Frontiers in Chemistry

Introduktion

Biodiesel är ett biologiskt nedbrytbart och förnybart bränsle som produceras genom transesterifiering från förnybara källor som sojabönor, mikroalger, matolja från palmer och jatropha (da Silva César et al., 2018; Corach et al., 2019). På senare tid lockar biodiesel många forskare eftersom det är ett av de mest utforskade biobränslena som skulle kunna minska det globala beroendet av fossila bränslen och växthuseffekten. Biodieselproduktionen beräknas öka årligen med 4,5 % och nå 41 Mm3 år 2022 (Monteiro et al., 2018).

Rå glycerol är den viktigaste biprodukten som produceras under transesterifieringsprocessen i biodieselanläggningen, med generering av 10 viktprocent av biodieselprodukten (Samul et al., 2014). Baserat på analysen genereras cirka 1 kg råglycerol för varje 10 kg biodieselproduktion (Hajek och Skopal, 2010; Tan et al., 2013; Chol et al., 2018). Det nuvarande marknadsvärdet för ren glycerol är 0,27-0,41 US-dollar per pund, men råglycerol med 80 % renhet är så lågt som 0,04-0,09 US-dollar per pund. Detta bevisade att överdrivet producerad glycerol, påverkar priset på glycerol på marknaden. Därför har utnyttjandet av rå glycerol för mervärdesprodukter blivit en allvarlig fråga inom biodieselindustrin.

Glycerol med hög renhet har en bred tillämpning inom olika branscher, t.ex. läkemedels-, kosmetika- och livsmedelsprodukter. Renhetsprocenten för glycerol från biodieselindustrin begränsar dock dess omvandling till en högvärdig produkt (Samul et al., 2014; Talebian-Kiakalaieh et al., 2018). Den råa glycerolen innehåller ett stort antal föroreningar såsom tvål, salter, etanol, metanol, vatten, fettsyra, metylestrar, glycerider och aska (Tan et al., 2013; Dhabhai et al., 2016). Yang et al. (2012) konstaterade att orenheterna i den råa glycerolen i hög grad kan påverka dess omvandling till andra mervärdesprodukter (Yang et al., 2012). Venkataramanan et al. (2012) rapporterade också att tvålar i den råa glycerolen har en starkt hämmande effekt på bakteriernas utnyttjande av glycerolen, vilket påverkar prestandan av den råa glycerolen som kolkälla i fermenteringsprocessen (Venkataramanan et al., 2012). Som en slutsats kan man säga att de föroreningar som finns i råglycerol skapar en betydande utmaning för att omvandla dem till en mervärdesprodukt. Därför är det viktigt att rena rå glycerol för att undvika marknadsmättnad och öka vinsten av biodieselproduktion.

I litteraturen är de vanligaste processerna destillation, jonbytesharts, membranseparationsteknik, försurning, följt av neutralisering och lösningsmedelsextraktion. Syrning är en vanligt förekommande teknik för att neutralisera föroreningar som katalysator till oorganiska salter. Förutom försurning kan den också minska mängden tvålar genom att omvandla dem till olöslig fri fettsyra eftersom de kan påverka separationen negativt och orsaka förlust av utbyte (Hajek och Skopal, 2010; Kovács et al., 2012). Eftersom syraprocessen inte avlägsnar alla föroreningar krävs ytterligare ett reningssteg för att avlägsna andra föroreningar som metanol, olja, vatten och ester. Destillationsprocessen har dock vissa begränsningar jämfört med andra eftersom den kräver hög energiåtgång för förångning och orsakar termiska dekompositioner (Lancrenon och Fedders, 2008). Dessutom krävs också högt vakuum vid destillation för att förhindra denaturering av glycerol vid hög temperatur genom akroleinbildning (Manosak et al., 2011). Dessutom innebär denna process höga kapitalinvesteringar och underhållskostnader, tillsammans med betydande förluster av glycerol (Sdrula, 2010). I jämförelse med destillationsprocessen vinner jonbytesprocessen stor acceptans på grund av enkel drift, låg effektförbrukning och lågt energibehov, samt det faktum att den också har visat sig vara effektiv när det gäller att avlägsna spår av föroreningar, färg och lukt (Carmona et al., 2009, 2012). Dessutom föreslog Xiao et al. (2013) att en flerstegs reningsprocess av den råa glycerolen skulle kunna öka renheten göra den gångbar för olika användningsområden (Xiao et al., 2013).

