Биодизель в домашних условиях технология: Оборудование для производства биодизеля в домашних условиях

Содержание

Как получить биодизель своими руками в домашних условиях

Такой термин, как «биодизель

», большинству понятен чисто интуитивно. Но зачастую при этом происходит определенная путаница. Ничего страшного, но все-таки лучше обойтись без нее и разобраться, что же такое биодизель.

Немного теории
При работе в его цилиндрах происходит сгорание бензина или дизельного топлива. То и другое является продуктом переработки нефти, запасы которой ограничены, кроме того, при сжигании этих видов горючего образуются вещества, наносящие вред людям и окружающей среде. Одним из вариантов, позволяющим избежать подобного, является применение биодизеля как топлива для двигателей. Надо пояснить, что оно собой представляет. Дело в том, что производство биодизеля основано на использовании животных жиров и растительного масла как исходного сырья. Можно провести простую аналогию – из нефти получают бензин и солярку, из масла или жира возможно получение топлива для работы ДВС.

Небольшое уточнение – в качестве горючего для работы моторов могут применяться разные вещества, например тот же самый спирт, получаемый из опилок, но в данном случае мы рассматриваем топливо именно для дизельных двигателей, а сырьем для биодизеля, так называется этот вид горючего, служат масло или остатки жира.

Как использовать биотопливо?

Использование жира и масла в качестве горючего может осуществляться такими способами: ✔ Напрямую, заливая масло в бак. Недостатком такого подхода будет неполное его сгорание, смешивание со смазкой и ухудшение ее смазочных свойств, а также появление отложений на форсунках, кольцах, поршнях из-за повышенной вязкости растительного топлива. ✔ Смешивая его с керосином или дизельным топливом. ✔ Путем преобразования растительного масла, источником получения которого может быть рапс, кукуруза, подсолнечник и т.д., и в итоге получение биодизеля. Наиболее сложной из упомянутых считается технология преобразования масла, но тем не менее, она настолько проста, что легко реализуется, благодаря чему можно получить биодизель в домашних условиях.

Способы производства биотоплива для частного подворья и домашних нужд своими руками

Собственник частного домовладения, фермер, крестьянин могут для своих нужд самостоятельно изготовить такие виды биотоплива, как пеллеты (спрессованные опилки, отходы, силос, торф), древесный уголь (дрова, опилки), биогаз (навоз, птичий помёт, солома), топливо для биокаминов, биоэтанол (листва кукурузы, сахарная свёкла, патока, жмых, выжимки, макуха, сусло).

Древесный уголь

Промышленный вариант фасованного в мешки древесного угля
К сожалению, спрос на древесный уголь в значительной степени взвинтил на него цены. Однако технология его получения крайне проста и не требует финансовых затрат — только время и желание.

В качестве сырья для получения древесного угля используются дрова или опилки.

Материал для получения древесного угля

Древесный уголь получается при воздействии высокой температурой на древесное сырьё. Выделяют несколько способов и подвидов получения угля.

Получение древесного угля в закрытой ёмкости

В зависимости от потребностей, в древесном угле подбирается соответствующего объёма ёмкость. Это может быть металлический короб или бочка. Используемая ёмкость должна быть толстостенной, чтобы выдержать внутреннее давление, и нейтральной, то есть не использовавшейся для хранения химических веществ. Если ёмкость использовалась для хранения бензина или дизельного топлива (нефтепродуктов), её необходимо прожечь на огне.

Выбранную ёмкость заполняют опилками, древесными отходами или просто дровами. Затем ёмкость плотно закупоривают, обмазывая щели глиной. Крышка ёмкости должна быть снабжена газоотводной трубкой небольшого диаметра или просто отверстием.

Ёмкость или бочка подвешивается или устанавливается на подставку, за неимением которой можно использовать подручные строительные материалы (кирпичи, шлакоблоки). Основная задача — освобождение под ёмкостью достаточного места для разведения открытого огня. Его температуры должно быть достаточно для нагревания находящейся внутри бочки древесины до 300–350 градусов Цельсия.

При длительном нагревании ёмкости через газоотводную трубку (а также из всех щелей) происходит выделение сначала влаги, а затем угарного газа, который ядовит и огнеопасен. Об этом необходимо помнить и соблюдать меры предосторожности. Ориентировочный цвет угарного газа — сизый. Через некоторое время при поддержании высокой температуры выход древесного газа прекратится. Это является сигналом того, что процесс производства древесного угля подходит к своему завершению. После прекращения выхода газа снимаем ёмкость с огня или просто гасим костёр и затыкаем чем-либо газоотводную трубку или отверстие.

Даём древесному углю остыть, открываем крышку и:

а) Радуемся результатам своего новаторского труда;

б) Клянём себя за то, что не обеспечили нормальную температуру прожига, поленились собрать достаточно дров для костра и в результате получили не прожаренные дрова или «сырой» древесный уголь.

