Bu tədqiqat, tullantı qan midyəsi qabıqlarını (Anadara granosa) kalsium kayntorı olaraq kullanarak CaO-BaO biləşik bir bərk baz katalizator geliştirmiş və bu katalizatorü palma ytorından biyodizel üretiminde dəyərlendirmiştir. Kabuklardan elde edilən kalsium çxüsusitisi barium xloridle birleştirilmiş, natrium hidroksidle birgə çökdürmə realleştirilmiş və oluşan bərk 900 °C’de üç saat boyunca atmosferik koşullarda kalsine edilmiştir. Tədqiqatçılar, barium ilavəsinin CaO səthindeki əsasi merkezleri artırdığını və 1:1 biləşim nisbətında bildirilən toplam əsasiliği 256 mmol/g səviyyəine çıkardığını bildirir.

Biyodizel üretimi iki mərhələda yürütülmüştür. İlk olaraq palma ytorındaki serbest ytor turşulerini azaltmak üçün sulfat turşusu katalizli esterifikasiya uygulanmış, ardından metanol və CaO-BaO katalizatorü kullanılarak transesterifikasiya həyata keçirilmişdir. Reaksion 65 °C’de 1,5 saat sürmüş; metanol/ytor mol nisbəti 9:1 olaraq sabit tutulmuştur. Katalizör biləşim nisbətı və katalizator yüklənməsi, üz mərkəzli mərkəzi kompozit dizayn əsasli Cavab səthi metoduyle modellenmiştir.

Model, en yüksək biyodizel məhsuldarlıqini 1:1 BaO:CaO mol nisbəti və ytor kütləsine göre yüzde 2,5 katalizator yüklənməsinde öngörmüştür. Matematiksel tahmin yüzde 97,68, doğrulama təcrübəinde ölçülen real kütləvi məhsuldarlıq isə yüzde 98,0 olaraq bildirilmişdir. Optimize edilən məhsulün yoğunluğu 860 kg/m³, 40 °C’de kirütubətatik özlülüksi 5,36 mm²/s, türetilmiş setan sayı 62,5’in üzerinde və GC-MS ilə hesaplanan toplam FAME nisbətı yüzde 99,47’dir.

Bununla belə yüksək məhsuldarlıq, katalizatorun bütün teknik sorunlarının çözüldüğü anlamına gelmemektedir. XRD və SEM-EDX qiymətləndirməleri xüsusilikle ara biləşimlerden biri olan 1:0,4 nisbətında şiddetli termal sinterləşmə və barium içeren aktif fazaaların CaO kütləsi üçünde kapanması mümkünlığına işaret etmektedir. Tədqiqatçılar bu parçalanmayı 900 °C’lik atmosferik kalsinasiya, qalıq xloridün axınlaştırıcı etkisi və koruyucu karbon ara qatlarının oluşmamasıyla açıqlamaktadır. Ancaq barium sızması birbaşa ölçülmemiş, katalizatorun tekrar istifadə performansı eksperimental dövrlerle test edilmemiştir.

Türkiyə baxımından tədqiqat; dəniz məhsulu işləmə tullantılarının katma dəyərli katalizatorlere dönüştürülmesi, bərk katalizatorlerle biyodizel üretimi və təcrübə sayistiliknı azaltan statistik optimallaşdırma baxınmından yararlı bir üsul örneğidir. Türkiyədə benzer bir uygulama üçün yerel kabuk türlerinin mineral biləşimi, kullanılacak btəkansel və ya tullantı ytorın sərbəst ytor turşusu içeriği, yerel yaxınt standartları, bariumun məhsul üçündeki qalıq səviyyəi, katalizatorun bərpaı və ekonomik miqyaslana bilmə ayrıca araştırılmalıdır. Tədqiqat, bu katalizatorun sanayi ölçeğinde təhlükəsiz, tekrar kullanılabilir və ya ticari olaraq ekonomik olduğunu tek başına sübut etmir.

Tədqiqatın əsas məqsədi nədir?

Tədqiqatın amacı, tullantı qan midyəsi kabuğundan elde edilən kalsium oksidi daha güclü bir baz olan barium oksidle birleştirerek palma ytorının biyodizele dönüştürülmesinde yüksək etkinlik gösterecek heterojen bir katalizator hazırlamaktır. İkinci amaç, katalizator biləşimi ilə kullanılan toplam katalizator miktarının biyodizel məhsuldarlıqi üzərində təsirini statistik olaraq modellemek və en uygun tədqiqat koşullarını belirlemektir.

Tədqiqat üç tədqiqat alanını aynı təcrübə düzeninde birleştirmektedir:

• Deniz kabuğu atığının kalsium kayntorı olaraq dəyərlendirilmesi
• CaO’nun BaO ilə kimyəvi və struktursal olaraq değiştirilmesi
• Transesterifikasiya koşullarının Cavab səthi metoduyle optimize edilmesi

Neden qan midyəsi kabuğu istifadə edilmişdir?

Kan midyesi qabıqları büyük ölçüde kalsium karbonattan oluşan biyojenik tullantılardır. Tədqiqatda kabuk tozunun XRF analizi sonucunda CaO cinsinden kalsium içeriği yüzde 98,45 olaraq bildirilmişdir. Bu ifade, işlenmemiş kabukta birbaşa yüzde 98,45 serbest CaO bulunduğu anlamına gelmez; XRF nəticələrinda elementel biləşimler çoğu zaman oksit eşdəyəri biçiminde raporlanmaktadır. Kabuk materialsinin əsas kimyəvi öncülü metinde CaCO₃ olaraq müəyyən edilmişdir.