Den här studien syftar till att erhålla rå glycerol med högsta renhet via tvåstegsrening med hjälp av acidifiering och jonbytesteknik, med hjälp av Taguchi metoden. I denna studie användes statistisk analys, inklusive en L9 ortogonal array av Taguchi, signal-brusförhållande, analys av medelvärde, analys av varians och regressionsanalyser för att identifiera de optimala förhållandena för reningsprocesserna.

Material, kemikalier och metoder

Material

Den råa glycerolen samlades in från en lokal biodieselanläggning, i Malaysia. En stark katjonbytesharts H+, Amberlyst 15, köptes från Sigma Aldrich Sdn. Bhd. Hartsens egenskaper visas i tabell 1. Fosforsyra (85 viktprocent), natriumhydroxidpellets och metanol köptes från Merck Sdn. Bhd. Destillerat vatten användes för beredning av kemiska lösningar.

Glycerolreningsprocess

Första steget: Syrabehandling

Den råa glycerolen förbehandlades enligt det förfarande som antagits från Manosak et al. (2011). Experimenten genomfördes i 500 ml Erlenmeyerkolven och jämnades ut med hjälp av en magnetomrörare. Inledningsvis syrades den råa glycerolen med hjälp av fosforsyra till önskat pH-värde och rördes sedan om med en konstant hastighet av 200 rpm i 1 timme. Lösningen lämnades sedan i vila för fasseparation. Den separerades i tre skikt: fria fettsyror, glycerol och oorganiska salter. Det första skiktet, som är rikt på fettsyra, separerades genom dekantering, och det utfällda saltet avlägsnades genom filtrering med 0,45 μm-filter. Det mellersta skiktet, som är rikt på glycerol, neutraliserades (pH 7) genom tillsats av NaOH. De oorganiska salter och fettsyror som bildades i neutraliseringsskedet avlägsnades med 0,45 μm-filter. De ingångsparametrar som valdes för denna konstruktion var pH, temperatur och reaktionstid, vilka betecknades som parametrar A, B respektive C (tabell 2). Den ortogonala matrisen L9 användes för att utforma experimenten i detta arbete (tabell 3).

Det andra steget: Jonbyte

I jonbytesprocessen användes den förbehandlade glycerol som erhållits från försurningsprocessen med optimerade driftsförhållanden. Jonbyteshartserna undersöktes genom att matningen leddes genom en 300 ml kolonn med hartsbärare i ett glasrör. Jonbytarhartser av typen Amberlyst 15 hydrogenform användes för avlägsnande av fria joner. Hartsarna svälldes först med metanol (25 viktprocent) i ett glaskärl och packades in i kolonnen. Dessutom packades kiseldioxidpärlor i kolonnen för att avlägsna överflödig fukt. Jonbyteshartserna användes för att adsorbera de fria anjonerna och katjonerna i den förbehandlade glycerolen. Den förbehandlade glycerolen fylldes sedan på i matningstanken och en pump användes för att cirkulera den råa glycerolen genom jonbyteshartsbädden vid de förutbestämda driftsförhållandena. Temperaturen i fastbäddsförsöket ställdes in på rumstemperatur (22 °C). Därefter har provet satts in i rotationsförångaren för avlägsnande av metanol. Utsläppen samlades upp och analyserades. De ingående parametrar som valdes för denna konstruktion var mängden harts, flödeshastighet och mängden lösningsmedel. En standard L9 ortogonal array (OA) valdes och nio experimentella studier utfördes för att optimera processen. Den ortogonala L9-matrisen är avsedd för att förstå effekten av oberoende faktorer, som var och en har värden på tre faktornivåer. Taguchis experimentella försöksplanering föreslår L9 ortogonal array, där nio försök räcker för att optimera parametrarna. Varje parameter på tre nivåer för den här studien visas i tabell 4. Tabell 5 visar de experimentella körningarna med olika kombinationer av parametrar på olika nivåer.