Для лучшего понимания длительности процесса — сориентирую: на получение древесного угля из сырья в 20- или 30-литровой ёмкости понадобится 2–3 часа!

Для обладателей печей получение древесного угля упрощается в несколько раз! Достаточно только выхватывать из горящей печи прогоревшие «головешки» алого цвета и помещать их в закрывающуюся плотно ёмкость.

После полного остывания их можно использовать.

Получение угля в яме

Демонстрация изготовления древесного угля в бочке для личных нужд
Способ получения древесного угля в яме очень древний и поэтому, возможно, подзабытый.

Сначала подготавливаем дрова (они должны быть сухими), освобождаем их от коры и разрезаем на удобные куски до 25–30 см.

Затем в земле выкапывается небольшая яма цилиндрической формы. Приблизительный размер ямы: глубина — два штыка лопаты, диаметр — до одного метра. Выровняйте стенки, делая их строго вертикальными. Дно ямы плотно утрамбуйте.

На дне разведите костёр, постепенно увеличивая его до тех пор, пока горящими углями и дровами не будет заполнено дно ямы. На хорошо разгоревшийся костёр плотным слоем выложите приготовленные дрова. Не давая пламени вырваться наружу, но и не подавляя огонь, постепенно на прогоревшие дрова подкладываем новые до заполнения ямы. С последней партией древесины, покрывающей яму на уровне поверхности земли, подкладывать дрова прекращаем.

Расшевеливаем костёр длинным шестом (чтобы не обжечься и достать до дна ямы), сверху обкладываем его сначала травой, зеленью, потом присыпаем землёй, ограничивая доступ кислорода, тем самым останавливая окислительные процессы. Раскапывать яму и выбирать угли можно на третий день.

В другом похожем способе используется металлическая бочка больших размеров, на дне которой также разводится сильный огонь. Сверху костра на подставки из кирпичей послойно выкладываются дрова, чтобы между углями и свежими дровами было свободное пространство. При образовании достаточного количества углей на них накладывается плотный слой древесины. Когда на поверхности, полностью заполненной дровами бочки, покажутся языки пламени, необходимо прикрыть бочку крышкой или другой огнеупорной поверхностью, оставляя небольшую щель для выхода древесного газа. Для ускорения окислительных процессов можно использовать пылесос, подавая воздух в нижнюю часть бочки через специально для этого проделанное отверстие. В любом случае, планируя это мероприятие, готовьтесь уделить делу не менее 4–5 часов, включая подготовку.

Готовый древесный уголь можно извлекать из бочки после полного остывания.

Универсальный (гибридный) способ

Существует довольно оригинальный способ получения древесного угля, основанный на использовании закрытой ёмкости и обладающий ещё одним преимуществом, повышающим коэффициент полезного действия этого способа втрое. Идея заключается в том, что закрытую ёмкость нагревают на костре для получения угарного газа, который через газовую установку поступает в цилиндры двигателя внутреннего, внешнего сгорания или отопительный котёл. Работающий на угарном газе двигатель внутреннего сгорания выводит излишки тепловой энергии через выхлопную трубу в закрытую ёмкость с дровами или опилками, тем самым разогревая и способствуя дальнейшей его выработке.

Практическое применение технологии выработки биогаза и древесного угля для заправки автотранспорта

Когда угарный газ заканчивается, ёмкость открывается, заполняется новой порцией биомассы, а извлечённый из неё древесный уголь используется по назначению.

Пеллеты и брикеты

Пеллеты

Мнения о целесообразности производства пеллетов в домашнем хозяйстве разделились — некоторые считают, что это технологически сложно, энергоёмко и поэтому не оправдано. Основная трудность заключается в приобретении, изготовлении специального дорогостоящего оборудования, связанного с гранулированием отходов, а также высокими энергетическими затратами.

Другие считают, что ничего сложного в изготовлении оборудования нет. Для производства понадобятся: дробилка, сито, сушилка, гранулятор.

Технология производства гранул из отходов выглядит следующим образом:

  1. Готовится сырьё. Для этого перемешивают опилки с растительными остатками, ветками деревьев и т. д.
  2. Биологическое сырьё поступает в дробильное оборудование, функции которого может исполнять оборудованный лепестковыми фрезами режущий вал, установленный на циркулярную пилу.
  3. После измельчения сырьё попадает на сито, где происходит разделение мелких и крупных фракций. Мелкие фракции поступают в сушилку. Высушенный материал подаётся на гранулятор, который даже защитники теории производства пеллетов признают сложным в изготовлении устройством. Попадая в гранулятор, сырьё впрессовывается в маленькие формы и выпадает в подставленную ёмкость.

