Biyodizel Standartları ve Analiz Yöntemleri, Yaşanılan Problemler Doç.Dr.Cevdet DEMİR 10 Ağustos 2006 Uludağ Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü

Biyodizel standardı Biyodizel üretimi yapan ülkeler farklı standartlar kullanmasına rağmen Türkiye’de üretilen biyodizel TS EN 14214 standardına uygun olmalıdır.

TS EN 14214 Özellik Birim En az En çok Test Metodu Ester içeriği % (m/m) 96.5 - EN 14103 Yoğunluk, 15 C kg/m3 860 900 EN ISO 12185 Kinamatik viskozite, 40C mm2/s 3.50 5.00 EN ISO 3104 Parlama Noktası C 120 PrEN ISO 3679 Kükürt içeriği mg/kg 10 prEN ISO 20846 Karbon kalıntı 0.30 EN ISO 10370 Setan sayısı 51 EN ISO 5165 Sülfat kül içeriği 0.02 ISO 3987 Su içeriği 500 EN ISO 12937 Toplam kirlilik 24 EN 12662 Bakır şerit korozyonu 1 EN ISO 2160 Oksidasyon kararlılığı 110 C Saat 6.0 EN 14112 Asit değeri mg KOH/g 0.5 EN 14104 Üyot değeri g iyot/100 g EN 14111 Linolenik asit metil esteri 12 Yüksek doymamış (≥4 çift bağ) Metanol içeriği 0.20 EN 14110 Monogliserid içeriği 0.80 EN 14105 Digliserid içeriği Trigliserid içeriği Serbest gliserol Toplam gliserol 0.25 Grup I Metalleri (Na+K) Grup II Metalleri (Ca+Mg) 5.0 EN 14108 EN 14109 Fosfor içeriği EN 14107 TS EN 14214

Analiz Yöntemleri Biyodizel analizinde kullanılacak cihazlar TS EN 14214 standardında belirtilen test metotlarına uygun olmalıdır. Analizler iki gruba ayrılabilir. Kimyasal analizler Fiziksel analizler

Kimyasal analizler Ester içeriği Gliseridler Metanol Asit değeri İyot değeri Kükürt Sodyum, potasyum Fosfor

Fiziksel analizler Kinamatik viskozite Yoğunluk Parlama noktası Karbon kalıntısı Su içeriği Oksidasyon kararlılığı

Kimyasal Analizler Ester içeriği ölçümü (EN 14103) Biyodizelin ester içeriği gaz kromatografisi (GC-FID) ile ölçülür ve % 96.5’ten yüksek olmalıdır. C14-C24 arasındaki yağ asiti esterleri ölçülür. Esterleri ayırmak için uygun kolon kullanılmazsa doğru sonuç bulunamaz. Uzmanlık isteyen bir analiz yöntemidir.

Gliserid analizi (EN 14105) Gliseridler; monogliserid, digliserid, trigliserid, serbest gliserol, toplam gliserol GC ile analizler yapılır. Biyodizelde gliserol bulunması esterleşme reaksiyonunun tamamlanmadığını gösterir. Yıkama ile uzaklaştırılır. Uzaklaştırılmayan gliserol depoda çökelmeye, viskozitenin artmasına, yakıt filtresinin tıkanmasına ve motorda yanma problemlerine neden olur.

Metanol analizi (EN 14110) Headspace GC ile analiz yapılır. Biyodizelden uzaklaştırılmayan metanol alevlenme noktasının düşmesine neden olur.

GC analizleri GC alırken, Esterler Gliseridler ve Metanol analiz edileceği dikkate alınmalıdır.

Asit değeri (EN 14104) Asit değeri titrasyon metoduyla ölçülür. Biyodizelde bulunan asit değeri, hammaddeye göre değişir. Yüksek oranda serbest yağ asitleri içeren hammadde fazla miktarda baz katalizörü harcayacak ve sabun oluşturacaktır. Yan ürün olarak su oluşur ve uzaklaştırılması gerekir. Hammadde %1’den fazla serbest yağ asiti içermemelidir.