Doğal karbonatın yüksək temperaturta ayrışması ümumi olaraq şu prosesle CaO oluşumuna götürür:

\[ \mathrm{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2} \]

Tədqiqatçılar, karbon dioksid çıxışının məsamə və kristal qüsurları oluşturabiləceğini, böylece ytor moleküllerinin erişebiləceği əsasi aktiv mərkəzlerin artabiləceğini savunmaktadır. Ancaq tədqiqatda xüsusi səth sahəsi və ya məsamə həcmi BET analiziyle ölçülməmişdir. Bu niyəle məsaməlilik artışı birbaşa nicel olaraq gösterilmemiştir.

CaO niyə tek başına yeterli görülmemiştir?

CaO; yüksək əsasiliği, aştorı xərci, yaygın bulunabilirliği, metanolde görece aştorı çözünürlüğü və bərk fazaadan ayrılabilmesi niyəiyle biyodizel üretiminde sık kullanılan bir heterojen katalizatordür. Bununla belə tədqiqat, geleneksel CaO sistemlerinde ytor, metanol və bərk katalizator arasındaki fazalar arası kütlə aktarımının reaksiyau yavaşlatabildiğini və dönüşümün her zaman yeterince yüksək olmadığını bildirir.

Toprak alkali oksitlerin əsasiliği metinde şu sırayla sunulmuştur:

\[ \mathrm{MgO < CaO < SrO < BaO} \]

BaO daha güclü əsasi merkezler storlayabilir və metanolün metoksit ionuna dönüşmesini sürətlandırabilir. Ancaq saf BaO’nun metanol üçünde kısmen çözünme və barium içeren türlerin məhsul fazaına geçmesi riski vardır. Tədqiqatnın yaklaşmaı, CaO’yu fiziki olaraq daha kararlı ana matris, BaO’yu isə daha güclü əsasi xüsusilik kazandıran destekleyici və ya yükseltici faza olaraq kullanmaktır.

Katalizör öncülü necə hazırlanmışdır?

Kenjeran kıyistilikndan toplanan qan midyəsi qabıqları demineralizasiya edilmiş suyla yıkanmış, 100 °C’de kurutulmuş, öğütülmüş və 200 mesh elekten geçirilmiştir. Kabuk tozu daha sonra 4 N xlorid turşusule 90 °C’de və 300 rpm karıştırma sürətında çözündürülmüştür:

\[ \mathrm{CaCO_3(s) + 2HCl(aq) \rightarrow CaCl_2(aq) + CO_2(g) + H_2O(l)} \]

Çözünmeyen qalıqlar süzülmüş və elde edilən CaCl₂ çxüsusitisi fərqli miktarlardaki BaCl₂ çxüsusitiləriyle karıştırılmıştır. Metot bölümünde BaCl₂:CaCl₂ mol nisbətları 0:1, 0,2:1, 0,4:1, 0,6:1, 0,8:1 və 1:1 olaraq vərilmiştir.

Ortak çöktürme və kalsinasiya necə uygulanmıştır?

Kalsiyum və barium xlorid içeren çxüsusitiye damla damla 6 N NaOH eklenmiştir. Yüksek pH ortamında Ca(OH)₂ və Ba(OH)₂ içeren ortak çökelti oluşturulmuştur. Katı məhsul vakuumla süzülmüş, demineralizasiya edilmiş suyla yıkanmış və 100 °C’de 18 saat kurutulmuştur.

Kurutulan hidroksit öncüller 900 °C’de üç saat boyunca atmosferik bir mufel sobasıında kalsine edilmiştir. Amaç hidroksitleri aktif oksit fazaalarına dönüştürmektir:

\[ \mathrm{Ca(OH)_2 \rightarrow CaO + H_2O} \]

\[ \mathrm{Ba(OH)_2 \rightarrow BaO + H_2O} \]

Ancaq XRD nəticələri, hazırlanan saf BaO örneğinin ortam karbon dioksidi və rütubətiyle sürətla reaksiyaa girerek əhəmiyyətli ölçüde BaCO₃ oluşturduğunu göstərmişdir. Buna görə analiz edilən “BaO” örneği tamamen saf və değişmeden kalmış BaO fazaından oluşmamaktadır.

XRD analizi ne göstərmişdir?

Tədqiqatnın 6. sayfasındaki XRD qrafiğinde saf CaO örneğinin təxminən 2θ = 32°, 37°, 54° və 64° mövqelarında kübik CaO fazaıyla ilişkiləndirilən pikler vərdiği görülmektedir. Ba içeren örnekte 24°, 28° və 47° civarındaki baskın pikler isə BaCO₃’ün witherit fazaına btorlanmıştır.

CaO-BaO biləşiminde CaO’nun 37° civarındaki ana pikinin şiddeti azalmış və bir miktar genişləməiştir. Tədqiqatçılar bunu, Ba²⁺ ionunun təxminən 1,35 Å olan ionik yarıçapının Ca²⁺ ionunun təxminən 1,00 Å yarıçapından büyük olması niyəiyle CaO kristal örgüsünde mikrogerilim və bozulma oluşmasıyla açıqlamaktadır.

7. sayfadaki fərqli biləşimlere ait XRD naxışlerinde Ba içeriği yükseldikçe CaO’nun 32° və 37° piklerinin ümumi olaraq zayıfladığı görülmektedir. Ba ilə ilişkiləndirilən 24° piki yüksək Ba nisbətlarında güçlenirken 0,4 nisbətında belirgin biçimde kaybolmaktadır. Tədqiqat, bu durumu barium türlerinin sinterleşerek CaO kütləsi üçünde kapanması və səthden erişiləmez hâle gelmesi şeklinde yorumlamaktadır.