Самый сложный агрегат для производства пеллетов — гранулятор

Брикеты

Для производства брикетов понадобится биологическое сырьё (опилки, солома, бумага, картон, силос, торф), а также ручной пресс.

Биологическое сырьё измельчают, размачивают водой, добавляют глину до связывающей консистенции. Доля глины к сырью составляет 10% от первичной биомассы. При несоблюдении правильного соотношения глины к биомассе, брикет не будет держать форм, а при злоупотреблении глиной повысится зольность биотоплива при сгорании. Приготовленной биосмесью наполняют форму, помещают под пресс. Прессованный брикет достаётся из-под пресса, освобождается из формы и отправляется на просушку. Для просушки могут использоваться как естественные источники (солнце), так и специально оборудованные сушилки с искусственной подачей горячего воздуха.

После просушки брикет готов к использованию.

Дробление отходов древесины для производства брикетов и пеллетов

Видео: Установка для получения биогаза

Получение биоэтанола в домашних условиях

Для изготовления этого вида биотоплива нам понадобятся знания и практический опыт, применяемые при самогоноварении.

Сначала нужно приготовить «брагу». Берём биомассу, состоящую из растительных остатков, стеблей и семян кукурузы, сахарной свёклы, пшеница, жмыха, выжимки винограда, патоки. Помещаем в бочку или бутыль. Заливаем тёплой водой (можно добавить сахара), то есть создаём условия для брожения. Перебродившую жидкость (брагу) необходимо очистить и с помощью перегонного куба продистилировать. Таким образом, образовавшийся в результате брожения 8% этиловый спирт преобразуется после перегонки в 80–90%.

Считается, что этиловый спирт является альтернативой бензину. Советуем его всё-таки использовать как присадку, чтобы не «угробить» двигатель. Более безопасно его применение в биокаминах, керосиновых лампах, примусах.

Схема производства биоэтанола, дающая общее представление о технологии производства жидкого топлива

Расчёт выхода этилового спирта с 10 кг сырья
Вид сырьяВыход этанолаВид сырьяВыход этанолаВид сырьяВыход этанола
Сахар6,1 лЯчмень, просо3 лСахарная свёкла0,9 л
Крахмал6,3 лСухари2,7 — 3,1 лПолусахарная свёкла0,6 л
Рис4,6 лКаштаны2,9 лКормовая свёкла0,5 л
Кукуруза3,6 лЖёлуди2,6 лОдуванчик0,9 л
Пшеница3,3 лКартофель (среднекрахмальный)1, 1 лТопинамбур (земляная груша)0,9 л
Рожь3,1лЦикорий1, 1 лФрукты0,4–0,9 л

Биогаз из навоза и отходов

Формулировку «биогаз» используют для обозначения образующейся при перепревании органических веществ, происходящем без доступа кислорода, смеси газов. Составляют основу биогаза метан и углекислый газ, в меньшей степени сероводород и некоторые другие газы. Удельная часть метана, содержащегося в составе биогаза, определяет его энергетическую ценность.

Сырьём для получения газообразного биотоплива могут быть трава, различные отходы, ботва культурных растений или навоз.

Биогазовая установка привлекает простотой сооружения и обслуживания, продолжительностью протекания химической реакции, получением дешёвого газа и состоит из ёмкости (ферментатора), в которую загружается перемешанное биологическое сырьё, накопителя, системы обогрева ферментатора, перемешивателя.

Для сооружения установки для выработки биогаза необходимо оборудовать больших размеров герметичную ёмкость. Обычно это выложенная бетонными кругами или кирпичом яма. Требования к герметичности и температурному режиму являются ключевыми, определяющими целесообразность дальнейшего построения установки. Сверху ёмкость накрывается металлическим куполом, оборудованным газоотводной трубкой. Ёмкость загружается биомассой, разбавляется тёплой водой и герметично накрывается крышкой-колоколом. Воды в общей массе примерно 65–70%.

Дальнейших способов действия два:

  • массивный колокол является подвижным, он ложится на дно ёмкости и поднимается при нарастании давления образующегося биогаза, что также служит индикатором для визуального определения количества газа в ёмкости
  • колокол выполняет функцию крышки и неподвижен; в этом случае пригодится обычный манометр.

Температура ферментатора должна благоприятствовать запуску и протеканию процесса брожения. Попадая в благоприятную среду, метанообразующие (метанопроизводящие) бактерии, находящиеся в самой биомассе, начинают развиваться, увеличиваясь в массе. Процесс нарастания бактериальной массы занимает около трёх недель, по истечении которых биомасса переходит в активную фазу брожения. Для ускорения перехода биомассы в активную фазу используют закваску из функционирующего ферментатора. При активной фазе анаэробного брожения (без доступа воздуха) из ферментатора выделяется биогаз, который можно использовать в хозяйстве и быту.

