تر از بنزین و دیزل با ساختار و ترکیبات فعلی در عمل احتراق، می‌نماید. به‌طور کلی این سوخت‌ها حین احتراق، هیدروکربن(نسوخته) کمتری تولید کرده و مواد منتشر شده حاصل از احتراق آنها دارای فعالیت شیمیایی کمتر برای تشکیل اوزون و مواد سمی دیگر می‌باشند. استفاده از سوخت‌های جایگزین، شدت افزایش و دی‌اکسیدکربن را که سبب گرم شدن کره زمین می‌شود نیز کاهش می‌دهد. دانشمندان و محققان بسیاری به منظور جایگزین سوخت‌های مناسب‌تر آزمایش‌ها و تحقیقیات فراوان انجام دادند. از جمله جایگزین‌هایی که می توان از آنها در موتورهای احتراق تراکمی استفاده کرد، استر روغن‌های گیاهی یا بیودیزل‌ها است. از آنجا که روغن‌های گیاهی گران‌قیمت هستند، سبب می‌شوند که بیودیزل‌های تولید شده از منابع گیاهی گرانتر از سوخت دیزل معمولی شوند. از این‌رو یافتن روغن‌های گیاهی غیر خوراکی و استفاده از روغن‌های پسماند خوراکی جهت تولید بیودیزل می‌تواند از قیمت نهایی آنها بکاهد و باعث شود که تولید آنها از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشد.
شرح موضوع
در این پژوهش، هدف، تأثیر ترکیب بیودیزل پسماند خوراکی به همراه دیزل معمولی بر عملکرد و آلایندگی موتور احتراق تراکمی‌ است. برای نیل به هدف فوق در قدم اول تهیه بیودیزل از دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس تهران و انتقال آن به مرکز تحقیقات موتور شرکت تراکتورسازی تبریز بود. سوخت در نسبت‌های ترکیبی متفاوت با دیزل در مرکز تحقیقات موتور شرکت تراکتورسازی تبریز بر روی موتور دیزل MT4.244 مورد آزمایش قرار گرفت که نتایج آزمایش‌ها پس از سه بار تکرار و گرفتن میانگین در فصل‌های آتی تحلیل و بررسی می‌گردد.
اهمیت موضوع
در دهه ????، شواهد علمی نشان دادند که انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از فعالیتهای انسانی خطراتی برای آب و هوای جهان ایجاد می‌کند و به این ترتیب افکار عمومی به ایجاد کنفرانس‌های بین‌المللی دوره‌ای و تشکیل پیمان نامه‌ای برای حل این مسأله‌ سوق پیدا کرد. دولت‌ها برای انعکاس افکار عمومی یکسری کنفرانس بین المللی برگزارکردند و خواهان تنظیم قراردادی بین‌المللی برای بررسی این مسأله شدند. در سال ???? مجمع عمومی‌سازمان ملل متحد کمیته مذاکرات بین الدول (INC) را جهت تدوین کنوانسیون تغییر آب و هوا (UNFCCC) تشکیل داد.
کمیته مذاکرات، پیش نویس کنوانسیون را تهیه کرد و این پیش نویس در ? ماه مه ???? در مقر سازمان ملل در نیویورک تصویب شد. دولتها با پذیرش کنوانسیون تغییر آب و هوای سازمان ملل در سال ????، این کنوانسیون را به عنوان سکوی پرتابی برای اقدامات اساسی تر در آینده مورد توجه قرار دادند. در پاسخ به تغییرات ناشی از شناخت علمی و خواست سیاسی، کنوانسیون امکان پذیرش تعهدات اضافی را از طریق بازنگری، بحث و تبادل نظر فراهم می‌سازد.
اولین بازنگری در مورد کفایت تعهدات کشورهای توسعه یافته که در COP1 بر ضرورت آن تاکید شده بود، در سال ???? در برلین انجام شد. هیئتهای حاضر به این نتیجه رسیدند که تعهدات کشورهای توسعه‌یافته برای کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای آنها در سال ???? به سطح موجود در سال ???? با هدف درازمدت کنوانسیون برای جلوگیری از تداخل ضایعات خطرناک ناشی از فعالیت‌‎های انسانی با سیستم آب و هوایی، تناسب ندارد.