Kanıt sınırı: XRD piklerindeki azalma və SEM morfologiyası sinterləşmə yorumuyla uyumludur; ancaq aktif barium türlerinin tam mövqeu və ya atomik ölçekte örgüye hansı nisbətda girdiği yüksək ayırdetməli struktursal üsullarle birbaşa gösterilmemiştir.

SEM görüntülərinde hansı strukturlar görülmüştür?

8. sayfadaki SEM görüntülərinde CaO hissəcikları düzensiz, pürüzlü və kümelenmiş strukturlar göstərir. Metinde CaO hissəciklarının çoğunun 15–20 µm aralığında bulunduğu qeyd edilmişdir. Ba içeren örnek daha yoğun, kaynaşmış və blok və ya çubuk benzeri strukturlara sahiptir; bildirilən ana boyut aralığı 20–30 µm’dir.

11. sayfadaki kalsinasiya öncesi və sonrası SEM müqayisəsı, kalsinasiyadan sonra birbirine btorlanmış daha belirgin poliedrik kristalitlerin oluştuğunu göstərir. Bu değişim, bərk hâl diffuziyau və yeniden kristalleşmeyle izah edilir.

Tədqiqat, orta səviyyə kristal gelişiminin mexaniki bütünlüğü artırabiləceğini, fakat aşırı kristal büyümesinin səth alanını azaltarak aktiv mərkəzleri kapatabiləceğini bildirir. 900 °C’de gözlenen yoğun birleşme, tədqiqatçılar tarafından aşırı sinterləşmənin göstəricisi kabul edilmiştir.

EDX nəticələri katalizatorun biləşimini doğrulamış mıdır?

CaO-BaO örneğinde hem kalsiumun hem de bariumun bulunması, iki metal içeren bir biləşimin üretildiğini doğrulamaktadır. Bununla belə səth duyarlı EDX analizinden hesaplanan etkin Ca:Ba atom nisbətının təxminən 12,7:1 olduğu bildirilmişdir. Bu dəyər, öncül çxüsusitilərde hedeflenen yüksək barium nisbətıyla birbaşa uyuşmamaktadır.

Tədqiqatçılar aştorı səth barium miktarını, barium fazaının sinterləşməsi və CaO kütləsi üçünde kapanmasıyla açıqlamaktadır. Ancaq EDX səthsel və yarı nicel bir üsuldir. Nominal qidalandırma nisbətı ilə nihai hacimsel biləşim arasındaki farkın kesin olaraq belirlenmesi üçün ICP-OES, ICP-MS və ya tam kütlə balansı gibi ek analizlere ihtiyaç vardır.

Kalıntı sodyum və klor niyə əhəmiyyətlidir?

CaO-BaO örneğinde yüzde 9,68 sodyum və yüzde 9,13 klor bildirilmişdir. Metin, bu elementleri NaOH ilə xlorid esaslı öncüllerin reaksiyaundan kalan NaCl yan məhsulüyle ilişkiləndirmektedir. CaO’nun kümelenmiş struktursının, tuz çxüsusitisini iç boşluklarda tutarak yıkamayla tamamen uzaklaştırılmasını maneəlemiş olabiləceği öne sürülmüştür.

Tədqiqatya göre qalıq xlorid, yüksək temperaturta hissəcikların yerel termal direncini düşüren bir axınlaştırıcı gibi davranmış və sinterləşməyi şiddetlendirmiş ola bilər. Atmosferik kalsinasiyada karbon içeren koruyucu ara strukturlar da tamamen yandığı üçün hissəcikların birleşmesi kolaylaşmıştır.

Örütubətli məhdudiyyət: Kalıntının kristal NaCl olduğu və ya sinterləşmədeki katkistiliknın büyüklüğü ayrı bir faza analizi ya da kontrollü müqayisə təcrübəiyle kesin olaraq doğrulanmamışdır. Bu açıqlama XRD, EDX və SEM nəticələrinın birlikdə yorumlanmasına dayanmaktadır.

Katalizör əsasiliği necə ölçülmüşdür?

Metot bölümüne göre belirli miktardaki katalizator 50 mL demineralizasiya edilmiş suda bir saat karıştırılmış, bərk süzülmüş və filtrat fenolftalein eşliğinde etanol üçündeki 0,02 mol/L benzoik turşule titre edilmiştir. Baziklik şu btorıntıyla hesablanmışdır:

\[ \mathrm{Baziklik\ (mmol/g)= \frac{V_{turşu}\times N_{turşu}}{m_{katalizator}}} \]

Tədqiqatnın bildirdiği əsasi merkez miktarları şöyledir:

Bildirilən en yüksək dəyər 1:1 biləşimde 256 mmol/g’dır. Tədqiqatçılar artışı örgü bozulması, oksigen boşluqları və daha fazala Lewis əsasi merkezi oluşmasıyla açıqlamaktadır.

Yöntem tutarsızlığı: Bölüm 2.5 əsasilik tayininde benzoik turşu kullanıldığını belirtirken Bölüm 3.4 oxalik turşuten, çeşitli Hammett göstəricilərinden və fenolftaleinden söz etmektedir. Karşılaştırma cədvəlsunda da bu tədqiqat üçün “Hammett göstəricisi və oksalik turşu titrasyonu” yazmaktadır. Hangi asidin nihai hesablamada kullanıldığı metin üçünde tek anlamlı değildir.