Будущий ферментатор можно отделать кирпичом, соблюдая требования к герметичности

Выход биогаза зависит от температурного режима, который поддерживается в ёмкости, герметичности, качества биомассы, использующейся в качестве сырья, и составляет в среднем от 80–100 м³ газа из тонны разведённого сырья при теплотворной способности около 5500— 6000 ккал/м³.

Чтобы «завести» все три группы (психофильные, мезофильные и термофильные) метанопроизводящих бактерий, необходимо обеспечить поддержание температуры ферментатора (сырья) на уровне 35°C. Как показывает практика проведения экспериментов с выбором оптимальной температуры, нагрев биомассы на 10° градусов удваивает выход газа с каждого кубического метра ферментатора.

Наиболее благоприятным соотношением компонентов биомассы является 1:2, где одна часть растительных отходов перемешивается с двумя частями навоза. При смешивании навоза с опилками, соломой, торфом используют соотношение 7:3, если с домашними отходами — 4:6.

Хорошим советом будет ведение учёта работы установки с фиксацией данных о загружаемом сырье, соотношениях, количестве выхода и качестве биогаза.

Схема «минизавода» для производства биогаза: в качестве ферментатора используется бочка с основными приборами контроля, функцию неподвижного «колокола» выполняет крышка

При конструировании предусмотрите возможность ревизии состояния оборудования, его герметичности, очистки ферментатора и дозаправки сырьём, перемешивания и подогрева биомассы. Если планируется осуществлять большинство операций без разгерметизации колокола, тогда следует использовать систему дублирования ферментаторов и сообщающихся сосудов.

При использовании схемы дублирования установка снабжается двумя ферментаторами, которые загружаются и ремонтируются поочерёдно.

Использование принципа сообщающихся сосудов позволяет производить ежедневную дозаправку биосырьём. Для его реализации основную ёмкость ферментатора соединяют с дополнительной, соединение между ёмкостями осуществляется ниже уровня жидкости, что также выполняет функцию водяного затвора газа. Из второй ёмкости убирается определённое количество жидкости (обычно 10 часть объёма ферментатора), который заменяется таким же количеством свежего биосырья.

Схема биоустановки с возможностью дозаправки сырья и откачки переработанного ила

Также необходимо сделать колокол подвижным и при этом его уравновесить с целью не допустить его опрокидывания или заклинивания. Для изготовления колокола можно использовать обрезанные ёмкости от нефтепродуктов (желательно со сферическим днищем). Для искусственного утяжеления используется груз, равномерно распределённый по поверхности.

Что такое биодизель?

Фактически биодизель является смесью эфиров, в основном это метиловый эфир, как результат химической реакции. К его достоинствам следует отнести: ✔ растительное происхождение, благодаря возможности выращивания растений мы получаем возобновляемый источник топлива; ✔ биологическая безопасность, биодизель является экологически безвредным, его попадание в окружающую среду не наносит ей никакого вреда; ✔ меньший уровень выбросов двуокиси углерода и других отравляющих веществ; ✔ незначительное содержание серы в выхлопных газах моторов, использующих биодизель; ✔ хорошие смазочные характеристики.
По сути дела, растительное масло – это смесь эфиров с глицерином, который придает ему вязкость. Процесс производства биодизеля основан на том, что надо удалить глицерин и заменить его спиртом. Стоит отметить, что недостатком такого топлива является необходимость его подогрева при низких температурах или применения смеси биодизеля и обычной солярки.

Сырье для производства

Самым лучшим исходным материалом для изготовления биодизеля является рапсовое масло, так как оно дает самый высокий процент выхода готового продукта – 96% на 1 т. масла. Еще одно достоинство рапса в том, что его можно высаживать вместе с другими сельскохозяйственными культурами, так как он положительно влияет на их урожайность. Так же подходят любые другие масла растительного и животного происхождения, или жиры.

Качество готового продукта зависит от исходного сырья. Наибольшую калорийность дает пальмовое масло, но полученное из него топливо быстро замерзает при низких температурах. Биодизель на основе рапсового масла, напротив, имеет более низкую калорийность, но более морозоустойчивый. Поскольку основными материалами для производства биотоплива являются продукты сельского хозяйства, то целесообразно выбрать для него один из регионов, с развитым аграрным сектором.

Технология производства

Технология производства биодизеля достаточно проста. Обычно его изготовление осуществляется из различных сортов растительного масла. Для этого может быть использован рапс, соя, кукуруза и т.д., общий список веществ, пригодных для получения исходного сырья достаточно значителен. Для производства биодизеля также подходит масло, оставшееся после приготовления пищи. Схему подобного процесса можно увидеть на приведенном рисунке.


