اینترت اشیا چیست؟

اینترنت اشیا چیست؟

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت- دپارتمان فناوری اطلاعات و ارتباطات

اینترنت اشیا یا IOT

نظریه اینترنت اشیا یا internet of things، برای نخستین بار در سال ۱۹۹۹ توسط کوین اشتون بیان شده اما تنها حدود دوسال است که به طور جدی در دنیای IT بر روی این مبحث کار می شود و نکته جالب اینجاست که بدانید در حال حاضر  اکثر کسب و کارها در حال حرکت به سمت استفاده وسیع از این تکنولوژی هستند.

INTERNET OF THINGS

تاریخچه اینترنت اشیا

نخستین شیء یا وسیله‌ی اینترنتی، یک دستگاه نوشابه‌ساز در دانشگاه کارنگی ملون ایالات متحده در اوایل دهه‌ی 1980 بود. در آن زمان، برنامه‌نویسان با استفاده از وب، می‌توانستند وضعیت دستگاه را از دور بررسی کنند و عملکرد آن را زیر نظر بگیرند.

امروز، عبارت اینترنت اشیاء همه‌ی دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات را فراگرفته است. انرژی هوشمند، کشاورزی هوشمند، دامپروری هوشمند، خانه و ساختمان هوشمند، حمل‌ونقل هوشمند، سلامت هوشمند و به‌طور کلی شهر و محیط‌زیست هوشمند، اصطلاحاتی هستند که شمار بسیاری از سیاستمداران، مدیران، متخصصان و کسب‌وکارها را در سراسر جهان، شیفته‌ی ویژگی‌های بی‌مانند این جلوه‌ی نوپیدای فناوری کرده‌اند.

مفهوم اینترنت اشیا اتصال دستگاه های مختلف به یکدیگر از طریق اینترنت است. به کمک اینترنت اشیا برنامه ها و دستگاه های مختلف می توانند از طریق اتصال اینترنت با یکدیگر و حتی انسان تعامل و صحبت کنند.

 

نمونه های IOT

برای نمونه می توان به یخچال های هوشمند که به اینترنت متصلند و شما را از موجودی و تاریخ انقضا مواد خوراکی داخل یخچال با خبر می سازند اشاره نمود. در واقع، اینترنت اشیا شما را قادر می سازد تا اشیا مورد استفاده خود را از راه دور و به کمک زیرساخت های اینترنتی مدیریت و کنترل کنید.

بیش از دو سال است که BI Intelligence از نزدیک رشد اینترنت اشیا را دنبال کرده. به طور خاص، این سازمان تجزیه و تحلیلی بر روی این قضیه انجام داده که چگونه IOT موجودیت ها و نهادهایی از قبیل دولت ها، کسب و کارها و مشتریان را قادر می سازد تا به دستگاه های IOT خود متصل شوند و آن ها را کنترل کنند.

این تجزیه و تحلیل در محیط هایی مانند تولید، خانه های هوشمند، حمل و نقل و کشاورزی انجام شده است.

دوربین‌های حفاظتی داخل ساختمان‌ها هم نمونه‌ی دیگری از ابزارهایی هستند که در بستر IOT حضور داشته‌اند و البته به کمک تکنولوژی‌های ارتباطی جدید، حضورشان پررنگ‌تر هم شده است.

رابطه اینترنت با وسایل

 

یک شیء در اینترنت اشیاء می‌تواند انسانی باشد که یک دستگاه پایش قلب در بدنش نصب شده است؛ یا دامی با یک ترانسپوندر  بیولوژیک، یا خودرویی که با حسگرهای تعبیه‌شده در آن، راننده را از فشار کم لاستیک‌ها آگاه می‌کند یا هر شیء طبیعی یا انسان‌ساخت دیگر که می‌تواند با اختصاص یک آدرس IP داده‌ها را روی یک شبکه انتقال دهد.

 

IOT  چگونه کار می کند؟

جمع ­آوری داده ­ها از طریق سخت ­افزارهایی از قبیل سنسور که بر روی دستگاه­ ها نصب می­شوند.

به اشتراک گذاری و نگهداری دادههای جمع آوری شده در یک فضای ابری.

تجزیه و تحلیل داده ­ها از طریق نرم­ افزار و قرار دادن نتایج در اختیار کاربران.

فضای ابری و اشتراک گذاری داده ها

 

دینامومتر

دینامومتر

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

دینامومتر وسیله ای برای اندازه گیری توان، گشتاور و نیرو می باشد. دینامومترها برای کاربردهای بسیاری مورد استفاده قرار میگیرند. شاید بتوان مهمترین کاربرد دینامومترها را در تعیین توان انواع موتورها به وسیله انوع بارگذاری بر روی آنها دانست. 

مبنای کاری دینامومتر جذب توان با استفاده از بارگذاری بر روی موتور می باشد که توان هدر رفت به صورت گرما از سیستم دفع میگردد. در واقع میزان بارگذاری انجام شده همان توان موتور می باشد.  معمولا به منظور تولید یک بارگذاری ثابت بر روی سیستم به وسیله دینامومتر، از یک کنترل کننده (چه خودکار و چه دستی) استفاده میشود که باعث میشود که سرعت و میزان بارگذاری در طول تست ثابت بماند. این عمل باعث میگردد که بتوان میزان توان سیستم متصل شده به دینامومتر را به صورت غیر مستقیم و با استفاده از ضرب سرعت در گشتاور محاسبه نمود. 

رابطه نیرو و گشتاور

 
 
 

 

انواع دینامومترها :

دینامومترها را میتوان از طریق گوناگونی تقسیم بندی نمود. به طور مثال دینامومترهایی که مستقیم با موتور کوپل میشوند معروف به دینامومتر موتور هستند. یا دینامومترهایی که اقدام به اندازه گیری توان و گشتاور چرخ های وسایل نقلیه اعم از ماشین ها و موتورها  می کنند معروف به دیناموترهای شاسی هستند. 

دینامومترها را میتوان بر اساس نوع روش واحد جذب نیز گروه بندی کرد:

  • -ادی کارنت (Eddy current)  که تنها عمل جذب انجام میدهد.
  • ترمز پودر مغناطیسی (magnetic powder brake) که تنها عمل جذب انجام میدهد. 
  • ترمز پسماند ( Hysteresis brake)  که تنها عمل جذب انجام میدهد.
  • موتور الکتریکی- جنراتور (  Electric motor/generator) که عمل جذب و دراوینگ را انجام میدهد.
  • ترمز فن (Fan brake) که تنها عمل جذب انجام میدهد.
  • ترمز هیدرولیکی (Hydrulic brake)  که تنها عمل جذب انجام میدهد. 
  • نیروی ترمزی روغن یا ترمز اصطحکاک برشی روغن (Force lubricated, oil shear friction brake)   که تنها عمل جذب انجام میدهد.
  • ترمز آبی (Water brake)  که تنها عمل جذب انجام میدهد. 
 
