Біопаливо

Більше 10 років тому почалися перші продажі біодизеля. Біодизель виявився абсолютно новим видом екологічно чистого палива, яке підходить для широкого застосування в дизельних двигунах. Головними особливостями біодизеля стали дешевизна виробництва, екологічність і універсальність застосування, так як біопаливо можна використовувати окремо або вільно змішувати його з звичайним дизельним паливом в будь-якій пропорції.

Сьогодні близько 50 країн світу на законодавчому рівні закріпили виробництво палива біологічного типу. Такі поновлювані джерела енергії з сільськогосподарської сировини використовуються в США, Японії, Китаї, країнах Європи та багатьох інших.

Рекомендуємо також прочитати статтю про вибір антигель в дизельне паливо. З цієї статті ви дізнаєтеся про необхідність правильного підбору пального з урахуванням сезонності, а також про присадки в солярку.

Головним плюсом стала можливість виробляти біодизель з поновлюваного джерела, чого не можна сказати про нафту. Біодизелем можна заправляти практично всі типи дизельних ДВС незалежно від особливостей конструкції силового агрегату.

На території країн СНД сьогодні практично немає ефективних програм, які націлені на активний розвиток і розширення частки ринку біопалива. Можна сказати, що інвестиції в біоіндустрію практично повністю відсутні на державному рівні і вкрай малі серед приватних компаній.

Плюси і мінуси біодизеля

До очевидних переваг біодизеля відносять:

  • біопаливо володіє відмінними мастильними властивостями;
  • розлите паливо швидко розкладається мікроорганізмами;
  • простоту, дешевизну і швидкість виробництва біодизеля;
  • відсутність різкого запаху і низький рівень токсичності;

Біодизель має також певні недоліки:

  • агресивна дія на гумові деталі двигуна;
  • підвищену схильність до парафінізаціі в мороз;
  • шкідливий вплив біопального на ЛКП автомобіля;
  • потужність дизеля на біопаливі падає, витрата зростає;

Дійсно, біодизель агресивно впливає на гумові елементи ДВС і інші деталі, але ступінь цього впливу дещо перебільшена. Своєчасна заміна і використання якісного моторного масла помітно знижує ризик будь-яких негативних наслідків від використання біодизеля для мотора.При негативних температурах можуть утворитися відкладення у вигляді кристалів воску, а й солярка вимагає переходу на зимовий або арктичне дизпаливо.

Відомо, що біопаливо здатне руйнувати лакофарбове покриття кузова машини при попаданні на нього. Єдиним способом захисту кузова стає негайна і якісна мийка для видалення слідів біодизеля з ЛКП автомобіля.

Що стосується екології, мотори на біодизелі викидають на 4-5% менше вуглекислого газу в атмосферу. Біодизельне паливо не повністю екологічно чистий продукт, але порівняно зі звичним дизпаливом біодизель виявляється чистіше. Якщо порівняти звичайну солярку і біодизель, тоді після згоряння біопалива вміст окису вуглецю у вихлопі до 10% менше, майже вдвічі знижується показник наявності сажі, а також в біодизелі набагато менше сірки в порівнянні з мінеральним дизпаливом. У продуктах згоряння біодизеля тільки на 10% більше окису азоту порівняно з дизельним паливом, яке виготовлено з нафти.

Біопаливо незначно змінює характеристики потужності і витрати дизельних двигунів.Потужність дизельного мотора на біопаливі падає на 7-8%, а витрата такого палива зростає приблизно на 800 грам на одну сотню пройдених кілометрів порівняно зі звичайним дизельним пальним.

З чого отримують біопаливо

Відповісти на питання, що таке біодизель, можна досить просто. Матеріалом для отримання цього палива виступають будь-які види рослинного масла або тваринні жири. Підходить соняшникова, соєва, рапсова, арахісове, лляне, пальмова, кукурудзяна, конопляне, кунжутне і інші масла. Найбільшого поширення для виготовлення біодизеля отримав рапс. Рапсове масло найдешевше і доступне, що і призвело до появи так званого ріпакової біодизеля.

Варто відзначити, що біодизельне паливо, виготовлене з того чи іншого масла, отримує характерні відмінності. Біодизель, який виготовлений на основі ріпакової олії, відрізняється найбільшою температурою застигання і фільтрованості, але дизельний двигун на такому паливі менш продуктивний.

Біодизель, приготований з пальмового масла, дозволяє забезпечити кращу віддачу від мотора, але його показник фільтрації не підходить для країн, де відзначаються постійні або сезонні низькі температури.