Раз мы рассматриваем топливо растительного происхождения, то и технология его изготовления должна охватывать процесс выращивания исходного сырья. Наиболее подходящим для этого считается рапс, как требующий меньших затрат на получение. Хотя сейчас появляются большие перспективы у биодизеля из водорослей. При этом не занимается земля для выращивания культуры на топливо, и величина себестоимости биодизеля будет ниже, чем в других случаях. Так вот, семена (рапс, соя, подсолнечник и т.д.) после проверки качества поступают на маслобойку. Оставшийся после производства масла шрот может быть использован комбикормовой промышленностью, а полученное масло, как предусматривает технология, идет на дальнейшую обработку. Она называется этерификацией, и после ее проведения, метиловых эфиров в составе биодизеля должно содержаться более девяноста шести процентов. Сама технология проста, что делает возможным организацию производства биодизеля в домашних условиях. К маслу добавляется метанол (9:1), и в качестве катализатора – небольшое количество щелочи. Метанол может быть получен из опилок, а также вместо него допускается применять изопропиловый спирт или этанол. Процедура этерификации проходит в условиях повышенной температуры и занимает до нескольких часов. После окончания реакции в емкости наблюдается расслоение жидкости – сверху биодизель, внизу глицерин. Глицерин удаляется (сливается снизу) и может использоваться в качестве сырья в каких-то других процессах. Получившийся биодизель надо очистить, порой вполне достаточно бывает выпаривания, отстаивания и последующей фильтрации. Подробней промышленный процесс производства приведен на видео.

Производство биодизеля как бизнес

Производство биодизеля целесообразно, если сырьё качественное и дешёвое, разработаны технологии изготовления топлива из доступных материалов, ранее не используемых при производстве горючего (например, из водорослей). Кроме того, изготавливать биологическое топливо рентабельно, если есть рынок сбыта, а цена покрывает расходы.

Российский потребитель мало знаком с биологическим горючим, поскольку нефтепродукты дешевле, а «экологическая сознательность» на этапе становления. Это объясняет небольшой спрос на биодизель в России.

Советуем почитать: Как правильно утилизировать разбитый градусник?

Преимущества продукта делают производство перспективным бизнесом:

  • разнообразность сырья;
  • затраты на изготовление меньше, чем на продукты из нефти;
  • горючее высокого качества подходит всем типам двигателей внутреннего сгорания;
  • применение биологического топлива меньше вредит окружающей среде по сравнению с нефтепродуктами;
  • обладает смазочными свойствами;
  • температура воспламенения выше 100 градусов, это больше чем у бензина.

Несмотря на выбор сырья, предприниматели предпочитают использование рапсовых культур. Это обусловлено тем, что после переработки растения (одна тонна) получается 96% топлива. Кроме того, рапс неприхотлив, его выращивают в разных климатических зонах, а топливо из этого сырья морозоустойчиво.

Ведение предпринимательской деятельности по изготовлению биологического топлива не требует получения лицензии или специального разрешения Росприроднадзора, поскольку горючее не вредит экологии. Требуется оформить работу организации согласно региональному, федеральному и налоговому законодательствам.

Производители биотоплива без ограничений выбирают помещение, оборудование для изготовления продукта, рынки сбыта.

Биодизель в домашних условиях

Как видно из представленного описания, технология производства достаточно проста и позволяет изготавливать биодизель своими руками, вплоть до того, что в домашних условиях можно получать топливо, и порой не только для собственных нужд. Причины, по которым можно взяться за подобную работу, у каждого могут быть разными, но не касаясь их, стоит отметить, что во всем мире потребление биодизеля только растет. Когда в домашних условиях изготавливают биодизель своими руками, главной проблемой будет не вопрос его производства, а обеспечение качества готовой продукции. Поставщиками сырья могут стать предприятия общественного питания, у которых в достаточном объеме есть использованное масло, и его можно купить по доступной цене. Выращиванием рапса стоит заниматься при потреблении биодизеля в большом количестве, например, для реализации на сторону или наличия большого парка техники. При организации производства в домашних условиях наиболее актуальными будут проблемы: ✔ Плохой выход, т.е. из первоначального сырья получается не более девяноста трех процентов готовой продукции. Обусловлено это может быть особенностями используемой в домашних условиях установки или режимами переэтерефикации. ✔ Некачественная фильтрация. Подобный процесс достаточно сложный, и для получения в домашних условиях качественного биодизеля, ему надо уделить особое внимание. Для этого используются специальные технологии или адсорбенты. Непосредственно с установкой по производству подобного топлива, можно ознакомиться на видео. Существуют и другие варианты установок для производства в домашних условиях биодизеля, изготавливаемые промышленным способом.