ترمز پودر مغناطیسی (magnetic powder brake)

دینامومتر نوع پودر مغناطیسی نیز شبیه به نوع ادی کارنت میباشد اما با این تفاوت که پودر مغناطیسی بین روتور و سیم پیچ قرار میگیرد. که این عمل باعث ایجاد ترمز بیشتری میگردد. اما گفتن این نکته ضروریست که رنج سرعت کاری این نوع نسبت به ادی کارنت پایین تر می باشد. 

ترمز پسماند ( Hysteresis brake) 

دینامومتر نوع ترمز پسماند از یک روتور مغناطیسی تشکیل شده است که معمولا از جنس AINiCo است.  این روتور به وسیله جریان تولید شده به وسیله قطب های مغناطیسی حرکت میکند. شایان ذکر است که نحوه کار نوع پسماند نیز مانند نوع ادی کارنت می باشد. و هر دو برای توان های زیر 150 کیلوات یکی از مناسبترین گزینها برای دینامومتر میباشد. 

دینامومتر نوع ترمز پسماند
موتور الکتریکی- جنراتور (  Electric motor/generator) 

این نوع دینامومتر در واقع نوعی از یک درایور با قابلیت تنظیم سرعت است که به وسیله واحد کنترل انجام میپذیرد.ازطرفی درنوع دینامومتر الکتریکی واحد ترمز میتواند هم از جریان DC و هم AC استفاده میشود. این نوع دینامومتر همچنین میتواند به عنوان جنراتور نیز استفاده گردد، به صورتی که واحد کنترل قدرت تولید به وسیله وسیله تحت تست را به موتور منتقل میکند


دینامومتر نوع موتور الکتریکی- جنراتو
ترمز فن (Fan brake)

دینامومتر نوع فن با ایجاد دمیدن به وسیله فن ها میتواند ایجاد بار بر روی وسیله تحت تست کند.  تغییر گشتاور در این نوع دنیامومتر به منظور ایجاد گشتاورهای گوناگون (بارهای متغییر) با استفاده از دنده ها یا خود فن و همچنین تغییر میزان جریان دمیده شده انجام میپذیرد. شایان ذکر است که به علت ناچیز بودن ویسکوزیته هوا، در این نوع دینامومتر تغییر گشتاور قابل کنترل دارای محدودیت خواهد بود.

دینامومتر نوع  ترمز فن (Fan brake)
نیروی ترمزی روغن یا ترمز اصطحکاک برشی روغن (Force lubricated, oil shear friction brake)

دینامومتر ترمزی روغنی از نوع دیسک های اصطحکاکی و صفحات فولادی میباشد که کارکرد آن ها بسیار شبیه به صفحه کلاچ ها در اتوموبیل ها می باشد.شفتی که دیسک اصطحکاک را  حمل میکند به وسیله یک سیسم کوپلینگ به منشا بار متصل میشود. در واقع گشتاور ایجاد شده به وسیله  فشار پیستون بر دیسک اصطحکاک و صفحات فلزی باعث ایجاد نیروی برشی در لایه روغن بین انها خواهد شد و در نتیجه  گشتاور تولید میشود. در این نوع دینامومتر میتوان گشتاور را با روش های هیدرولیکی و پنوماتیکی کنترل و تنظیم نمود. شایان ذکر است که روغن موجود بین دیسک اصطحکاک و صفحات فلزی باعث میشود که تماس مستقیم بین آن ها و در نتیجه کاهش خرابی این نوع دینامومتر شود.

ترمز هیدرولیکی (Hydrulic brake)

دینامومتر نوع هیدورلیکی تشکیل شده از یک پمپ هیدورولیکی و یک مخزن  که به وسیله لوله ها به هم تصل شده اند. در این نوع دینامومتر کنترل جریان به وسیله شیرهایی که در مسیر پمپ قرار داده شده است، انجام میپذیرد. این کارباعث ایجاد بار بر روی سیستم تحت تست خواهد شد. به همین منظور میتوان توان را برای این نوع دینامومتر با استفاده از ویژگی های پمپ نظیر جریان حجمی، فشار هیدرولیکی و RPM محاسبه نمود. 

ترمز هیدرولیکی (Hydrulic brake) 

چرخ دنده و انواع آن

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

چرخ دنده ها

چرخ دنده‌ها قطعاتی هستند که برای انتقال یا تغییر جهت نیرو بین دو محور به کار می‌روند. روی محیط چرخ دنده، دندانه‌هایی با فاصله مساوی ایجاد شده است. این دندانه‌ها پس از درگیر شدن با دندانه‌های چرخ دنده مجاور، نیرو را بین یکدیگر منتقل می‌کنند. چرخ‌دنده‌ها (Gears)‌ را می‌توان به صورت‌های مختلف دسته‌بندی کرد. انواع انواع چرخدنده براساس شکل ظاهری:

  • گستران (Involute)
  • سیکلوئیدی (Cycloidal) 
  • تروکوئیدی (Trochoidal) تقسیم می‌شوند.

و از نظر موقعیت محور (Shaft)، می‌توان آنها را در دسته‌های زیر تقسیم می شود:

  • محور موازی
  • محور متقاطع
  • محور غیرموازی 
  • محور غیرمتقاطع 

 

ساختار

داخلی‌ترین قسمت چرخ‌دنده‌ها توپی است که به محور محرک متصل است. بیرونی‌ترین قسمت در جهت شعاعی، محیط چرخ‌دنده است که دندانه‌های چرخ‌دنده در این قسمت قرار می‌گیرند. این بخش از چرخ‌دنده منبع اصلی ایجاد صدا است.

مهم‌ترین اصطلاحاتی که در طراحی چرخ‌دنده بکار می‌روند عبارت‌اند از:

مدول:نسبت قطر دایره گام به تعداد دندانه‌ها. دیمانسیون آن طول است و میلی‌متر واحد کمیت آن معمولاً است. مطابق اصول:دو چرخدنده در گیر باید «هم مدول» باشند تا جفت شوند.

دایره گام: دایره‌ای فرضی که تمامی‌محاسبات بر اساس آن انجام می‌گیرد. دایره گام دو چرخ‌دنده درگیر برهم مماس هستند.

گام محیطی: طول کمانی از دایره گام که بین دو نقطه متناظر از دو دندانه مجاور قرار گرفته‌است.

ارتفاع سردنده: فاصله بین بالای دندانه تا دایره گام.

ارتفاع ته‌دنده: فاصله بین ته دندانه تا دایره گام.

لقی محیطی: مقداری که فضای خالی بین دو دندانه یک چرخ‌دنده از ضخامت دندانه‌های چرخ‌دنده درگیر با آن در امتداد دایره گام بیشتر است.