وزراء و مقامات اجرائی همراه با پذیرش توافقنامه برلین و آغاز دور جدید مذاکرات برای تقویت تعهدات کشورهای توسعه‌یافته، تعهدات جدیدی را پذیرفتند. گروه ویژه اینکار که در توافقتنامه برلین برای تهیه پیش نویس پروتکل تشکیل شده بود، بعد از ? جلسه این پروتکل را به COP3 ارسال کرد.
در کنفرانسی که به میزبانی کشور ژاپن در شهر کیوتو در دسامبر ???? برگزار شد،‌ حدود ?? هزار نفر شرکت داشتند. یکی از نتایج مثبت این کنفرانس پذیرش پروتکل جدیدی بود که به موجب آن کشورهای صنعتی متعهد می‌شدند که میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای خود را تا سالهای ????-???? به میزان ?% زیر میزان انتشار در سال ???? کاهش ‌دهند. با اطمینان می‌توان گفت که این تعهد اجباری و قانونی، منحنی بالارونده انتشار گازهای گلخانه‌ای کشورهای صنعتی را که در ??? سال گذشته روند صعودی داشته است، به تدریج معکوس خواهد کرد.
پروتکل کیوتو در ?? مارس سال ???? جهت امضاء اعضا آماده شد. این پروتکل ?? روز پس از تصویب حداقل ?? هیئت عضو کنوانسیون، قابل اجراء ‌بود، مشروط بر اینکه میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای این ?? عضو از ??% کل گازهای گلخانه‌‌ای منتشر شده در سال ???? توسط کشورهای صنعتی بیشتر باشد. همچنین اعضاء کنوانسیون تغییر آب و هوا به اجرای تعهدات خود در برابر کنوانسیون و آمادگی برای اجرای پروتکل در آینده، ادامه خواهند‌داد.
بر اساس پروتکل کیوتو، اعضای پیوست ? کنوانسیون ( کشورهای پیشرفته ) برای انجام تعهد کاهش مقدار انتشار و نیز به منظور ارتقاء توسعه پایدار،باید در مواردی تلاش می‌کردند که یکی از آن موارد اجرا و یا تشریح بیشتر سیاستها و اقدامات طبق شرایط ملی خود، مانند افزایش کارآیی انرژی در بخش‌های مربوط به اقتصاد ملی، محافظت و افزایش چاهک‌ها و انباره‌های گازهای گلخانه‌‌ای، ترغیب شکل‌های پایدار کشاورزی، تحقیق، توسعه و گسترش استفاده از انواع تجدید پذیر انرژی و همکاری با سایر اعضا، زمینه انجام تعهدات کاهش انتشار و ترویج توسعه پایدار را فراهم نمایند. از سوی دیگر استاندارد‌های آلایندگی نظیر یورو شرکت‌ها و کارخانجات تولید خودرو را ملزم به کاهش آلایندگی خروجی از موتورها می‌کند. با توجه به مطالب فوق در خصوص کاهش گاز‌های گلخانه‌ای و نیاز به منابع تجدید پذیر و همچنین قوانین آلایندگی سخت گیرانه اهمیت موضوع به وضوح مشخص می‌شود.
استانداردهای آلایندگی برای موتورهای دیزل سواری برحسب g/km ]1[
ردیفتاریخCONOxHC+NOxPMEuro 1July 19922.72 (3.16)-0.97 (1.13)0.14 (0.18)Euro 2January 19961.0-0.70.08Euro 3January 20000.640.500.560.05Euro 4January 20050.500.250.300.025Euro 5September 20090.5000.1800.2300.005Euro 6 September 20140.5000.0800.1700.005
در چند سال اخیر تحقیقات بسیاری در مورد تولید و تأثیر بیودیزل‌های متفاوت بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل صورت پذیرفته است. در هر فرآیند تولیدی، اولین مبحث مورد توجه صرفه اقتصادی آن است. از آنجا که روغن‌های پسماند خوراکی دارای قیمت بسیار پایین (حدود 200 دلار در هرتن) می‌باشند، استفاده از آنها برای تولید بیودیزل بسیار مقرون به صرفه است و قیمت نهایی این سوخت را می‌تواند تا 500 الی 600 دلار برای هر تن کاهش دهد. گلیسیرین تولید شده از این فرایند می‌تواند بخشی از هزینه تولید را پوشش دهد. جدول(1-2) نشان دهنده قیمت بیودیزل پسماند خوراکی با استفاده از دو روش تولید به همراه سایر هزینه‌ها ی تولید است.