Analytiska metoder

Agilent 6890 gaskromatografi (GC) kopplad till en flamjoniseringsdetektor (FID) användes för att identifiera koncentrationen av glycerol under följande förhållanden: (i) kapillärkolonn (DB 5HT), 0,32 mm innerdiameter, 15 m längd med 0,1 μm vätskefilm, (ii) bärargas helium med 1,0 mL/min, (iii) injektortemperatur 200 °C och (iv) total körtid på 5 minuter. Glycerolens vattenhalt mättes med hjälp av Karl Fisher-titratorn. Standardmetoden (ISO 2098-1972) användes för att beräkna askhalten. Glycerolens organiska icke-glycerol (MONG) mättes genom att subtrahera summan av innehållet av glycerol, aska och vatten enligt standardmetoden (ISO 2464-1973). Bestämningar av pH för den råa och renade glycerolen utfördes med hjälp av en pH-mätare (Cyberscan pH 300, 19 Eutectic instruments).

Design of Experiments Using the Taguchi Method

I den här studien användes Taguchimetoden för att utforma och optimera reningsprocessen för rå glycerol i två steg. Programpaketet Minitab 16 användes för att underlätta försöksplaneringen och den statistiska analysen för att fastställa de optimala driftsförhållandena. I den här studien användes glycerolinnehållet (viktprocent) som parameter för att utvärdera effektiviteten hos surgörandet under olika driftsförhållanden. De data som erhölls för varje experiment i OA analyserades med hjälp av signal-brusförhållandet (S/N-förhållanden) för att undersöka inverkan av inflytelserika faktorer och bestämma den optimala konfigurationen av parametrar som fastställts inom ramen för försöksupplägget. S/N-förhållandet kan optimeras med hjälp av flera kriterier, bland annat större – bättre, mindre – bättre eller nomina – bättre.

I den här studien användes tillvägagångssättet större – bättre för att utvärdera det experimentella svaret för rening av glycerol. S/N-förhållandet beräknades med hjälp av ekvation (1) (Park, 1996; Sharma et al., 2005):

där ”n” representerar det totala antalet upprepningar av varje testkörning och Yi representerar renheten av glycerol i replikationsförsöket ”i”, som utfördes under samma försöksförhållanden i varje testkörning. S/N-förhållandet beräknades för varje försök. De signifikanta parametrarna identifierades baserat på S/N-förhållandet för glycerolrenheten.

Analys av medelvärdet

I den här studien användes analys av medelvärdet (ANOM) för att bestämma det optimala driftsvillkoret för försurningsprocessen (Chary och Dastidar, 2012). Medelvärdet av S/N-förhållandet visar effekten av varje parameter, oberoende av varandra. Medelvärdet av S/N-förhållandet beräknades genom att medelvärdet av S/N-förhållandet för alla experiment beräknades.

Medelvärdet av S/N-förhållandet för en enskild parameter ”F” på nivå ”I” beräknades med hjälp av ekvation (2):

Varvid nFi är antalet förekomster av parametern ”F” på nivå ”i” och j representerar S/N-förhållandet för parametern ”F” på nivå ”i” i dess j:e värde (där j = 1,2,3…, n).