Перспективы

Как уже отмечалось, производство такого топлива только растет. И хотя сырьем для этого служит растительное масло, его получают в разных местах из разных культур. В Европе – рапс, в Индонезии – пальмовое масло, в Америке – соя, и т.д. Однако наиболее перспективным считается получение биодизеля из водорослей. Для их выращивания могут использоваться как отдельные пруды, так и специальные биореакторы, а также участки морского побережья. Кроме того, при этом не только растет производство топлива, но и освобождаются земли для выращивания продуктов питания. Хотя биодизель изготавливается из растительного масла, а не из опилок, он является отличным заменителем обычной солярки. Особенно в условиях ограниченных запасов нефти. И кроме того, нельзя исключать такого его достоинства, как возможность производства в домашних условиях. Несмотря на то, что при промышленном производстве он получается дороже солярки, тем не менее, является отличным альтернативным видом топлива для дизелей.

Химический процесс получения биодизеля

Для получения биодизеля используют любые виды растительных масел — подсолнечное, рапсовое, льняное и т.д. При этом биодизель полученный из разных масел имеет некоторые отличия. Так, например пальмовый биодизель имеет наибольшую калорийность, но и самую высокую температуру фильтруемости и застывания. Рапсовый биодизель несколько уступает пальмовому по калорийности, но лучше переносит холод, потому более всего подходит для европейских стран и России. Химически биодизель — это метиловый эфир, являющийся продуктом реакции этерификации растительного масла при температуре около 50 C в присутствии катализатора. Сам процесс, в принципе, достаточно прост. Нужно уменьшить вязкость растительного масла, чего можно достичь различными способами. Любое растительное масло — это смесь триглицеридов, т. е. эфиров, соединенных с молекулой глицерина с — трехатомным спиртом (C3H8O3
). Именно глицерин придает вязкость и плотность растительному маслу. Задача при приготовлении биодизеля — удалить глицерин, заместив его на спирт. Этот процесс называется
трансэтерификацией
. Реакция в целом выглядит так:
Ch3OC=OR1 | CHOC=OR2 + 3 Ch4OH > (Ch3OH)2CH-OH + Ch4COO-R1 + Ch4COO-R2 + Ch4OC=O-R3 | Ch3COOR3 |
Триглицериды+метанол> глицерол+эфиры, МА «Навигатор» Технологии и оборудование по производству биодизельного топлива 10 Где R1, R2, R3 : алкильные группы. В результате применения метанола образуется метиловый эфир, в результате использования этанола — этиловый эфир. Из одной тонны растительного масла и 111 кг спирта (в присутствии 12 кг катализатора) получается приблизительно 970 кг (1100 л) биодизеля и 153 кг первичного глицерина. В качестве щелочи берется гидроксид калия КОН или гироксид натрия — NaOH. Для начинающих рекомендуется использовать именно NaOH.

Преимущества биодизельного топлива

Главное преимущество биодизеля
– это то, что его производят из ресурсов, которые быстро восстанавливаются (запасы нефти, например, практически невосстановимы). К примеру, данный вопрос является очень актуальным для коллективных хозяйств, которые занимаются переработкой масла, у всех встает больной вопрос, где взять солярку к началу сезона. Ответ прост, сделать биодизель из своего же сырья и быть полностью автономными в потреблении топлива.
Растительное происхождение
. Подчеркнем, что биодизель не обладает бензоловым запахом и изготавливается из масел, сырьем для которых служат растения, улучшающие структурный и химический состав почв в системах севооборота. Сырьем для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: подсолнечное, рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, хлопковое, льняное, кокосовое, кукурузное, горчичное, касторовое, конопляное, кунжутное, отработанные масла (использованные, например, при приготовлении пищи), а также животные жиры.
Экология
. Сильной стороной биодизеля так же является то, что он при сгорании выбрасывает в атмосферу гораздо меньше вредных газов (биодизель в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (Биологическая безвредность. По сравнению с минеральным маслом, 1 литр которого способен загрязнить 1 млн литров питьевой воды и привести к гибели водной флоры и фауны, биодизель, как показывают опыты, при попадании в воду не причиняет вреда ни растениям, ни животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за месяц перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе водного транспорта на альтернативное топливо.
Меньше выбросов СО2
. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. Тем не менее, следует заметить, что назвать биодизель экологически чистым топливом было бы неверно. Он дает меньшее количество выбросов углекислого газа в атмосферу, чем обычное дизтопливо, но все таки это не нулевой выброс.
Хорошие смазочные характеристики
. Известно, что минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель же, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами. Это обуславливается его химическим составом и содержанием в нем кислорода. Например, грузовик из Германии попал в Книгу рекордов Гиннеса, проехав более 1,25 миллиона километров на биодизельном топливе со своим оригинальным двигателем.
Увеличение срока службы двигателя
. При работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%. Важно отметить, что нет необходимости модернизировать двигатель.
Высокая температура воспламенения
. Еще один технический показатель, интересный для организаций, хранящих и транспортирующих ГСМ: точка воспламенения. Для биодизеля, ее значение превышает 150°С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом. Тем не менее, это не означает, что к нему можно относиться с халатностью.