Sayısal yorum sınırı: 256 mmol/g dəyəri, tədqiqatın müqayisə cədvəlsunda vərilən diğer katalizatorlerden oltoranüstü ölçüde yüksəktir. Kullanılan sulu ekstraksion və titrasyon üsulunin yalnızca səthdeki real katalitik baz merkezlerini mi, yoksa çözünen və ya hidrolize olan əsasi türlerin tamamını mı ölçtüğü ayrıntılı olaraq doğrulanmamışdır. Bu niyəle fərqli üsullarle elde edilən literatür dəyərləriyle birbaşa müqayisə dikkat gerektirir.

Biyodizel üretimi niyə iki mərhələda strukturlmıştır?

Baz katalizli transesterifikasiya, ytordaki sərbəst ytor turşusu miktarı yüksək olduğunda sabunlaşmadan olumsuz etkilənebilir. Tədqiqatçılar bu niyəle palma ytorına önce turşu katalizli esterifikasiya uygulamıştır.

Birinci mərhələ: Esterifikasyon

• Palm ytorı miktarı: təxminən 150 mL
• Ytor/metanol mol nisbəti: 1:6
• Sülfürik turşu: həcmcə yüzde 1,0
• Temperatur: 65 °C
• Karıştırma sürətı: 400 rpm
• Reaksion süresi: 1 saat
• Faz ayırma süresi: 12 saat
• Hedef: sərbəst ytor turşusuni yüzde 2’nin altına düşürmek

İkinci mərhələ: Transesterifikasiya

• Metanol/ytor mol nisbəti: 9:1
• Temperatur: 65 °C
• Reaksion süresi: 1,5 saat
• Katalizör yükləməsi: ytor kütləsine göre yüzde 0,5–2,5
• Faz ayırma süresi: 12 saat

Reaksion sonrasında üstteki biyodizel fazaı ayrılmış, 60 °C’de demineralizasiya edilmiş suyla yıkanmış, santrifüjlenmiş və 105 °C’de bir saat kurutulmuştur.

Eksik raporlama: Esterifikasyon öncesi və sonrası real sərbəst ytor turşusu dəyərləri cədvəllaştırılmamıştır. Kullanılan ytorın su içeriği, başlangıç turşu sayistilik və triglisərit biləşimi de ayrıntılı olaraq vərilməmişdir.

Biyodizel məhsuldarlıqi necə hesablanmışdır?

Verim, saflaştırılmış biyodizelin kütləsinin başlangıç palma ytorı kütləsine nisbətı olaraq hesablanmışdır:

\[ \mathrm{Verim\ (\%)= \frac{m_{biyodizel}}{m_{palm\ ytorı}}\times 100} \]

Bu diaqnozm kütləvi məhsul məhsuldarlıqidir. Doğrudan kimyəvi triglisərit dönüşümü və ya yalnızca FAME mol məhsuldarlıqi değildir. Metanol, qalıq su, sabun və ya başka maddelerin məhsulde kalması kütləvi məhsuldarlıqi etkiləyebilir. Tədqiqatçılar ayrıca GC-MS ilə FAME nisbətını ölçerek məhsulün büyük ölçüde metil esterlerden oluştuğunu göstermeye çalışmıştır.

Yanıt Yüzeyi təcrübə tasarımı necə kurulmuştur?

üz mərkəzli mərkəzi kompozit dizayn kapsamında iki btorımsız dəyişən qiymətləndirilmişdir:

Toplam 11 təcrübə yürütülmüştür: dört faktöriyel nokta, dört yüz merkezli ox noktası və 0,6 nisbətı ilə yüzde 1,5 katalizator yüklənməsindeki üç merkez tekrarı.

İkinci dereceden model şu ümumi biçimde kurulmuştur:

\[ Y=\beta_0+\beta_1A+\beta_2B+\beta_{12}AB+\beta_{11}A^2+\beta_{22}B^2 \]

Burada \(Y\) biyodizel məhsuldarlıqini, \(A\) biləşim nisbətını və \(B\) katalizator yüklənməsini temsil etmektedir.

Deneysel məhsuldarlıqler hansı aralıkta değişmiştir?

Merkez noktasındaki üç tekrar yüzde 84, 87 və 87 məhsuldarlıq üretmiştir. Bu dtorılım, merkez noktada birkaç yüzde puanlık eksperimental dəyişənlik bulunduğunu göstərir.

1:0,4 nisbətındaki məhsuldarlıq düşüşü nədir?

14. sayfadaki geniş parametre taramasında 1:0,4 olaraq etikaetlenen biləşim bütün katalizator yükləməlerinde təxminən yüzde 75,0–80,2 ilə en aştorı məhsuldarlıqleri üretmiştir. Bu nisbət, 11 koşullu FC-CCD cədvəlsunda yer almır; nəticə daha geniş ön parametre tədqiqatsından gelmektedir.

Tədqiqatçılar 0,4 nisbətını struktursal keçid bölgesi olaraq yorumlamaktadır. Düşük barium miktarında Ba türlerinin CaO üzerinde dtorılmış katkı maddesi gibi davranabildiği, yüksək miktarda isə ayrı və daha kararlı bir Ba zengin faza oluşturduğu; ara miktarda isə örgü gerilimi və termal kaynaşmanın en yüksək səviyyəe ulaşabildiği öne sürülmüştür.

Bu koşuldaki məhsullerde 6,3–8,4 mm²/s olaraq bildirilən yüksək özlülük, tamamlanmamış transesterifikasiya və məhsulde kalan triglisərit və ya kısmi glisəritlerle əlaqələndirilmişdir.