Variansanalys

Variansanalysen (ANOVA) genomfördes för att statistiskt bedöma effekten av olika parametrar på processens prestanda. ANOVA utfördes genom att beräkna summan av kvadrater (SS), varians (V), frihetsgrader (DOF), variansförhållande (F-faktor) och bidragsprocent (ρF). I ANOVA undersöktes betydelsen av alla parametrar och interaktionen mellan parametrarna med hjälp av nedanstående ekvationer. Enligt Taguchimetoden användes det procentuella bidraget från alla undersökningsparametrar för att utvärdera varje parameters inflytande på försurningsprocessen och för att undersöka vilka parametrar som signifikant påverkade processresponsen genom ANOVA-analysen (Roy, 2001). Det procentuella bidraget för varje parameter, ρF, beräknades med hjälp av ekvationen nedan:

I ekvation (3) är Ve variansen på grund av fel, DOFF är den studerade parameterns frihetsgrad, och den kan beräknas genom att subtrahera ett från antalet nivåer för parametern (L).

Summorna av kvadrater på grund av faktor, SSF, beräknades med hjälp av ekvation (4):

Varvid ηt = summan av S/N-förhållandet för varje parameter på den i:e nivån, ηi är S/N-förhållandet för försöksresultaten och m är upprepningsantalet för varje nivå av parametern.

SST i ekvation (3) beräknades med hjälp av ekvation (5). SST är den totala summan av kvadratsummor, N är antalet alla observationer,

Summan av kvadratsummor på grund av fel, SSe, beräknades med ekvation (6):

Parameterns varians, Vp, beräknades med ekvation (7):

Fisherkvoten (F), som bestämmer betydelsen av en parameter, beräknades med ekvation (8):

Bekräftelseexperiment

Bekräftelsetestet utfördes för att verifiera de optimala villkor som föreslogs genom ANOM- och ANOVA-analys. Den förutspådda glycerolrenheten och S/N-förhållandet beräknades med hjälp av ekvation (9):

där Ym = det totala medelvärdet för S/N-förhållandet, Yi¯ = S/N-förhållandet på den optimala nivån och k = antalet parametrar.

Resultat och diskussion

Karakterisering av råglycerol

Råglycerolen var en mörkbrun vätska med ett pH på 9,6. Den har ett högre pH jämfört med kommersiell glycerol. Den råa glycerolen innehåller en liten mängd glycerol (46,8 viktprocent), men hög halt av aska, vatten och MONG, vilket framgår av tabell 6. Det framgår att den största orenheten i den råa glycerolen är MONG-innehållet (50,4 viktprocent). MONG består av föroreningar som tvål, alkohol och metylestrar i glycerolen från bearbetningsstegen för biodiesel (Kongjao et al., 2010). De fria fettsyror som bildas frigörs som löslig tvål. Dessutom kommer metylestrarna att vara suspenderade i glycerolfasen under fasseparationsprocessen (Kongjao et al., 2010). Dessa organiska föreningar kan också reagera med den överflödiga alkaliska katalysatorn, t.ex. NaOH eller KOH, som finns kvar i glycerollösningen för att bilda tvål. Askan (4,7 viktprocent) består av oorganiska ämnen som härrör från användningen av alkalikatalysatorer som NaOH och KOH under omförestringsprocessen. Vattenhalten på 9,3 viktprocent i råglycerolprovet beror kanske på glycerolens hygroskopiska natur som absorberar fukt från omgivningen under omestringsprocessen.

Acidifiering

Taguchimetoden användes för att studera parametrarnas effekt på försurningsprocessens prestanda och identifiera det optimala driftsvillkoret. Tre kontrollerbara parametrar (pH, temperatur och reaktionstid) med varje parameter på tre olika nivåer användes för att utforma försöket. Baserat på de valda parametrarna, nivåerna och frihetsgraderna valdes en standard L9 OA. På grundval av Taguchimetoden beräknades resultaten av experimenten i form av S/N-förhållandet och tolkades sedan. S/N-kvoten mäter kvalitetsegenskapernas avvikelser från det önskade värdet och beräknar de optimala förhållandena (Karabas, 2013). Målet med den här studien är att maximera glycerolrenheten. Således är högre kvalitetsegenskaper bättre önskvärda. Ekvation (1) användes för att bestämma S/N-förhållandet. S/N-kvoten för varje försökskörning erhölls genom att ersätta värdena för glycerolrenhet och flera upprepningar av varje försökskörning ”n” i ekvation (1).