О плюсах и минусах биодизеля

Биотопливо, которое изготавливают из растений, жиров или масел имеет недостатки и преимущества. Среди минусов продукта отмечают:

  • высокая себестоимость;
  • потребность засевать большие участки земли;
  • срок хранения ограничен тремя месяцами, поскольку спустя это время топливо разлагается;
  • при сгорании образуется угарный газ;
  • количество в ДВС не должно превышать шестьдесят процентов.

Плюсов у горючего больше:

  • элементы отработанного продукта (сера, углекислый) не загрязняют окружающую среду;
  • при попадании в воду биотопливо постепенно разрушается микроорганизмами, не вредя экологии;
  • высокий уровень КПД;
  • двигатели на биодизеле работают лучше, чем на нефтяном горючем;
  • допустимо получение продукта в домашних условиях.

Биотопливо в домашних условиях, своими руками

Биотопливо в домашних условиях – это возможно? Вполне!

Какие виды биотоплива наиболее востребованы

Фактически самостоятельно можно получить любой вариант биотоплива, начиная от древесного угля и заканчивая биодизелем. Однако, производство жидкого биотоплива связано с определенными проблемами. Во-первых, для его получения требуется растительное масло (рапсовое, льняное и так далее). Большинство хозяйств не располагают собственными источниками такого сырья. Кроме того, производство биодизеля связано с работой с отравляющими веществами (к примеру, с метанолом), что делает его опасным для окружающих. Да и небольшая ошибка в технологическом процессе может привести к фатальной потере качества получаемого биотоплива.

В настоящее время наибольший интерес для тех, кто заинтересован в энергетической автономии и желает производить биотопливо самостоятельно, представляет биогаз. Устройство для получения биогаза достаточно несложно соорудить собственными руками, а получаемого продукта с лихвой хватает для обеспечения собственных нужд и потребностей в тепле и электроэнергии, особенно, если речь идет о животноводческом или растениеводческом хозяйстве.

Следующим по востребованности за биогазом идет твердое топливо – брикеты из органического сырья, пеллеты и так далее. При этом на данный момент брикеты более популярны, так как применение пеллет требует специфического оборудования для сжигания топлива, которое еще не вошло в обиход повсеместно, как, к примеру, стандартные твердотопливные котлы или печи.

Из чего изготавливают биотопливо собственными руками

Для изготовления жидкого биотоплива используются различные масла органического происхождения в сочетании со спиртовыми добавками. Также для получения качественного биодизеля применяют щелочи. Учитывая специфичность используемых веществ, при изготовлении биодизеля приходится применять особые меры предосторожности. Также определенные меры предосторожности требуются при хранении этих веществ.

Для получения биогаза используются разнообразные органические отходы. На первом месте стоят жидкие органические отходы, являющиеся побочным продуктом животноводства (навоз и так далее). При наличии животноводческого хозяйства сырья для полной загрузки биогазовой установки достаточно. Если же собственного животноводческого или растениеводческого хозяйства нет, то следует рассмотреть варианты приобретения сырья для установки. Актуально, если поставщики сырья располагаются неподалеку, если же сырье приходится возить издалека, биогазовая установка становится нерентабельной.

Для получения брикетов или пеллет чаще всего используются различные древесные отходы (опилки, кора, щепа и так далее), а также торф, бумагу и так далее. Брикеты обычно получают с помощью специальных прессов. Бытовой пресс можно приобрести в специализированных магазинах или через Интернет. Есть варианты изготовить пресс своими руками. Инструкции можно взять из Интернета.

Еще одним вариантом биотоплива является древесный уголь. Его применяют для мангалов, печей для барбекю, а также для фильтрования воды и так далее. Древесный уголь получают путем обжига древесины в ямах или бочках.

Биогаз – полноценное топливо из отходов

Всем известно, что новое – это хорошо забытое старое. Так вот, биогаз – не открытие нашего времени, а газообразное биотопливо, которое умели добывать еще в Древнем Китае. Так что это такое – биогаз и как его можно получить своими усилиями?

Биогаз – это смесь газов, получаемая за счет перепревания органики без доступа воздуха. В качестве исходного материала можно использовать навоз, ботву культурных растений, траву или какие-либо отходы. Как правило, навоз используют как удобрение, и мало кто знает, что он может пригодиться для получения биотоплива, с помощью которого вполне можно отапливать жилые помещения, теплицы, а также готовить пищу.

Примерный состав биогаза: метан CH4, углекислый газ СО2, примеси других газов, например, сероводород H2S , причем удельный вес метана может достигать до 70%. С 1 кг органического вещества можно получить около 0,5 кг биогаза.