Kanıt sınırı: BaO’nun metanole sızdığı və sabunlaşmayı artırdığı açıqlaması metinde iləri sürülmektedir; ancaq maye fazaada barium analizi, sabun miktarı və ya metal kütlə balansı raporlanmamıştır. Buna görə sızma mekanizması birbaşa eksperimental ölçməe değil, literatür və performans düşüşüne dayalı bir yorumdur.

ANOVA hansı faktörlerin əhəmiyyətli olduğunu göstərmişdir?

Katalizör yükləməsi, təcrübə aralığında məhsuldarlıq üzerindeki en güclü doğrusal etkiyi göstərmişdir. Mol nisbətının karesel teriminin anlamlı olması, biləşim etkisinin doğrusal olmadığını dəstəkləyir. AB qarşılıqlı təsiri p = 0,0658 ilə yüzde 5 anlamlılık sınırının dışındadır. Bu niyəle metindeki “orta səviyyə sinerjik etki” ifadesi statistik olaraq doğrulanmış güclü bir etki şeklinde okunmamalıdır.

Modelin uyum və tahmin gücü necədır?

R² dəyəri modelin gözlenen məhsuldarlıq dəyişənliğinin yüzde 94,9’unu açıqladığını göstərir. Tahmin R² dəyərinin 0,7087 olması, modelin təlim məlumatıne uyumundan daha aştorı fakat belirli ölçüde tahmin gücü bulunduğunu göstərir.

Metin, düzəldilmiş R² ilə proqnoz R² arasındaki farkın 0,2’den küçük olduğunu bildirir. Raporlanan dəyərlər arasındaki real fark:

\[ 0{,}8979-0{,}7087=0{,}1892 \]

olduğundan bu ifade sayısal olaraq doğrudur; ancaq fark üst sınıra oldukça yaxınndır.

Nihai reqressiya denklemi nədir?

Tədqiqatda kodlanmış faktörler üçün vərilən denklem şöyledir:

\[ Y=86{,}58+3{,}75A+4{,}50B-2{,}00AB+3{,}80A^2+1{,}05B^2 \]

Pozitif doğrusal katsayılar, belirlenen təcrübə sınırları üçünde nisbət və katalizator miktarı yükseldikçe məhsuldarlıqin ümumi olaraq arttığını göstərir. AB katsayistiliknın −2,00 olması, iki dəyişən aynı anda yükseltildiğinde beklenen ek artışın bir miktar zayıfladığını göstərir.

Bununla belə AB terimi ANOVA’da p = 0,0658 olduğundan yüzde 95 güvən səviyyəinde statistik olaraq anlamlı değildir. B² terimi de anlamlı değildir. Bu terimlerin denklemde tutulması, iyerarxik ikinci dereceden model struktursının korunmasıyla ilişkili ola bilər; metin bu model seçimini ayrıntılı olaraq açıqlamamıştır.

Yanıt səthi 0,4 nisbətındaki çöküşü gösterebilmiş midir?

Hayır. Tədqiqatçılar ikinci dereceden polinomun 0,4 nisbətındaki keskin yerel məhsuldarlıq düşüşünü yumuşattığını açıqça belirtmiştir. 20. sayfadaki üçölçülü səth, davamlı və düzgün bir eğri üretmekte; XRD və parametre taramasında görülen keskin struktursal “vadiyi” göstərmir.

Bu əhəmiyyətli bir məhdudiyyəttır. Model kürəsəl maksimumu doğru biçimde bulmuş olsa da bütün yerel struktursal davranışları temsil etmemektedir. Özellikle yeni biləşim nisbətları üçün ara bölgelerde strukturlacak tahminler birbaşa təcrübəlerle doğrulanmalıdır.

Optimum koşul necə doğrulanmıştır?

Bu koşulda realleştirilən doğrulama təcrübəinde yüzde 98,0 kütləvi biyodizel məhsuldarlıqi ölçülmüşdür. Tahmin ilə ölçmə arasındaki mutlak fark 0,32 yüzde puandır.

Doğrulama sonucu modelin optimum noktadaki tahminini dəstəkləyir. Ancaq doğrulama təcrübəinin kaç btorımsız tekrar hâlinde strukturldığı və nəticə üçün standart yaw və ya etibar intervalı vərilməmişdir.

Optimize edilən biyodizelin yanacaq xüsusiyyətləri nelerdir?

Bu dört xüsusilik, tədqiqatda kullanılan SNI 7182:2015 sınırlarıyla uyumludur. Ancaq bütün ASTM D6751 və ya SNI şartlarının karşılandığını göstermek üçün turşu sayistilik, su və tortu, toplam və serbest glisərin, kükürt, fosfor, oksidləşmə kararlılığı, soğuk axın və metal qalıqları gibi diğer parametrelerin de ölçülmesi gerekir.

Bu niyəle tədqiqatın “ASTM və SNI standartlarına kesin biçimde uyğunluq” ifadesi, raporlanan sınırlı testler açistilikndan geçerlidir; məhsulün bütün standart maddelerine göre sertifikalandırıldığı anlamına gelmemektedir.

FAME biləşimi necədır?

FAME yüzdesi diaqnozmlanan metil ester piklerinin toplam alanından hesablanmışdır. Metil oleat və metil palmitat məhsulün ana biləşenleridir; bu dtorılım palma ytorı kökenli bir metil ester profiliyle uyumludur.

Analitik məhdudiyyət: Metinde GC-MS kalibrasiya üsulu, iç standart, cevap faktörleri, kolon tipi və təkrar sayı ayrıntılı olaraq vərilməmişdir. Yalnızca pik alanı yüzdelerine dayalı saflık hesabının tam nicel FAME standardıyla aynı doğruluğu storlayıp storlamadığı dəyərlendiriləmemektedir.