Optimala förhållanden genom ANOM-metoden

ANOM används för att identifiera effekten på de enskilda parametrarna och identifiera det optimala förhållandet för försurningsprocessen (Chary och Dastidar, 2012). Denna analys utfördes genom att man tog ett medelvärde av alla S/N-förhållanden för den särskilda parameter som användes i experimenten. Ekvation (2) tillämpades för att beräkna medelvärdet av S/N-förhållandet och de värden som erhölls för varje experiment presenteras i tabell 7. De optimala driftsförhållandena fastställdes på grundval av det maximala S/N-förhållandet på en viss nivå. Ett högre medelvärde för S/N-förhållandet tyder på att parametern har en starkare effekt på försurningsprocessen. Som framgår av figur 1 identifierades de optimala driftsförhållandena för att utföra försurning för att erhålla maximal renhet av glycerol enligt följande: pH på nivå 2 (2), reaktionstemperatur på nivå 3 (70 °C) och reaktionstid på nivå 2 (40 minuter). De resultat som erhållits genom ANOM verifierades ytterligare genom ANOVA.

Parametrarnas effekt på försurning

Medelvärdet av S/N-förhållandet återspeglar parametrarnas nivå på försurningsprocessen. Som framgår av figur 1 är pH den dominerande parametern som påverkar försurningsprocessen och produktens kvalitet, följt av temperatur och reaktionstid. Detta tyder på att parametern pH har en avgörande betydelse för försurningsprocessen och den erhållna produktens kvalitet. Parametrarnas betydelse har också erhållits kvantitativt från ANOM. Den beräknades genom att beräkna avvikelsen mellan det högsta värdet och det lägsta värdet. Den högsta rangordningen tilldelades den parameter som hade det högsta avvikelsevärdet. En stor avvikelse tyder på att den specifika parameterns bidrag och effekt på försurningsprocessens prestanda är betydande. Som framgår av tabell 7 var pH den mest betydelsefulla parametern med en avvikelse på 2,32 och reaktionstiden var den minst betydelsefulla parametern med en avvikelse på 0,41.

Parametrarnas procentuella bidrag genom ANOVA

Enligt Taguchimetoden utvärderades den procentuella andelen som varje parameter bidrog med för att exakt kvantifiera parameterns effekt på försurningen i termer av glycerolrenhet (Roy, 2001). Resultaten av ANOVA-analysen och de procentuella bidragen för varje parameter visas i tabell 8. Det konstaterades att pH hade en dominerande effekt på försurningsprocessen, med ett procentuellt bidrag på 76,37 %. Parametrarnas bidrag konstaterades i följande ordning: pH (76,37 %) > temperatur (19,44 %) > reaktionstid (2,72 %). Detta resultat överensstämde med resultaten från ANOM-analysen.

Bekräftelsexperiment

Bekräftelsexperimentet är ett viktigt steg i Taguchis designmetod. Detta steg måste utföras i slutet av optimeringsstudien för att verifiera om de optimerade driftsförhållandena, som identifierats med hjälp av ANOM, ger det önskade experimentella resultatet. Kombinationen av de identifierade optimala driftsförhållandena ingick inte i de nio experimentella körningarna i den ortogonala matrisen. Därför utfördes ett bekräftande experiment för försurningsprocessen genom att använda det optimerade värdet för varje parameter och S/N-förhållandet beräknades. Glycerolens renhet uppskattades med hjälp av ekvation (9) och jämförelsen mellan den faktiska och den beräknade glycerolrenheten presenteras i tabell 9. Som framgår av tabell 9 stämmer det S/N-förhållande som erhållits från bekräftelseexperimentet väl överens med de förutspådda. Dessa resultat visade att optimeringen av försurningsprocessen för att ge glycerol med högsta renhet var framgångsrik.