هزینه‌های تولید بیودیزل پسماند خوراکی[1]
با توجه به توضیحات ارائه شده، بیودیزل پسماند خوراکی دارای قیمت بسیار مناسب است و علاوه بر مشکلات زیست محیطی می‌تواند جایگزینی مناسب برای دیزل معمولی از لحاظ قیمت سوخت برای مصرف کننده باشد.

فصل‌بندی مطالب
در فصل اول، پیرامون موضوع کلی، شرحی مختصر داده شده است. همچنین، اهمیت موضوع و کار انجام شده بررسی گردید و فرآیند کلی صورت گرفته شده برای انجام این پژوهش تبیین گردید.
در فصل دوم کارهای انجام شده در زمینه بیودیزل آورده شده است. در این فصل ابتدا روغن‌های گیاهی، ساختار آنها و عملکرد و آلایندگی آنها هنگام تغذیه در موتور بررسی گردیده و مشکلات و معایب استفاده از آنها در موتور گردآوری شده است. در بخش بعد تبدیل بیودیزل‌ها به عنوان راه حل غلبه بر مشکلات استفاده از روغن‌های گیاهی ارائه شده و ضمن معرفی این سوخت به خواص استاندارد آن پرداخته شده است. و در بخش آخر فصل، استفاده از بیودیزل، تأثیر پارامترهای طراحی موتور در زمینه احتراق آن و بازخورانی گازهای خروجی بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل جمع آوری و تدوین گردیده است.
در فصل سوم، توضیحات و تصاویر مختصری از سلول تست و نحوه انجام تستها آورده شده و در بخش انتهایی فصل تحلیل خطا بر روی داده‌های مورد اندازه گیری انجام شده است.
در فصل چهارم کلیه نتایج بدست آمده از تست موتور شامل توان، گشتاور، مصرف سوخت ویژه، راندمان حرارتی و آلایندگیهای مختلف خروجی از موتور در بارها و دورها و درصدهای مختلف بیودیزل با دیزل آورده شده است و نمودارهای آنها تفسیر شدهاند.
در فصل نهایی این گزارش یعنی فصل پنجم، جمع بندی از کل کار انجام شده و پیشنهادات برای کارهای آینده آورده شده است. امید است که پژوهش پیش رو گامی‌جهت اعتلای میهن و مردم عزیزمان در بین جهانیان و کاهش وابستگی‌ها گردد.
مروری بر ادبیات موضوع
مقدمه
در مطالعات مربوط به سوخت‌های گیاهی رودلف دیزل را به عنوان نخستین فردی که از این سوخت برای موتورش استفاده کرد، معرفی می‌کنند. در زمان دیزل استفاده از روغن‌های گیاهی بصورت خام و پالایش نشده برای راه اندازی و روشن شدن موتور، مناسب به نظر می‌رسید، اما با گذشت زمان مشاهده شد که روغن‌های خام باعث بروز مشکلاتی در موتور می‌شوند و با تبدیل روغن‌های خام گیاهی به متیل یا اتیل استرها این مشکلات برطرف گردید. این موضوع از سوی ASTM1 نیز بررسی گردید و به تصویب رسید.
روغن‌های گیاهی به عنوان سوخت
اشتیاق زیاد به استفاده از روغن‌های گیاهی دراواخر دهه 1970 در زمان تحریم نفت اپک ایجاد شد. پس از آن مطالعات بسیار در این زمینه صورت پذیرفت که در ذیل به طور مختصر به آن اشاره شده است.
ساختار شیمیایی روغن‌های گیاهی
روغن‌های گیاهی که با نام تری‌گلیسیرید شناخته می‌شوند، ساختار شیمیایی مطابق شکل (2-1) دارند. این ساختار شامل 98