انواع چرخ دنده

چرخ دنده ساده

چرخ دنده‌ ساده، یکی از پرکاربردترین انواع چرخ دنده و از نوع استوانه‌ای به حساب می‌آید. دندانه‌های مستقیم دارد و روی محورهای موازی سوار می‌شود. در برخی طراحی‌ها، از تعداد زیادی از این چرخ دنده‌ برای کاهش توان استفاده می‌شود. هنگامی که دو چرخ‌دنده ساده در کنار هم به کار رود، چرخ دنده کوچکتر که تعداد دندانه کمتری دارد، پینیون نامیده می‌شود. چرخ دنده بزرگتر نیز که تعداد دندانه بیشتری دارد، چرخ دنده یا چرخ نامیده می‌شود. یکی از مشخصه‌های این نوع چرخ دنده، صدای زیاد آن است. به محض اینکه دو دندانه با یکدیگر درگیر شوند، با نیروی زیادی به هم ضربه می‌زنند. این ضربه، موجب تولید صدا و تمرکز تنش روی دندانه‌ها می‌شود. دندانه‌های این چرخ دنده، پروفایل گستران دارند و در هر لحظه فقط یکی از دندانه‌ها به طور کامل درگیر می‌شود. 

 

یک نمونه چرخ‌دندهٔ ساده بکار رفته در ماشین‌آلات کشاورزی
چرخ دنده مارپیچ

یکی از موارد مصرف چرخ دنده‌های مارپیچ، در محورهای موازی است. خطوط دندانه‌ها در این چرخ دنده‌های استوانه‌ای، به صورت مارپیچ هستند. این نوع چرخ دنده در مقایسه با نوع ساده، قادر به انتقال نیروی بیشتری است و صدای کمتری تولید می‌کند. کمتر بودن صدا به خصوص در سرعت‌های متوسط و بالا به چشم می‌آید. از طرف دیگر، همواره بیش از یک دندانه از هر چرخ دنده درگیر است. در نتیجه نیروی وارد به هر دندانه کمتر می‌شود تا ظرفیت این نوع چرخ دنده بالاتر رود. به دلیل شکل مارپیچی دندانه‌ها، درگیر شدن چرخ‌دنده‌ها با تماس نقطه‌ای آغاز می‌شود و آرام آرام به تماس خطی می‌رسد. در نتیجه انتقال نیرو یکنواخت‌تر خواهد بود و ارتعاشات و سایش هم کمتر اتفاق می‌افتد. 

چرخ‌دنده مارپیچ

ویژگی‌هایی که تا اینجا برای چرخ دنده مارپیچ برشمردیم، اشکالاتی هم ایجاد می‌کند. زاویه‌دار بودن دندانه‌ها باعث سُر خوردن محل تماس می‌شود. در نتیجه این سُر خوردن، نیروی محرک محوری و گرما ایجاد می‌شود و راندمان هم کاهش می‌یابد. به منظور کم کردن اثر نیروی محوری باید از یاتاقان استفاده کرد. یکی از روش‌های جلوگیری از ایجاد این نیروی محرک، استفاده از چرخ‌دنده مارپیچ دوبل (Herringbone gear) است که در صنعت به عنوان چرخ‌دنده جناغی هم شناخته می‌شود. در این مدل، دو چرخ دنده مارپیچ با جهت مخالف، در کنار هم قرار می‌گیرند تا نیروی محرک ایجاد شده در راستای محور، خنثی شود. شکل زیر نمونه‌ای از چرخ‌دنده‌های جناغی را نشان می‌دهد. در کاربردهایی که چرخ دنده ساده برای آن مناسب باشد ولی محورها با یکدیگر موازی نباشند، انتخاب این چرخ دنده مارپیچی در اولویت است.

چرخ دنده مخروطی

این چرخ دنده‌ها ظاهری مخروط مانند دارند و برای محورهای متقاطع مناسب هستند. چرخ دنده‌های مخروطی در جاهایی که زاویه بین دو محور متقاطع، ۹۰ درجه است، بیشترین کاربرد را دارند. ولی در زاویه‌های دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. دندانه‌های این چرخدنده می‌تواند مستقیم، مارپیچ یا هیپوئیدی باشد. نوع مستقیم آن، همان مشکلات چرخدنده ساده را دارد و دندانه‌ها به یکباره با هم درگیر می‌شوند. در نتیجه تمرکز تنش روی دندانه‌ها بسیار بالا می‌رود. نوع مستقیم و مارپیچ، زمانی استفاده می‌شوند که دو محور عمود به هم و در یک صفحه باشند. در شرایطی که دو محور در دو صفحه جداگانه باشند، از نوع هیپوئیدی استفاده می‌شود. توجه کنید که در این حالت، دو محور هیچ نقطه تقاطعی نخواهند داشت و این حالتی استثنا برای تعریف این نوع چرخدنده ایجاد می‌کند. یکی از کاربردهای چرخ دنده مخروطی، در دیفرانسیل بسیاری از خودروهاست.

چرخدنده مخروطی با دندانه‌های هیپوئیدی
چرخ دنده حلزونی

هنگامی که نیاز به کاهش زیاد دنده باشد، از چرخ دنده‌های حلزونی استفاده می‌شود. چرخدنده حلزونی برای نسبت‌های کاهش 20:1 تا 300:1 به کار می‌رود. این چرخ دنده‌ها در نتیجه کاهش سرعت، گشتاور را نیز به مقدار زیادی افزایش می‌دهند. باید دقت کرد که نصب این سیستم و روغن‌کاری آن به درستی و منظم انجام شود. در این حالت، چرخدنده حلزونی یکی از نرم‌ترین و کم‌صداترین انواع چرخ‌دنده‌ها خواهد بود.  

یک نمونه چرخ‌دنده حلزونی

ویژگی مهم این چرخ دنده‌ها این است که انتقال نیرو فقط از حلزون به چرخ حلزون انجام می‌شود. معمولاً بیشتر طراحی‌ها طوری انجام می‌شود که چرخ حلزون قادر به چرخاندن حلزون نباشد. این ویژگی به عنوان ویژگی خودترمزی شناخته می‌شود. هرچه زاویه پیشروی در حلزون کمتر باشد، این خاصیت بیشتر می‌شود. در مقابل هرچه زاویه پیشروی بزرگتر باشد، خاصیت خودترمزی کمتر خواهد بود. شکل زیر، این زاویه را در حلزون نشان می‌دهد. از خاصیت خودترمزی می‌توان برای جلوگیری از حرکت برعکس استفاده کرد. به عنوان مثال در سیستم نوار نقاله برای ترمز یا توقف اضطراری، از این چرخ دنده‌ها استفاده می‌شود.

چرخ دنده شانه‌ای

چرخ دنده شانه‌ای به منظور تبدیل حرکت دایره‌ای به حرکت خطی یا برعکس به کار می‌رود. معمولاً این چرخ دنده‌ها به همراه یک چرخ‌دنده ساده (پینیون) مورد استفاده قرار می‌گیرند. به همین دلیل به کل مجموعه، شانه و پینیون (Rack & Pinion) گفته می‌شود. دندانه‌های روی چرخ دنده می‌تواند مستقیم یا مارپیچ باشد. یکی از کاربردهای این نوع چرخ دنده‌ها در ترازوهای عقربه‌ای است. 