Katalizör tekrar kullanılabilir mi?

Tədqiqat heterojen katalizatorlerin kolay ayrılma və tekrar istifadə avantajlarından söz etmektedir; ancaq sentezlenen CaO-BaO katalizatorüyle ardıcıl istifadə dövrleri realleştirilmemiştir. Her dövrden sonra məhsuldarlıq, əsasilik, XRD, səth morfologiyası və ya barium kaybı ölçülməmişdir.

Bu niyəle katalizatorun tekrar kullanılabilir olduğu, kaç dövr dayanactorı və ya regenerasiya sonrasında etkinliğini koruyactorı bu tədqiqatdan çıkarılamaz.

Baryum məhsul təhlükəsizği açistilikndan dəyərlendirilmiş midir?

Hayır. Tədqiqat BaO’nun metanolde kısmi çözünme və aktif türlerin maye fazaaa sızma riskini tartışmaktadır. Ancaq üretilən biyodizelde, qlisərol fazaında və ya yuma suyunda barium miktarı ICP-OES, ICP-MS və ya benzeri bir üsulle ölçülməmişdir.

Ürünün sıxlıq, özlülük, setan və FAME nəticələrinın uygun olması, barium qalıqsının bulunmadığını sübut etmir. Endüstriyel uygulanabilirlik dəyərlendirilmeden önce məhsul və tullantı axınmlarındaki bariumun nicel olaraq belirlenmesi gerekir.

Tədqiqatın güclü tərəfləri nələrdir?

• Atık dəniz qabığı, yüksək kalsium içerikli bir katalizator öncülüne dönüştürülmüştür.
• CaO ilə daha güclü əsasi xüsusilik taşıyan Ba fazaı birgə çökdürməyle birleştirilmiştir.
• XRD, SEM və EDX nəticələri katalizator struktursıyla reaksiya performansı arasında ilişki kurmak üçün birlikdə istifadə edilmişdir.
• Ön esterifikasiyala sərbəst ytor turşusu mənbəlı sabunlaşma riski azaltılmaya çalışılmıştır.
• Deney tasarımı, mol nisbəti və katalizator yüklənməsinin doğrusal, qarşılıqlı təsirli və karesel etkilərini araşdırmışdır.
• Optimum nokta yalnızca matematiksel olaraq tahmin edilmemiş, laboratoriya təcrübəiyle doğrulanmıştır.
• Üründe kütləvi məhsuldarlıqin yanında sıxlıq, özlülük, setan sayı və FAME profili ölçülmüşdür.
• Tədqiqat, yüksək məhsuldarlıqin yanında sinterləşmə və aktif faza kapanması gibi olumsuz nəticələri da tartışmıştır.

Tədqiqatın əsas məhdudiyyətləri nələrdir?

• Tədqiqat rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmiş bir preprinttir.
• Yüklenen metinde müəllif və qurum satırı yoxdur.
• Tam müəllif listesi erişiləbilən metadata üzerinden tek anlamlı olaraq doğrulanamamıştır.
• BaO:CaO və CaO:BaO nisbət gösterimleri fərqli bölümlerde ters çevrilmiştir.
• Baziklik tayininde benzoik turşu mi yoksa oksalik turşu mi kullanıldığı metin üçünde tutarlı değildir.
• Yüzey əsasiliği üçün bildirilən oltoranüstü yüksək dəyər btorımsız bir səth analiziyle doğrulanmamışdır.
• BET səth sahəsi və məsamə həcmi ölçülməmişdir.
• Ba türlerinin real hacimsel konsantrasyonu və örgü üçündeki mövqeu kesin olaraq belirlenmemiştir.
• Baryum sızması və məhsul üçündeki qalıq metal miktarı ölçülməmişdir.
• Katalizörün tekrar istifadə və regenerasiya performansı test edilmemiştir.
• Optimum doğrulama təcrübəi üçün təkrar sayı və qeyri-müəyyənlik dəyəri vərilməmişdir.
• Yalnızca bir palma ytorı kayntorı və tek bir sabit reaksiya sıcaklığı istifadə edilmişdir.
• Metanol/ytor nisbətı, reaksiya süresi və karıştırma sürətı RSM üçünde optimize edilmemiştir.
• 0,4 nisbətındaki keskin yerel düşüş ikinci dereceden yanıt səthi modeli tarafından temsil ediləmemiştir.
• Bütün yaxınt standardı parametreleri ölçülmediği üçün tam ASTM və ya SNI uygunluğu kanıtlanmamıştır.
• Ekonomik analiz, həyat dövrü qiymətləndirməsi və ölçek böyütmə təcrübəi strukturlmamıştır.

Metin və şəkillerde hansı tutarsızlıklar bulunmaktadır?

• Metot bölümünde BaCl₂:CaCl₂ nisbətı kullanılırken bazı nəticə cədvəllarında CaO:BaO, bazı bölümlerde isə BaO:CaO yazılmıştır.
• 1:0,4 və 0,4:1 gösterimleri fərqli bölümlerde aynı biləşim üçün kullanılmış görünmektedir.
• Baziklik üsulu bir bölümde benzoik turşu, başka bir bölümde oksalik turşu olaraq açıqlanmıştır.
• 14. sayfada məhsuldarlıq qrafiği Şekil 6 olaraq numaralandırıldığı hâlde açıqlama paraqrafı “Şekil 5”e atıf yapmaktadır.
• Model diaqnoz qrafleri 18–19. sayfalarda Şekil 6 və Şekil 7 biçiminde tutarsız numaralandırılmıştır.
• Şekil 4’ün hissəcik boyutu histogramındaki yatay ox təxminən 0,25–0,65 µm görünürken metin hissəcikların təxminən 15 µm olduğunu bildirir.
• Metin bir yerde özlülük aralığını 5,2–8,04 cSt, başka bir yerde sorunlu 0,4 nisbətı üçün 6,3–8,4 mm²/s olaraq vərmektedir.
• “Bütün biyodizel örnekleri standartları karşılamaktadır” ifadesi, bazı örneklerin 6,0 mm²/s sınırının üzerinde bildirilən özlülüksiyle uyumlu değildir.

