produce bioethanol by fermentation with the commercial yeast Saccharomyces cerevisiae, which gave the best yield of 36.25 % under optimal conditions represented by: a temperature of 32°C, pH of 5, amount of yeast 1 g and fermentation time of 48 hours (two days). The physico-chemical properties of the biofuel produced were determined and compared to American standards (ASTM) and European standards (EN).

La demande d'énergie fossile augmente de jour en jour pour répondre aux besoins humains et aux activités quotidiennes, mais cette dernière a un impact négatif sur l'environnement et la santé humaine en raison des émissions de gaz toxiques résultant de sa combustion qui affectent le réchauffement climatique, ce qui a fait le monde pense à une nouvelle source économique, moins nocive et plus respectueuse de l'environnement. Cette étude vise à valoriser certains déchets et matières premières de faible valeur ou nocifs pour l'environnement et à les transformer en carburants verts "bio" de haute qualité. Les résultats de l'étude ont montré que l'huile de cuisson usagée peut être valoriser pour produire du biodiesel par réaction de transestérification selon trois (03) méthodes différentes : la transestérification par ultrasons, qui a donné le rendement le plus élevé de 99,7 %, en utilisant de l'hydroxyde de sodium comme catalyseur. La seconde méthode, utilisant les micro-ondes, avec un rendement de 94,4%, mais le rendement le plus bas était de 79% en utilisant la méthode d'estérification conventionnelle. Les résultats d'amélioration du rendement en utilisant les micro-ondes méthode ont montré que les conditions optimales pour le meilleur rendement sont : une concentration de catalyseur de 1% (en poids), un rapport molaire de 1:9 méthanol: huile, un temps de réaction de 8 minutes à 70°C et 800 tr/min. Les résultats de ce travail ont également montré que nous pouvons utiliser la variante de dattes "Degla Bayda" comme matière première à faible coût pour produire du bio-éthanol par fermentation avec la levure commerciale Saccharomyces cerevisiae, qui a donné le meilleur rendement de 36,25% dans des conditions optimales représentées par : une température de 32°C, un pH de 5, une quantité de levure de 1 g et un temps de fermentation de 48 heures (deux jours). Les propriétés physico-chimiques du biocarburant produit ont été déterminées et comparées aux normes américaines (ASTM) et européennes (EN).

يزداد الطلب على طاقة الوقود الاحفوري يوما بعد يوم لتلبية متطلبات الانسان وأنشطته اليومية، إلا أن هذا الأخير له ثير سلبي على البيئة وصحة الأنسان وذلك بسبب انبعا ت الغازات السامة الناتج ة عن احتراقه والتي تؤثر في الاحتباس الحراري وهو ما جعل العالم يفكر في مصدر اقتصادي جديد أقل ضررا وأكثر صداقة للبيئة. دف هذه الدراسة إلى تثمين بعض الم خلفات والمواد الأولية ذات القيمة المنخفضة أو الضارة لبيئة وتحويلها إلى وقود أخضر (حيوي) عالي الجودة. أظهرت نتائج الدراسة أنه يمكن تثمين زيت الطهي المستعمل لإنتاج الديزل الحيوي عن طريق تفاعل الأسترة التبادلية بثلاث طرق مختلفة متمثلة في الأسترة ستخدام طريقة الموجات فوق الصوتية والتي أعطت أعلى مردود بنسبة % 99,7 وذلك ستخدام هيدروكسيد الصوديوم كمحفز، أما لنسبة للطريقة الثانية فباستعمال طريقة الموجات الميكروية والتي أعطت مردود بنسبة % 94.4 ، إلا أن أقل مردود بلغ % 79 ستعمال طريقة الأسترة العادية. % وأبرزت نتائج تحسين المردود في هذه الدراسة ستخدام الطريقة الميكر وية أن الظروف المثلى لأفضل مردود هي 1 ( لوزن) لتركيز المحفز، 1:09 نسبة المولارية ميثانول: زيت، زمن التفاعل 8 دقائق عند 70 درجة مئوية، و 800 دورة في الدقيقة. كما أظهرت نتائج هذا البحث أيضا أنه يمكننا استخدام تمر "ال دقلة البيضاء" كمادة منخفضة التكلفة لإنتاج حيث أعطت Saccharomyces cerevisiae الإيثانول الحيوي عن طريق التخمر وذلك لخميرة التجارية أحسن مردود بنسبة 36.25 % في ظروف مثلى متمثلة في :درجة الحرارة 32 درجة مئوية، ودرجة الحموضة 5، وكمية الخميرة 1 غ وزمن التخمر لمدة 48 ساعة (يومين). والمعايير (ASTM) تم تحديد الخصائص الفيز ئية والكيميائية للوقود الحيوي المنتج ومقارنتها لمعايير الأمريكية .(EN) الأ