نمونه ای از چرخ دنده شانه ای

تولید برق و انرژی زیستی از زباله‌های حیوانات و پسماندهای کشاورزی در ایران

تولید برق و انرژی زیستی از زباله‌های حیوانات و پسماندهای کشاورزی در ایران

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم و مهندسی محیط زیست

بخش تولید برق ایران به‌ شدت به سوخت‌های فسیلی متکی است، مصرف بیش از حد این سوخت‌ها به‌دلیل برخی از خواص غیر مطلوب آن‌ها باعث ایجاد برخی مسائل مهم مانند آلودگی هوا شده است.

بیوگاز  :

یک ایده کاربردی برای بازیافت زباله‌های زیستی است که می‌تواند به عنوان سوخت برای تولید برق و گرما استفاده شود. منابع دام و کشاورزی دارای پتانسیل قابل‌توجهی برای تولید انرژی‌های زیستی هستند.

در این مقاله آقای اردبیلی مطالعاتی با هدف ارزیابی پتانسیل‌های ایران در تولید انرژی زیستی از منابع حیوانی و کشاورزی انجام داده است.

در طول دهه‌های اخیر، رشد جمعیت و توسعه فناوری منجر به افزایش چشم‌گیر تقاضای جهانی انرژی شده است.

سوخت فسیلی:

بیشترین سهم را در جریان انرژی فعلی جهان دارد که حدود 80 درصد از کل انرژی را تأمین می‌کند. زیست‌توده یک منبع انرژی تجدیدپذیر امیدوارکننده است که می‌تواند برای تولید سوخت‌های زیستی، انرژی زیستی و گرما مورد استفاده قرار بگیرد.

چنین نگرانی‌هایی در مورد افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی و تقاضای انرژی باعث شده است که ایران تمرکز خود را روی منابع انرژی غیر فسیلی، به‌ویژه منابع انرژی تجدیدپذیر بگذارد.

ایران به‌دلیل تنوع آب و هوایی و منابع طبیعی فراوان، بیش از بیست محصول کشاورزی تولید می‌کند.

مقدار قابل‌توجهی از محصولات کشاورزی در بخش‌های برداشت و حمل و نقل از بین می‌روند و برای اهداف دیگر استفاده می‌شوند.

این باقی‌مانده‌ها می‌توانند سهم اساسی در تأمین انرژی در ایران داشته باشند. علاوه بر بخش کشاورزی، دام نیز می‌تواند نقش مهمی در تولید انرژی تجدیدپذیر در کشور داشته باشد.

گاز زیستی  :حاصل از زباله و پسماندها یک گزینه انرژی تجدیدپذیر پایدار است، که می‌تواند یک جایگزین امیدوار کننده برای گاز طبیعی باشد.

این ایده علاوه بر بهبود مدیریت پسماند، به جلوگیری از مشکلات احتمالی زیست‌محیطی و تأمین انرژی پاک کمک می‌کند.

علاوه بر این، گاز زیستی حاصل را نیز می‌توان با از بین بردن دی‌اکسید کربن و دی‌هیدروژن سولفید و سایر ناخالصی ها به متان زیستی تبدیل کرد.

با توجه به شرایط قابل‌توجه تأمین زیست‌توده، پتانسیل تأمین برق زیستی در کشوری مانند ایران نیاز به بررسی جامع دارد.

به‌طور کلی استفاده از انرژی زیستی حاصل از زباله‌های کشاورزی و دام می‌تواند با کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی مانند گاز طبیعی، هزینه‌های انرژی الکتریکی را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد.

در حال حاضر، بسیاری از کشورهای در حال توسعه قبلاً از فرایند هضم بی‌هوازی به عنوان روشی بی‌نظیر برای پیاده‌سازی فناوری‌های زباله به انرژی برای تولید انرژی پاک استفاده کرده‌اند.

پل خورشیدی

پل خورشیدی

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت- گروه مکانیک

پل خورشیدی در ایتالیا

در آگوست سال 2018 بخشی از پل مورندی جنوا در اثر باران شدید فرو ریخت و باعث کشته شدن 43 نفر شد. در پی این فاجعه ، شرکت رفیع برجسته ایتالیایی رنزو پیانو برای طراحی جایگزینی آن انتخاب شد و پس از 15 ماه کار تقریباً بدون توقف ، این پل جدید اکنون کامل و در حال استفاده است. بیش از ۱۰۰۰ نفر برای تکمیل آن در سه شیفت فعالیت کرده اند.

این پل یکی از مهم ترین مسیرهای حمل  و نقل است که فروپاشی آن یک تراژدی به تمام معنا بود به همین دلیل باید تعمیر و بازسازی آن با بیشترین سرعت انجام میگرفت.

در این راستا 1000 نفر از 40 شرکت مختلف بدون توقف  بجز روز کریسمس و چند روز دیگر که هوای شدید کار را غیرممکن میساخت ، مشغول بکار شدند تا این پل را که اسم آنGenova San Giorgio Bridge بود را در اسرع وقت به حالت اولیه خود بازگردانند.

اجزای پل

این پل شامل یک عرشه فولادی خمیده است که در بخش های بزرگی ساخته شده و سپس به محل منتقل شده و با هم جوش داده شده اند. طول کلی آن 1،067 متر است و توسط 18 تخته بتون مسلح پشتیبانی می شود. یک مانع شیشه ای به طول 2.5 متر در برابر سقوط پل را محافظت می کند و وزش باد ناشی از این پل را کاهش می دهد.

کارگاه ساختمان سازی رنزو پیانو (RPBW) طراحی کلی آن را به بدنه کشتی تشبیه می کند.

استفاده از رنگ سبک برای پوشش عناصر فولادی باعث می شود این پل روشن شود و هماهنگ کننده حضور آن در منظره باشد.

این پل دارای صفحات خورشیدی یکپارچه است که در امتداد لبه عرشه کار می کنند که انرژی کافی برای اجرای روشنایی و سایر سیستم ها را در شبانه روز دارد.

توجه زیادی به ایمنی و نگهداری از پل نیز شده است. میراگرهای مخصوص (دفع کننده های ضربه) در برابر فعالیت های لرزه ای محافظت می کنند و از ربات ها برای تمیز کردن سد شیشه ای و پنل های خورشیدی استفاده می شود.

ربات ها همچنین بر ساختار پل نظارت دارند و داده های جمع آوری شده به داده های سیستم پیچیده ای از حسگرها که شامل شتاب سنج ، سرعت سنج ، شیب سنج و ردیاب برای گسترش مفصل و سایر موارد بالقوه است ، اضافه می شود. همه چیز از ضخامت رنگ گرفته تا استحکام جوش هایی که در آن عرشه در کنار هم قرار گرفته اند ، از نزدیک مورد بررسی قرار می گیرند ، و اطمینان حاصل می کنند که این پل برای سال های متمادی با خیال راحت به کار خود ادامه دهد.