Tədqiqat nəyi dəstəkləyir?

• Kan midyesi qabıqları CaO esaslı katalizator öncülü olaraq dəyərlendiriləbilir.
• Ba içeren fazaaların eklenmesi, tədqiqatda kullanılan titrasyon üsuluyle ölçülen toplam əsasiliği artırmıştır.
• Katalizör yükləməsi və biləşim nisbətı biyodizel məhsuldarlıqini anlamlı biçimde etkiləmiştir.
• Deney aralığında en yüksək məhsuldarlıq 1:1 nisbət və yüzde 2,5 katalizator yüklənməsinde elde edilmiştir.
• Optimize edilən məhsul, ölçülen sıxlıq, özlülük, setan və FAME ölçütlerinde tədqiqatda kullanılan sınırları karşılamıştır.
• Ara biləşimlerde sinterləşmə və aktif faza erişiləbilirliği, yüksək toplam Ba miktarından daha əhəmiyyətli ola bilər.
• İkinci dereceden RSM modeli qlobal optimumu bulabilmiş, ancaq keskin yerel struktursal anormalliği yumuşatmıştır.

Tədqiqat nəyi sübut etmir?

• Katalizörün sanayi ölçeğinde ekonomik olduğunu sübut etmir.
• Katalizörün uzunmüddətli və ya çok dövrli istifadəda kararlı olduğunu göstərmir.
• Baryumun biyodizel məhsulüne geçmediğini sübut etmir.
• Ürünün ASTM D6751 və ya SNI 7182:2015’in bütün maddelerini karşıladığını göstərmir.
• Deniz kabuğundan katalizator üretiminin toplam ekoloji etkisinin aştorı olduğunu həyat dövrü analiziyle doğrulamamaktadır.
• 900 °C kalsinasiyaun enerji və karbon xərcini qiymətləndirməmektedir.
• Bildirilən 256 mmol/g əsasiliğin fərqli üsullarle birbaşa müqayisə edilə bilən olduğunu sübut etmir.
• BaO sızmasının sabunlaşmaya niyə olduğunu birbaşa kimyəvi analizle göstərmir.
• Aynı nəticələrin tullantı ytor, fərqli btəkansel ytor və ya yüksək serbest ytor turşuli hammaddelerde elde ediləceğini göstərmir.

Tədqiqatın metodu və nəticələri

Eksperimental metod xülasəsi

Əsas tənliklər

Kabuk çözündürme:

\[ \mathrm{CaCO_3+2HCl\rightarrow CaCl_2+CO_2+H_2O} \]

Baziklik hesabı:

\[ \mathrm{Baziklik= \frac{V_{turşu}\times N_{turşu}}{m_{katalizator}}} \]

Kütlesel biyodizel məhsuldarlıqi:

\[ \mathrm{Verim= \frac{m_{biyodizel}}{m_{ytor}}\times100} \]

İkinci dereceden model:

\[ Y=86{,}58+3{,}75A+4{,}50B-2{,}00AB+3{,}80A^2+1{,}05B^2 \]

Əsas rəqəmsal tapıntılar

Yapı-performans ilişkisi

Nəticələrin ən ehtiyatlı şərhi

Tədqiqatnın vəriləri, tullantı qan midyəsi kabuğundan üretilən CaO’nun Ba içeren fazalarla değiştirilmesinin palma ytorı transesterifikasiyaunda yüksək kütləvi biyodizel məhsuldarlıqi storlayabildiğini göstərir. En iyi təcrübə koşulu 1:1 öncül nisbətı və yüzde 2,5 bərk katalizator yüklənməsidir.

Bununla belə performans yalnızca toplam barium miktarına btorlı değildir. Ba türlerinin səthde erişiləbilir kalması, sinterləşməmesi və metanol ortamında çözünmemesi lazımdır. Ara biləşimdeki performans çöküşü, sentez koşullarının biləşim kadar əhəmiyyətli olduğunu göstərir.

Bu niyəle tədqiqatnın əsas sonucu “daha fazala BaO her zaman daha iyidir” değildir. Daha doğru nəticə; belirli təcrübə sınırları üçünde 1:1 nominal nisbət en yüksək məhsuldarlıqi üretmiş, fakat katalizator struktursı yüksək temperatur, xlorid qalıqsı və atmosferik kalsinasiya niyəiyle sabitlik sorunları göstərmişdir.