İyot değeri (EN 14111) İyot değeri titrasyon metoduyla ölçülür. Hammaddeye göre farklılık gösterir. Doymuş veya doymamış yağ asitleri içeriğine göre değişir. Hayvansal yağların iyot değeri düşüktür ancak düşük sıcaklıkta kolayca donma tehlikesi vardır. Yüksek iyot sayılı biyodizel tortu oluşumuna, aşırı karbon kalıntısı oluşumuna ve depolama kararlılığının düşmesine neden olur.

Kükürt analizi (prEN ISO 20846) Dalgaboyu dispersif XRF ile ölçüm yapılır. Bitkisel yağda kükürt beklenmez ancak hayvansal yağda deri ve tüylerden kaynaklanan kükürt bulunabilir. Biyodizel düşük miktarda kükürt içereceği için kullanılan XRF cihazının duyarlılığı bilinmelidir.

Sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum (EN 14108, EN 14109) Fosfor (EN 14107) Fosfor ICP ile analiz yapılır. Na, K, Ca, Mg analizinde metot AAS verse de ICP ile de yapılabilir. Biyodizelden uzaklaştırılmayan katalizör motorda aşınmalara neden olur. Kalsiyum ve magnezyum varlığında fosfolipidler emülsiyon oluşturur. Fosfolipidler degumming yaparak uzaklaşırılabilir.

Fiziksel analizler Kinamatik viskozite ölçümü (EN ISO 3104) Biyodizelin yüksek viskoziteye sahip olması esterleşme reaksiyonunun tamamlanmadığını gösterir. Yüksek viskoziteye sahip biyodizel enjektörde tıkanmaya, yetersiz püskürtme ve silindir içinde kurumlaşmaya neden olur.

Yoğunluk ölçümü (EN ISO 3675) Biyodizel yoğunluğunun yüksek olması proses sırasında gliserinin yeterince uzaklaştırılamadığını gösterir.

Hızlı alevlenme noktası (pr EN ISO 3679) Alevlenme noktası, sıvı buharının alevlenebilir bir atmosfer meydana getirdiği en yüksek sıcaklık olarak ifade edilebilir. Biyodizelin alevlenme noktası, dizelden daha yüksektir (>110ºC). Bu özellik biyodizelin kullanım, taşınım ve depolanmasında daha güvenli bir yakıt olmasını sağlar.

Su içeriği Kulometrik Karl Fischer (EN ISO 12937) Su biyodizel içinde ya çözünmüş halde ya da asılı damlacıklar halinde bulunur. Biyodizel su içermemelidir. Suyun varlığı enjeksiyon sistemindeki parçaların korozyonuna neden olur. Ayrıca su biyodizelde mikrobiyolojik gelişmelere katkı sağlar. Bu da biyodizelin asitlenmesine ve çamur oluşumuna neden olur.

Oksidasyon karalılığı (EN 14112) Depolama kararlılığı biyodizelin uzun süre depolanması sırasında meydana gelen kimyasal değişimlere karşı gösterdiği dirençtir. Kimyasal değişimler hava oksijeni ile temas eden biyodizelin oksidasyona uğraması şeklinde gerçekleşir. Yüksek doymamış yağ asitleri içeren biyodizel daha fazla oksidasyona uğrar. Oksidasyona karşı kararlılığı artırmak için BHT ve TBHQ (t-bütil hidrokinon) gibi antioksidan maddeler kullanılabilir.

Sonuç Biyodizel analizleri ülkemizde yapılabilir durumdadır. Her üretici firma bütün parametreleri kontrol etmek zorunda değildir. GC ile yapılan analizler son derece önemlidir ve uzmanların eğitimi gereklidir. Aynı zamanda yatırım maliyeti yüksektir.

TEŞEKKÜRLER