تولید لیگنین در جهت توسعه آسفالت زیستی

تولید لیگنین در جهت توسعه آسفالت زیستی

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

همکاری جدیدی بین صنعت و دانشگاه با هدف بررسی و آزمایش یک روش جدید برای کاهش قابل ملاحضه انتشار گاز گلخانه‌ای دی‌اکسید کربن صورت گرفته است.

هدف از این همکاری جایگزینی آسفالت زیستی مبتنی بر زیست‌توده طبیعی لیگنین به‌جای استفاده از قیر مبتنی بر سوخت‌های فسیلی در آسفالت است.

شرکت Avantium N.V اعلام کرد آژانس سرمایه‌گذاری هلند به‌دلیل مشارکت در پروژه CHAPLIN XL، بودجه 500 هزار یورویی به این شرکت اعطا کرده است.

این پروژه همکاری بین احزاب مختلف صنعتی و دانشگاهی است.

شرکت Avantium پیشرو در توسعه و تجاری‌سازی فناوری‌های نوآورانه برای تولید مواد شیمیایی و مواد گیاهی است.

یکی از نوآوری‌های این شرکت، توسعه فرایندهای پایین‌دستی است که مواد اولیه خوراکی غیر غذایی را به قندهای صنعتی و لیگنین تبدیل می‌کند.

در سال 2018 شرکت Avantium یک کارخانه زیستی برای توسعه فرایندهای پایین‌دستی که در هلند فعالیت می‌کند را افتتاح کرد.

لیگنین به‌عنوان ماده اصلی تشکیل‌دهنده زیست‌توده چوبی برای تولید انرژی مناسب است.

همچنین برای بسیاری از کاربردهای با ارزش بالاتر از جمله آسفالت برای ساخت جاده مناسب است. آسفالت معمولاً با استفاده از قیر حاصل از نفت‌خام ساخته می‌شود.

زانا مک فارسون -مدیر عامل شرکت شیمیایی تجدیدپذیر Avantium- گفت: “لیگنین با پایه گیاهی یک چسب طبیعی بسیار مؤثر است و می‌تواند جایگزینی عالی برای قیر فسیلی در آسفالت باشد.

مشارکت ما در پروژه CHAPLIN XL به ما این امکان را می‌دهد تا نشان دهیم که برنامه ما مبتنی بر  استفاده از لیگنین به‌طرز مؤثری در مقیاس بزرگ کار می‌کند و باعث کاهش قابل‌توجه ردپای کربن در ساخت و سازهای جاده‌ای می‌شود.”

پروژه CHAPLIN XL استفاده از آسفالت مبتنی بر لیگنین در مقیاس وسیع برای ساخت چهار جاده آزمایشی در هلند طی سال 2020 را آزمایش می‌کند.

 

 

بهبود شرایط تولیدی ریزجلبک تولیدی از فاضلاب

بهبود شرایط تولیدی ریزجلبک تولیدی از فاضلاب

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم و مهندسی محیط زیست

سه محقق از نیومکزیکو به بررسی تولید ریزجلبک از فاضلاب پرداخته‌اند که میزان لیپید موجود در آن بالا می‌باشد. تحقیقات آن‌ها در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب مورد بررسی قرار گرفته است و خروجی کارشان ژوئن 2020 منتشر شده است. استفاده از فاضلاب برای رشد جلبک‌ها راهکاری جایگزین و اقتصادی‌تر برای کشت است؛ و اگر جلبک‌هایی که در نوع خاصی از فاضلاب‌ها رشد می‌کنند دارای محتوای لیپید بالاتری هستند، این عامل منجر به تولید بیودیزل بیشتر می‌شود.   

                                         

فاضلابی که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت، از فاضلاب شهری، جوب‌های آب شهری و فاضلاب غذایی تهیه شد. تمام این منابع فاضلاب، حاوی انواع درشت و ریز مغذی‌های لازم برای رشد هستند. این محققان به بررسی فعالیت ریزجلبک Scenedesmus sp در حضور کاتالیزورهای متفاوت پرداخته‌اند و همچنین نقش این ریزجلبک را در کاهش میزان دی‌اکسید کربن و نیز بهره‌وری مناسب و متوازن از زیست‌توده بررسی کرده‌اند.

از آنجا که بازدهی زیست‌توده تابعی از رشد است، محققان همچنین منابع ژنومیک ریزجلبک را از نظر عملکردی بررسی کردند تا بدین طریق بر ساختار آن نظارت پیدا کنند. یافته‌های آن‌ها حاکی از آن است که ریزجلبک Scenedesmus sp می‌تواند با استفاده از ترکیبات آلی که در اغلب فاضلاب‌ها یافت می‌شود، بین رشد فتواتوتروفیک و میکسوتروفیک مورد بررسی قرار بگیرند؛ و نیز این‌که این روند می‌تواند برای سایر ریزجلبک‌ها هم عملی باشد.

پتانسیل بسیار خوبی برای استفاده از پساب در تولید سوخت‌های زیستی و استفاده از آن در مقیاس تجاری وجود دارد. تولید زیست‌توده ریزجلبک به‌همراه تصفیه فاضلاب، منجر به بهینه‌سازی بازدهی زیست‌توده جلبک می‌شود و تأثیرات زیست‌محیطی قابل‌قبولی دارد. تولید در مقیاس صنعتی زیست‌توده جلبک با استفاده از فاضلابی که سرشار از مواد آلی است، بستر تولید مقرون‌به‌صرفه‌ی سوخت‌های زیستی را فراهم می‌آورد.

کولتیواتور چیست و چه تفاوتی با گاوآهن دارد؟

کولتیواتور چیست

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی کشاورزی

کولتیواتور (Cultivator) در لغت به معنای کشت‌کار یا وسیله‌ای برای کشت و زراعت کردن می‌باشد. به ادواتی گفته می‌شود که دارای یک قاب اصلی و مجوعه‌ای از تیرک‌ها و دندانه‌ها بوده و پشت تراکتور نصب می‌شوند. تفاوت های کولتیواتور و گاوآهن: 

  • کولتیواتورهای مزرعه معمولا ارزان‌تر و سبک‌تر از گاوآهن‌ها هستند.
  • کولتیواتور ها در شرایط کار آسان تر کاربرد دارند.
  • کولتیواتورها معمولا در خاکورزی ثانویه و در خاکی که قبلا نرم شده است به منظور تهیه‌ی بستر بذر، کنترل علف‌های هرز و..به کار می رود. 