Ionbyte

Tre kontrollerbara parametrar (mängd harts, mängd lösningsmedel och flödeshastighet) med varje parameter på tre olika nivåer optimerades med hjälp av den ortogonala experimentella designen Taguchi orthogonal arrays. Baserat på det identifierade antalet parametrar, flera nivåer och frihetsgrader valdes en standard L9 OA i den aktuella studien. Totalt genomfördes 27 experimentella körningar baserade på L9 OA med tre upprepningar. För varje försökskörning fastställdes processens respons i form av glycerolrenhet (viktprocent) och analyserades vidare med hjälp av den statistiska metoden. De insamlade uppgifterna om glycerolrenheten presenteras i tabell 5. Baserat på de erhållna resultaten visade sig försökens glycerolrenhet (viktprocent) variera från 87,04 till 97,87 viktprocent. Detta tyder på att jonbytesprocessen är beroende av alla kontrollerbara parametrar (mängd harts, mängd lösningsmedel och flödeshastighet), och detta bevisades ytterligare genom den statistiska analysen. Resultaten av experimenten omvandlades till S/N-förhållandet. Denna studie syftar till att maximera den glycerolrenhet som erhålls genom jonbytesprocessen. Således används högre kvalitetsegenskaper för att beräkna S/N-förhållandet.

Optimala förhållanden genom ANOM-metoden

Medelvärdet av S/N-förhållandet som erhållits för experimentet presenteras i tabell 10. De optimala driftsförhållandena valdes utifrån det maximala värdet av S/N-förhållandet vid en viss nivå av en parameter. En starkare effekt på jonbytesprocessen indikeras av ett högre medelvärde för S/N-förhållandet. Därför erhölls de optimala driftsförhållandena för parametrarna på den nivå med det största medelvärdet för S/N-förhållandet. Som framgår av figur 2 identifierades de optimala driftsförhållandena för jonbytesprocessen för att uppnå maximal renhet av glycerol på följande sätt: mängden harts på nivå 3 (40 g), flödeshastigheten på nivå 1 (15 ml/min) och mängden lösningsmedel på nivå 3 (60 %). De resultat som erhållits genom ANOM verifierades ytterligare genom ANOVA.

Parametrars effekt på jonbytesprocessen

Intervallet för medelvärdet av S/N-förhållandet återspeglar parametrarnas inflytandenivå på jonbytesprocessen. Som framgår av figur 2 var flödeshastigheten den dominerande parametern som påverkade jonbytesprocessen och produktkvaliteten, följt av mängden harts och mängden lösningsmedel. Betydelsen av dessa parametrar kunde också erhållas kvantitativt från ANOM. Den fastställdes genom att beräkna avvikelsen mellan det högsta värdet och det lägsta värdet. Den högsta rangordningen tilldelades den parameter som hade det högsta avvikelsevärdet. En stor avvikelse tyder på att den specifika parameterns bidrag och effekt på jonbytesprocessens prestanda är betydande. Som framgår av tabell 10 var flödeshastigheten den mest bidragande parametern och mängden lösningsmedel den minst bidragande parametern.

Parametrarnas procentuella bidrag genom ANOVA

Resultaten av ANOVA på glycerolrenheten och de procentuella bidragen för varje parameter presenteras i tabell 11. Det framgick tydligt av resultatet att flödeshastigheten uppvisade en dominerande effekt på jonbytesprocessen med ett procentuellt bidrag på 51,02 %. Parametrarnas bidrag i stigande ordning enligt följande: flödeshastighet (51,02 %) > mängd harts (28,42 %) > mängd lösningsmedel (12,33 %). De experimentella resultaten stämde väl överens med resultaten från ANOM-analysen.