Gelecek tədqiqatlar üçün gerekli doğrulamalar

• Farklı kalsinasiya temperaturlarının birbaşa karşılaştırılması
• Azot atmosferi və atmosferik hava altında hazırlanan katalizatorlerin karşılaştırılması
• Yıkama sayistilik və qalıq xlorid miktarının optimallaşdırmau
• BET səth sahəsi, məsamə həcmi və məsamə dtorılımı analizi
• XPS ilə səth Ca, Ba, O və Cl kimyəvi durumlarının belirlenmesi
• ICP-OES və ya ICP-MS ilə biyodizel, qlisərol və yuma suyundaki barium miktarının ölçülmesi
• En az beş və ya daha fazala yeniden istifadə dövri
• Her dövrden sonra XRD, SEM və əsasilik değişiminin izlenmesi
• Optimum doğrulama təcrübəlerinin btorımsız tekrarlarla və güvən aralıklarıyla raporlanması
• Atık kızartma ytorı və fərqli sərbəst ytor turşusu səviyyəlerinde performans testi
• Tam SNI, ASTM və ya EN yaxınt parametrelerinin ölçülmesi
• Enerji tüketimi, xərc və həyat dövrü qiymətləndirməsi

Mənbə və metod qeydi

Tədqiqatnın tam özgün adı: Synthesis and Optimization of a Seashell-Derivəd CaO-BaO Green Catalyst for Biodiesel Production via Response Surface Methodology

Doğrulanabilən müəlliflər və sıraları: Srie Muljani; Aisyah Alifatul Zahidah Rohmah; Raka Selaksa Charisma Muchammad; Erwan Adi Saputro; Novio Valentino

Tam müəllif listesi: Yüklenen metnin görünen sayfalarında müəllif satırı yoxdur. Erişiləbilən bibliyoqraf qeyd yukarıdaki adlardan sonra üç noktayla kısaltıldığı üçün başka müəllif bulunup bulunmadığı kesin olaraq doğrulanamamıştır. Bilinmeyen isim eklenmemiştir.

Eş katkı bilgisi: Yüklenen metinde yoxdur.

Sorumlu müəllif: Yüklenen metinde yoxdur.

Doğrulanabilən qurum: Univərsitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur, Surabaya, Indonesia. Srie Muljani, Aisyah Alifatul Zahidah Rohmah, Raka Selaksa Charisma Muchammad və Erwan Adi Saputro üçün bu qurum btorlantistilik rəsmi tədqiqatcı və ya personel qeydləriyla uyumludur. Novio Valentino’nun bu tədqiqatdaki kesin qurum bilgisi yüklenen metinden doğrulanamamıştır.

Məqalə DOI’si:10.2139/ssrn.7201750

Yayın platformu: SSRN

SSRN qeyd numarası: 7201750

Dergi: Yüklenen sürüm üçün rəyçili bir dergi adı yoxdur.

Yayınevi/platform storlayıcistilik: SSRN; platform Elsevier altstruktursında tədqiqatktadır. Bu bilgi rəyçili bir Elsevier dergisinde yayımlandığı anlamına gelmez.

Yayın yılı: 2026

Kaynak türü: Deneysel kimya mühendisliği və biyoyaxınt tədqiqatsı niteliğinde preprint

Hakemlik durumu: Tədqiqatnın her sayfasında “Preprint not peer reviewed” uyaristilik bulunmaktadır. Tədqiqat resenziyadan keçməmişdir.

Resmî mənbə btorlantistilik:https://ssrn.com/abstract=7201750

Finansman: Tədqiqatda Research and Innovation Funding (RIIM) No. 134/IV/KS/07/2025 ilə Univərsitas Pembangunan Nasional Veteran Jawa Timur No. 04/PKS/UN63.8/2025 desteği bildirilmektedir.

Çıkar çatışması: Yüklenen metinde ayrı bir maraqlar toqquşması beyanı görünmemektedir.

Veri erişimi: Ham təcrübə vəriləri, XRD ham dosyaları, SEM görüntü arxivi, GC-MS kromatogramları və ya Design-Expert proje dosyası üçün açıq vəri btorlantistilik vərilməmişdir.

Bu türk dili makale, yüklenen 25 sayfalık tədqiqatın metni, denklemleri, cədvəlları, XRD naxışleri, SEM görüntüləri, EDX nəticələri, məhsuldarlıq qrafleri, model diaqnoz qrafleri və yanıt səthleri incelenerek hazırlanmışdır. Bilimsel tapıntılar yalnızca tədqiqatın sunduğu vərilərden aktarılmıştır. Dış mənbəlar bilimsel nəticə eklemek amacıyla değil, yalnızca başlık, müəllif, qurum, DOI və nəşr platforması kimliyini doğrulamak üçün istifadə edilmişdir.

Tədqiqatnın en güclü sonucu, 1:1 nominal BaO:CaO nisbətı və yüzde 2,5 katalizator yüklənməsinde yüzde 98 kütləvi biyodizel məhsuldarlıqinin eksperimental olaraq elde edilmesidir. Bununla belə bu nəticə katalizatorun tekrar kullanılabilirliğini, barium açistilikndan məhsul təhlükəsizğini, tam yaxınt standardı uygunluğunu və ya sanayi ölçeğindeki ekonomik uygulanabilirliğini sübut etmir.

Katalizör biləşimi, əsasilik tayini, hissəcik boyutları və şəkil numaralarındaki metin içi tutarsızlıklar niyəiyle tədqiqat rəyçili yayına dönüştürülmeden önce üsul və vəri raporlamasının düzeltilmesi lazımdır. Özellikle BaO:CaO nisbətlarının tek yönde diaqnozmlanması, kullanılan titrasyon asidinin kesinleştirilmesi, barium sızmasının ölçülmesi və tekrar istifadə təcrübəlerinin eklenmesi kritik örütubətdedir.

Elmi xəbərdarlıq: Bu tədqiqat rəyçi qiymətləndirməsindən keçməmiş bir preprinttir. Yüzde 98 məhsuldarlıq və yüzde 99,47 FAME nisbətı belirli laboratoriya koşullarında elde edilmiştir. Katalizörün təhlükəsiz, ekonomik, ekoloji olaraq üstün və ya sənaye istifadəa hazır olduğu sonucu mevcut vərilərden çıkarılamaz.