کولتیوار های مزرعه از لحاظ نحوه‌ی اتصال به تراکتور به دو  تقسیم می‌شوند:

  • سوار 
  • کششی

کولتیواتور سوار ابعاد کوچک‌تری (بین ۲.۵ تا ۷.۵ متر) دارد، فاقد چرخ بوده و وزنش را تراکتور تحمل می‌نماید. اما کولتیوار های کششی می‌توانند ابعاد بزرگ‌تری داشته باشند (تا ۱۸ متر). در این صورت معمولا این ادوات چند تکه هستند و بال‌هایی تاشونده دارند تا در حمل‌ونقل ایجاد اشکال ننمایند. کولتیوارهای مرسوم‌تر معمولا سه ردیف تیرک  داشته که فاصله‌ی کاری حدود ۱۵ سانتیمتر را پوشش می‌دهند. همچنین شاخه‌های کولتیوارها می‌توانند سخت و یا دارای خاصیت فنری باشند. کولتیوارهای با شاخه سخت برای کار در عمق بیشتر و کولتیوار های فنری برای نرم کردن خاک مناسب‌ترند.

کولتیواتور سوار
کولتیواتور کششی

کولتیوارهای مزرعه به اندازه‌ی گاوآهن ها خاک را برنمی‌گردانند و بیشتر بقایای گیاهی را در سطح خاک نگه داشته و یا در عمق چندسانتیمتری با خاک مخلوط می‌کنند. از کولتیوارها می‌توان برای احیای چراگاه‌ها استفاده کرد و یا برای نرم کردن خاک و کشت بذر در کنار بذرکارها مورد استفاده قرار داد. عمق کار این ادوات به عواملی چون شرایط خاک، نوع خاک‌ورزی اولیه و تیغه‌های مورد استفاده بستگی دارد. از جمله تیغه‌های کولتیوارها می‌توان به تیغه‌های بیلچه‌ای دوسر و پنجه غازی اشاره کرد.

۱۰ نرم افزار پرکاربرد رشته مهندسی مکانیک

نرم افزارهای پرکاربرد رشته مهندسی مکانیک

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت -مهندسی مکانیک

مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌ها و ماشین‌ها سروکار دارد.  مهندسی مکانیک نیازمند فهم مفاهیمی همانند مکانیک، سینماتیک، ترمودینامیک است.مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند. مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه‌ها، فراورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کنند. از این رو  فهرستی از ۱۰ نرم افزار پرکاربرد این رشته را برای شما در این مقاله به اشتراک  گذاشتیم.

۱) نرم افزارCATIA

کتیا یک نرم‌افزار طراحی به کمک رایانه است که توسط شرکت داسو سیستمز تولید شده‌است. شرکت آی بی ام نیز در امور بازاریابی و فروش این نرم‌افزار با داسو سیستمز همکاری دارد. از توانایی‌های جالب آن در قسمت قطعات مکانیکی، با تولید G-code می‌توان به دستگاه‌های تراشکاری cnc متصل تا قطعه ساخته شود. 

۲)نرم افزار SolidWorks

سالیدورکس یک نرم‌افزار مهندسی طراحی به کمک رایانه است که بر روی ویندوز اجرا می‌شود و توسط شرکت فرانسوی داسو سیستمز ساخته شده است. در حال حاضر نرم‌افزار سالید ورکس توسط ۱٫۳ میلیون مهندس در بیش از ۱۳۰٬۰۰۰ شرکت در سراسر جهان در حال استفاده‌است. این نرم‌افزار دارای سه محیط به نام‌های پارت (part) اسمبلی (assembly) و دراوینگ (drawing) می‌باشد. محیط اول برای رسم قطعه بوده، در محیط دوم قطعات یک مکانیسم بر روی هم سوار شده و در محیط آخر از آنها نقشه مهندسی (معمولاً برای نسخه چاپی) تهیه می‌شود.

۳)نرم افزار PowerMill

نرم‌افزار پاورمیل یکی از قدرمندترین و برجسته ترین نرم‌افزارهای ساخت به کمک رایانه می‌باشد که جهت تهیه مسیر حرکت ابزار در دستگاههای سی‌ان‌سی کاربرد دارد.نرم‌افزار پاورمیل با دربر داشتن استراتژیهای مختلف ماشین کاری  می‌تواند بهترین مسیر را جهت حرکت ابزار روی قطعه کار تعیین نماید .که نتیجه این هوشمندی کاهش زمان ماشینکاری، بهبود کیفیت سطح ماشینکاری و در نهایت کاهش هزینه با بالاترین راندمان کاری می‌باشد

۴)نرم افزار COMSOL Multiphysics

نرم‌افزار کامسول مولتی‌فیزیکس یک مجموعه کامل شبیه‌سازی است که می‌تواند معادلات دیفرانسیل سیستم‌های غیر خطی را توسط مشتق‌های جزئی به روش اجزاء محدود (FEM) در فضاهای یک، دو و سه بعدی حل نماید. 

۵)نرم افزار MSC NASTRAN

نرم‌افزار نسترن یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای مهندسی به کمک رایانه در زمینه روش اجزاء محدود (FEM) می‌باشد. این نرم‌افزار محصول شرکت MSC Software است.نسترن یک نرم‌افزار مهندسی چند منظوره با بیش از یک میلیون خط برنامه فرترن و دارای توانایی حل محدوده وسیعی از مسائل است. 

۶)نرم افزار FLUENT

نرم‌افزار فلوئنت یک نرم‌افزار مهندسی به کمک رایانه در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای مدل کردن جریان سیال و انتقال حرارت در هندسه‌های پیچیده می‌باشد. این نرم‌افزار امکان تغییر شبکه، به صورت کامل و تحلیل جریان با شبکه‌های غیرساخت‌یافته برای هندسه‌های پیچیده را فراهم می‌سازد. نوع مش‌های قابل تولید و دریافت توسط این گروه نرم‌افزاری شامل شبکه‌هایی با المان‌های مثلثی و چهارضلعی و چهاروجهی، شش وجهی، هرمی یا گوه‌ای  می‌باشد. همچنین فلوئنت به کاربر اجازهٔ بهبود شبکه را می‌دهد.

۷)نرم افزار NX

نرم‌افزار اِن ایکس که سابقاً یونیگرافیکس نامیده می‌شد، محصول شرکت زیمنس پی ال ام آمریکا است. یکی از قوی‌ترین نرم‌افزارهای جامع طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و ساخت به کمک رایانه می باشد. نرم‌افزار یونیگرافیکس به دلیل امکانات فراوانی که دراختیار کاربر قرار می‌دهد، موجب ارائهٔ سریع‌تر و ارزان‌تر محصولات پیچیده و کاهش هزینه‌های طراحی تا ساخت محصول شده است.