Bekräftelseexperiment

Modellen förutspådde en glycerolrenhet på 96,91 % och ett S/N-förhållande på 39,72 under de optimala förhållandena med 60 % av lösningsmedlet, flödeshastigheten 15 mL/min och 40 g kåda. De experimentellt erhållna värdena jämfördes med det värde som förutspåddes av modellen för att bekräfta validiteten av optimeringsförfarandet under de fastställda driftsförhållandena. Resultatet visar att maximal renhet av glycerol (98,2 %) och ett S/N-förhållande på 39,78 uppnåddes med hjälp av de optimerade driftsförhållandena. Resultaten av bekräftelseexperimenten visade att det faktiska experimentella värdet och det erhållna S/N-förhållandet stämde väl överens med de förutspådda. Därför kan man dra slutsatsen att optimeringen av jonbytesprocessen för att förbättra glycerolens renhet var framgångsrik.

Sammanställning av den renade glycerolens egenskaper med andra arbeten

Det resultat som erhållits i detta arbete har jämförts med tidigare studier och presenteras i tabell 12. Jämförelsetabellen visar att den tvåstegsreningsmetod som består av försurning och jonbytesteknik som tillämpas i detta arbete framgångsrikt producerade glycerol med högre renhet jämfört med andra arbeten. Procentandelen renad rå glycerol som erhölls i denna studie var 98 %. Saifuddin et al. (2013) uppnådde ett lägre utbyte av glycerol med en renhet på 93,1-94,2 % genom att använda både acidifiering och adsorptionsbehandling jämfört med detta arbete. Dessutom var våra tvåstegsreningstekniker mer effektiva och överlägsna jämfört med kemisk och fysikalisk behandling som användes av Manosak et al. (2011) och Kongjao et al. (2010) när det gäller glycerolens renhet.

Slutsats

Syftet med detta arbete är att erhålla glycerol med hög renhet genom reningsprocessen i två steg med hjälp av optimeringsverktyget Taguchi. Syrafieringsprocessen och följt av jonbyte har gett glycerol med en renhet på 98,20 viktprocent. Vid de optimerade förhållandena pH (2), temperatur (70 °C) och reaktionstid (40 minuter) har man genom surgörningsprocessen erhållit glycerol med en renhet på 76,18 viktprocent. I jonbytesprocessen användes den förbehandlade glycerol som erhållits från försurningsprocessen med optimerade driftsförhållanden. I jonbytesprocessen erhölls glycerol med en renhet på 98,20 viktprocent vid optimerade förhållanden med 60 % lösningsmedel, en flödeshastighet på 15 ml/min och 40 g kåda. De förutspådda värdena med Taguchimetoden jämfördes med de faktiska försöksresultaten, och det faktiska resultatet visade sig stämma väl överens med det förutspådda resultatet. Det visar att Taguchi framgångsrikt tillämpades för att optimera tvåstegsmetoden för rening av råglycerol från biodiesel. Denna studie visar en förbättring av glycerolrenheten från 35,60 till 98,20 viktprocent efter optimering av försurningsprocessen och jonbytesprocessen, med en glycerolhalt som är i den mängd som accepteras baserat på BS 2621:1979.

Författarbidrag

HT: utformning av arbetet, experimentellt arbete, analys och tolkning av data samt skrivande av manuskriptet. AA: koncept för studien, utformning av arbetet och revidering av manuskriptet. AB: analys och tolkning av data och skrivande av manuskriptet.

Intressekonflikt

Författarna förklarar att forskningen utfördes i avsaknad av kommersiella eller ekonomiska relationer som skulle kunna tolkas som en potentiell intressekonflikt.

Acknowledgments

Författarna är tacksamma mot Universiti Malaya Research Grant (UMRG) – Frontier Science (AFR) RG384-17AFR Research Fund från University of Malaya för finansiellt stöd till denna forskning.