виготовлення біодизелю

Біодизель є метиловий ефір, який отримують методом хімічної реакції. Біопаливо можна використовувати в якості основного пального для ДВС, а також вільно змішувати біодизель і солярку. В основі процесу виготовлення біодизеля лежить зниження показника в'язкості, який має рослинне масло. В'язкість знижується різними способами. Саме рослинне масло є сумішшю ефірів, які пов'язані з молекулою гліцерину. Така суміш ще називається тригліцерид. Ще одним компонентом в складі виступає трьохатомний спирт.

Якщо коротко, то в очищене від механічних домішок рослинне масло просто додається метиловий спирт і луг. Суміш нагрівають приблизно до 50 ° С. Далі відбувається відстоювання і охолодження, в результаті чого має місце розшарування на дві фракції. Ці фракції діляться на легку і важку. Легка фракція – метиловий ефір, який і називається биодизелем. Важкою фракцією стає гліцерин. Наявність гліцерину забезпечує маслу в'язкість і щільність. Для отримання біодизелю гліцерин потрібно видалити. Більш того, його заміняють спиртом. Даний процес отримав назву трансетеріфікаціі.

Первинним сировиною може бути будь-який вид рослинного масла, в тому числі і відпрацьований. Для останнього необхідна якісна фільтрація, яка дозволить видалити з відпрацювання непотрібні домішки і воду. Видалення води є дуже важливим етапом, тому що в процесі виробництва біодизеля з масла з водою відбудеться гідроліз тригліцеридів. Підсумковим результатом стане не біопаливо, а солі жирних кислот.

Біодизель виготовляють за такою схемою:

  1. масло нагрівають до необхідної температури;
  2. потім в масло додається каталізатор;
  3. разом з каталізатором відбувається додавання спирту;

Попередній нагрів масла необхідний для прискорення реакції. Додається спирт може бути як метанолом, так і етанолом. Для першого випадку результатом стане метиловий ефір, для другого-етиловий ефір. Додатковим способом прискорення реакції може стати додавання кислоти. Отримана суміш ретельно перемішується і потім деякий час відстоюється.

Як вже було сказано, процес відстоювання суміші призводить до розшарування. Верхнім шаром стає біодизель-ефір, в середині з'являється проміжний мильний шар, а гліцерин випадає в осад у вигляді важкої фракції.

Біодизель відрізняється тим, що має медовий колір, гліцерин в осаді більш темного кольору.Слід додати, що отриманий з відпрацьованого масла гліцерин має коричневий колір і схильний до затвердіння при температурі близько 37 градусів. Гліцерин, який отриманий з свіжого масла, здатний залишатися рідким при більш низьких температурних показниках. Такий гліцерин використовується у вигляді побічного продукту в результаті виготовлення біопалива. З нього заздалегідь випаровують метанол шляхом нагрівання майже до 70 градусів і далі використовують за призначенням.

Важливим етапом в процесі отримання біопалива є відділення гліцерину і мильного шару від ефіру. Для цього отриманий біодизель ретельно промивають численними способами. Якщо підтримувати температуру на рівні 38 градусів, тоді гліцерин в осаді не твердіє і залишається рідким. У такому стані його легко видаляють методом підключення шланга до нижньої частини змішувача.

Промивання і фільтрація потрібні для того, щоб видалити залишки мила, а також каталізатора та інших непотрібних домішок. Після промивання біодизель додатково осушують. Залишки води видаляють шляхом додавання сульфату магнію або інших компонентів. Сам осушувач пізніше фільтрують.

Отриманий біодизель оцінюють візуально, методом перевірки кислотно-лужного pH балансу, а також іншими способами. Візуально біопаливо має мати вигляд очищеної соняшникової олії. У біодизелі неприпустимі домішки, суспензії, частки і будь-які замутнения. Мутний біодизель означає, що в ньому присутня вода. Таку воду випарюють за допомогою нагрівання. Використання біодизеля вимагає підвищеної уваги до роботи паливної апаратури і ретельного контролю стану паливних фільтрів.

Якщо брати в розрахунок ріпак, то з одного гектара цієї рослини добувають трохи більше 1000 літрів рапсового масла. Одна тонна рослинного масла, 110 кг спирту і 12 кг каталізатора дозволяють отримати на виході близько 970 кг біодизеля. Дана кількість ріблізітельно одно 1100 літрів. Додатково виходить ще близько 150 кг гліцерину.