۸)نرم افزار CREO

نرم‌افزار کرئو با نام قبلی پرو/اینجینیر از جمله نرم‌افزارهای طراحی به کمک رایانه است که برای طراحی سه‌بعدی به کار می‌رود. شرکت سازندهٔ این برنامه، بنگاه فناوری پارامتری (PTC) است. بهره‌گیری این برنامه در کارخانه‌های بنام مهندسی بسیار فراگیر است و در صنعت خودروسازی، مهندسی مکانیک و دیگر جاها از آن بهره می‌برند. نامی‌ترین کارخانه‌هایی که کالاهایشان را با این نرم‌افزار می‌سازند زیمنس، فراری، تویوتا، آئودی، بویینگ، فولکس‌واگن، جان دیر و… هستند

۹)نرم افزار : ABAQUS

نرم‌افزار آباکوس از جمله نرم‌افزاری‌های قدرتمند مهندسی به کمک رایانه در زمینه تحلیل به روش اجزاء محدود (FEM) در بازار است. این نرم‌افزار محصول شرکت فرانسوی داسو سیستمز می‌باشد.آباکوس قابلیت حل مسایل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده ترین مدلسازی غیر خطی را دارا می‌باشد. این نرم‌افزار دارای مجموعه المانهای بسیار گسترده‌ای می‌باشد که هر نوع هندسه‌ای را می‌توان توسط این المان‌ها مدل کرد. 

۱۰)نرم افزار MATLAB

متلب یک محیط نرم‌افزاری برای انجام محاسبات عددی و یک زبان برنامه‌نویسی نسل چهارم است. واژهٔ متلب هم به معنی محیط محاسبات رقمی و هم به معنی خود زبان برنامه‌نویسی مربوطه‌است که از ترکیب دو واژهٔ MATrix (ماتریس) و LABoratory (آزمایشگاه) ایجاد شده‌است. این نام حاکی از رویکرد ماتریس محور برنامه‌است، که در آن حتی اعداد منفرد هم به عنوان ماتریس در نظر گرفته می‌شوند. ساخت رابط گرافیکی کاربر مانند دیالوگ‌هایی که در محیط‌های ویژوال مانند بیسیک و C وجود دارند، در متلب امکان‌پذیر است. این قابلیت، ارتباط بهتری را میان برنامه‌های کاربردی نوشته‌شده با متلب و کاربران برقرار می‌کند.متلب که از محصولات شرکت مت‌ورکس است، برای گروه‌های مختلف مهندسان رشته‌های مختلف از جمله مهندسی برق، مکانیک، رایانه و… کاربرد بسیاری دارد

سوخت بیودیزل و اثر آن بر محیط زیست

سوخت بیودیزل و اثر آن بر محیط زیست

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

سوخت دیزلی از جمله سوختهایی است که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر نظیر دانه‌های روغنی، میکروجلبکها ، روغنهای حیوانی و پلاستیک زباله های شهری و… تولید شده و اثر مخربی بر روی محیط زیست ندارد.

تعریف بیوفیولها:                                                               

بیوفیولها نوعی از سوختها هستند که از منابع زیست توده بدست می‌آیند. این سوختها شامل اتانول، متانول، بیودیزل و سوختهای گازی دیزل همچون گاز سنتز هستند. از منابع اولیه تولید این سوختها می‌توان به ضایعات چوبی، تفاله محصولات کشاورزی، نیشکر، چغندرقند، غلات و روغن گیاهان و سبزیجات اشاره کرد.

امروزه معضلهایی همچون آلودگیهای زیست‌محیطی ناشی از مصرف سوختهای فسیلی که سبب برهم خوردن شرایط اکولوژیک و ایجاد خطرهای زیست‌محیطی شده، همچنین محدود بودن ذخایر سوختهای فسیلی باعث شده تا از سوی کشورهای جهان به این نوع انرژیها بیش از پیش توجه شود. حدود 75 درصد انرژی مورد نیاز جهان از سه سوخت عمده فسیلی، شامل نفت،گاز طبیعی و ذغال سنگ تأمین می‌شود و تا سال 2010، حدود 50 تا 60 درصد به میزان مصرف موجود سوختهای فسیلی افزوده شد.

منابع سوختهای فسیلی دائمی نیستند. براساس برآوردهای موجود کره زمین 1000تا 1500 میلیارد بشکه نفت خام را در خود ذخیره دارد از طرف دیگر درشرایط زیست اقلیمی موجود در کره زمین هیچ منبع سوختهای فسیلی درحال تشکیل نیست.

انواع بیوفیولها عبارتند از:

1- بیوفیولهای مایع ( نظیر بیواتانول، بیومتانول، بیوبوتانول و بیودیزل)

2-بیوفیولهای گازی ( نظیر بیوگاز و گاز سنتزی یا گازسنتزی بیو که از منابع بیومس تولید می‌شود)

3- بیوفیولهای جامد ( نظیر انواع پلتهای فشرده و..)

در این گزارش، به تولید بیودیزل بعنوان یکی از بیوفیولهای مایع پرداخته می‌شود که البته  روش تولید آن با بیودیزل پیشرفته (که  عمدتاً در آن از فناوری ترموشیمیایی استفاده می‌شود) متفاوت است.

بیودیزل :

بیودیزل (منوآلکیل استر)، یک سوخت دیزلی پاک است که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر نظیر دانه های روغنی، میکروجلبکها ، روغنهای حیوانی و پلاستیک زباله های شهری و… تولید می‌شود.

بیودیزل (متیل استر) یک مایع روشن تا زرد تیره است که عملاً غیرقابل امتزاج با آب بوده و  نقطه جوش بالا و فشار بخار پایین دارد.

نقطه فلش آن حدود 150 درجه‌ی سانتیگراد است که آن‌ را سوختی نسبتاً غیرقابل اشتعال و بسیار ایمن‌تر از دیزل می‌کند.

بیودیزل می‌تواند با سوخت دیزل معمولی، با هر نسبتی حتی در مقادیر بسیار کم (که سبب کاهش انتشارات و روانی بهتر موتور شده)  مخلوط شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که حدود یک درصد بیودیزل، باعث افزایش روان‌شدگی تا 65 درصد می‌شود.

به هر حال طی 15 میلیون تست میدانی انجام شده، مصرف بیودیزل به لحاظ قدرت اسب بخار خواصی همچون سوختهای دیزل معمولی را  نشان داده است.

استفاده از بیودیزل در یک موتور گازوئیلی معمولی منجر به کاهش اساسی هیدروکربنهای نسوخته، منوکسید کربن و و ذرات معلق می‌شود.

با بکار بردن این سوخت، از سهم کربن موجود و ذرات معلق کاسته می‌شود. (چون اکسیژن موجود در بیودیزل احتراق کامل به CO2 را ممکن می‌سازد)، اما قسمت محلول با هیدروکربن به همان صورت باقی می‌ماند یا افزایش پیدا می‌کند.

واحد تولید بیو دیزل، سوخت پاک

در بیشتر نقاط دنیا از فاکتوری بنام B استفاده می‌شود که مقدار بیودیزل را در ترکیب سوخت نشان می‌دهد. بعنوان مثال B10 به معنای اختلاط  10 درصدی بیودیزل با گازوئیل است.

فرآیندهای تولید بیودیزل :

فرآیندهای تولید بیودیزل بخوبی شناخته شده‌اند. برای تولید بیودیزل معمولی از روغن‌ها و چربی‌ها سه مسیر اساسی وجود دارد:

• ترنس استری فیکشن کاتالیست بازی روغن.

•ترنس استری فیکشن مستقیم اسیدی روغن.

•تبدیل روغن به اسیدهای چرب آن و سپس به بیودیزل.

بیشتر بیودیزل تولیدی امروزه به چندین دلیل زیر توسط واکنش باز کاتالیستی تولید می‌شود :
  • دما و فشار این واکنش پایین است.
  • دارای بازدهی تبدیل بالا ( 98 درصد) با حداقل واکنشهای جانبی و زمان واکنش است.
  • این واکنش یک تبدیل مستقیم به بیودیزل بدون اجزاء و مواد واسطه است.
  • هیچ مادۀ اضافی برای تولید مورد نیاز نیست.

واکنش شیمیایی تولید بیودیزل کاتالیست بازی، در ذیل نمایش داده شده است 100 پوند چربی یا روغن (نظیر روغن سویا) با 10 پوند از یک الکل زنجیرۀ کوتاه در حضور کاتالیست، برای تولید 10 پوند گلیسیرین و 100 پوند بیودیزل واکنش می‌دهد.

الکل زنجیره کوتاه با ROH نمایش داده می‌شود. (معمولاً متانل اما برخی مواقع اتانل که بمنظور کمک به تبدیل سریع به میزان کمی اضافی افزوده می شود).

 کاتالیست عموماً هیدروکسید سدیم یا پتانسیم است که بیشتر با متانل مخلوط می‌شود. R، R′، R″ زنجیره اسیدهای چرب مربوط به روغن یا چربی است  که عمدتاً اسیدهای پالمتیک، استئاریک،اولئیک و لینولئیک هستند.

واحد تولید بیو دیزل، سوخت پاک

واکنش تولید بیودیزل  :

(3) بیودیزل (100 پوند)+گلیسیرین (10 پوند)              (3) الکل (10 پوند) + روغن یا چربی (100 پوند)

تولید بیودیزل :

تولید کاتالیست بازی بیودیزل عموماً با استفاده از مراحل زیر انجام می‌شود.
واحد تولید بیو دیزل، سوخت پاک
مخلوط کردن الکل و کاتالیست:

کاتالیست اساساً هیدروکسیدسدیم (سود سوزآور) یا هیدروکسید پتانسیم(پتاس) است که در الکل با استفاده از یک مخلوط‌کن (میکسر) استاندارد حل می‌شود.

واکنش: مخلوط الکل/کاتالیست سپس به یک ظرف بسته واکنش تخلیه شده در روغن یا چربی به آن اضافه می‌شود. سیستم در اینجا کاملاً نسبت به اتمسفر بسته است تا از اتلاف الکل جلوگیری شود.

مخلوط واکنش دقیقاً در بالای نقطه جوش الکل (در حدود 170ºF) حفظ می‌شود تا سرعت واکنش افزایش یافته واکنش انجام شود.

زمان پیشنهادی برای واکنش از یک تا هشت ساعت متغییر بوده و در برخی سیستمهای پیشنهادی واکنش در دمای اتاق انجام می‌شود.

الکل اضافی بطور معمول برای اطمینان از تبدیل کامل چربی یا روغن به استرهای آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

باید نسبت به مقدار آب و اسیدهای چرب آزادی که در روغن یا چربی وجود دارد دقت لازم انجام شود.

در صورتیکه سطح آب یا اسیدهای چرب آزاد خیلی بالاتر باشد این امر می‌تواند سبب بروز مشکلاتی در خصوص تشکیل صابون و جداشدن محصول جانبی پایین دستی گلیسیرین شود.

جداسازی: همین که واکنش کامل شد دو محصول مهم خواهیم داشت که عبارتند از گلیسیرین و بیودیزل که هر یک دارای مقادیر اساسی از الکل اضافی بوده که در واکنش مورد استفاده قرار گرفته است.

حذف الکل :

به محض این‌که فازهای گلیسیرین و بیودیزل جدا شدند الکل اضافی در هر فاز با یک فرآیند تبخیر فلش یا توسط تقطیر حذف می‌شود.
خنثی سازی گلیسیرین:
گلیسیرین: محصول جانبی است و حاوی کاتالیست مصرف نشده و صابون بوده که با یک اسید، خنثی شده و برای ذخیره بعنوان گلیسیرین خام فرستاده می‌شود. در برخی موارد در طول این فاز نمک هم تشکیل می‌شود که برای استفاده بعنوان کود بازیافت می‌شود.
در بیشتر موارد نمک در گلیسیرین باقی گذارده می‌شود.

آب و الکل برای تولید گلیسیرین خام80 تا 88 درصد حذف می‌شود تا برای فروش بعنوان گلیسیرین خام مورد استفاده قرار گیرد.در عملیاتهای پیشرفته‌تر، گلیسیرین 99 درصد با خلوص بالاتر تقطیر شده و به بازارهای دارویی و بهداشتی و آرایشی فروخته می‌شود.

شستشوی متیل استر: 

پس از جدا شدن از گلیسیرین، متیل استر برخی مواقع با شستشوی آرام با آب گرم برای حذف کاتالیست باقی‌مانده یا صابون تصفیه شده،  خشک شده و برای دخیره‌سازی فرستاده می‌شود. در برخی فرآیندها، این مرحله غیر ضرروریست.

فرآیند تولید بطور معمول پایان یافته و یک مایع زرد کهربایی شفاف با ویسکوزیته، مشابه با گازوئیل نتیجه می‌شود.

در بعضی سیستمها بیودیزل در یک مرحله اضافی‌تر به منظور حذف مقادیر کمی از مواد رنگی برای تولید یک بیودیزل بیرنگ تقطیر می‌شود.

کیفیت و ثبت محصول:

پیش از استفاده از بیودیزل بعنوان یک سوخت تجاری باید بیودیزل بدست آمده با استفاده از تجهیزات پیشرفته آنالیتیکال، آنالیز شود تا از پرداختن به ویژگیهای استاندارد ASTM اطمینان حاصل شود.

در مجموع بیودیزل تولید شده باید تحت  40 CFR بخش 79 حفاظت محیط زیست ایالات متحده ثبت شود.

مهمترین جنبه‌های تولید بیودیزل که برای بهره‌برداری در موتورهای دیزل سبب ایجاد مشکلاتی شده و باید ازپرداختن صحیح  آنها اطمینان حاصل شود عبارتند از:

واکنش کامل، حذف گلیسیرین، حذف کاتالیست، حذف الکل و وجود نداشتن اسیدهای چرب آزاد .

بطور کلی واکنشهای تولید بیودیزل را می‌توان به مراحل کلی زیر خلاصه کرد:

1. جداسازی آب از روغن.

2.گرم کردن روغن.

3.مخلوط کردن متوکساید (ترکیب متانول با KOH/NAOH)

4. واکنش متیل استر.

5. جداسازی گلیسرول و بیودیزل (متیل استر).

6.شستشوی متیل استر.

7. بازیافت متانول.

(محصولات جانبی: گلیسیرین + کود جامد)
واحد تولید بیو دیزل، شکل سه داخل متن