Какие факторы влияют на производство?

Во-первых, это окружающая среда. Чем теплее, тем активнее происходит реакция разложения органических веществ и выделение газа. Недаром первые установки по производству такого биотоплива, как биогаз, были задействованы в регионах с теплым климатом. Несмотря на это, при достаточном утеплении биогазовых установок и использовании подогретой воды, вполне возможно возводить их в более суровых климатических условиях, что и успешно осуществляется в настоящее время.

Во-вторых, сырье. Оно должно легко разлагаться и содержать в своем составе большое количество воды, без включений моющих средств, антибиотиков и других веществ, способных замедлить процесс ферментации.

Биоустановка от Юрия Давыдова

Изобретатель из Липецкой области соорудил своими умелыми руками устройство, позволяющее добывать «голубое биотопливо» в домашних владениях. Недостатка в сырье не было, так как у него самого и у соседей было вдоволь скота, и, естественно, навоза.

Что он придумал? Своими собственными руками вырыл огромную яму, уложил в нее бетонные кольца и накрыл ее конструкцией из железа в виде купола и массой около одной тонны. Из этой емкости вывел трубы, а затем наполнил яму органикой. Через несколько дней он смог на полученном биогазе готовить еду скотине и отапливать баню. Позднее провели газ в дом для домашних нужд.

Рекомендуемый состав сырья для переработки

Для этой цели 1,5 – 2 тонны навоза и 3 – 4 тонны растительных отходов заливают водой до достижения 60-70%-ной влажности смеси. Полученную смесь закладывают в резервуар и нагревают с помощью змеевика до 35 градусов Цельсия. В таких условиях смесь начинает бродить без доступа воздуха и нагреваться до более высокой температуры, что и способствует протеканию реакции выделения газов. Газ по специальным трубкам отводится из ямы и используется по назначению. Конструкция установки, выполненной руками мастера, хорошо видна на приведенной схеме.

Самодельная установка для получения биогаза :

Жжение древесного угля – это трудно?

Когда говорим – древесный уголь, то сразу представляем себе отдых на природе, шашлыки, барбекю. Приятный дымок, мерцающие огоньки в шашлычнице! Однако применение древесного угля не ограничивается только приготовлением мяса, он необходим в кузнечном деле, литейных работах, медицине, для фильтрации питьевой воды и даже для изготовления пороха и для домашних нужд.

Кому приходилось иметь дело с древесным углем, знают, что его покупка стоит немалых денег, и они частенько задумываются о том, как можно его получить самостоятельно в домашних или полевых условиях, собственноручно – своими, очень умелыми руками. Действительно, это возможно! Причем есть два наиболее распространенных способа – производство данного биотоплива в яме или в металлической бочке.

Способ изготовления угля в яме

Обычно жжение угля проводят в лесу, что удобнее, чем в домашних условиях, но в связи с повсеместными пожарами в лесах, о месте и времени проведения работ нужно хорошо подумать.

Выбирается место рядом с большим запасом сушняка или поваленным деревом, причем такое, чтобы не повредить окружающую растительность. Для того чтобы получить два мешка угля достаточно выкопать яму глубиной 50 см и диаметром 75-80 см с немного скошенными стенками. Это также несложно выполнить своими руками.

На уплотненном дне ямы руками разводится небольшой костер из сухой бересты и мелких веток, и когда огонь хорошо разгорится, на него укладываются заготовленные дрова небольшого размера, примерно до 30 см длиной. Если выбирать ветки диаметром около 7 см, то с распилом можно вполне справиться своими силами, без помощника. Дрова укладываются плотно и постепенно, по мере обжига каждого слоя. Хорошо обгоревшие дрова можно поправить длинной палкой.

Для полного выжига в таких условиях достаточно 3-х часов. Затем угли укрываются мхом, сухими листьями или травой и засыпаются землей, которую плотно утрамбовывают. Чтобы уголь достаточно остыл, потребуется еще двое суток, после чего твердое биотопливо будет готово. По истечении этого времени с ямы снимается слой земли, уголь выгребается, просеивается и упаковывается в мешки.

Если новая закладка дров не делается, то яма засыпается таким образом, чтобы плодородный слой земли оказался на поверхности, все также укрывается листвой. Конечно такое производство угля требует некоторых материальных и физических затрат, однако это намного дешевле стоимости его покупки, да еще присутствует моральный аспект – все достигнуто своими стараниями и сделано собственными руками.

Способ изготовления угля в бочке на собственной территории

Для того, чтобы получить твердое биотопливо в домашних условиях, а именно древесный уголь, используется толстостенная металлическая бочка емкостью 200 литров. Внизу необходимо сделать штуцер для принудительного нагнетания воздуха бытовым пылесосом.

Точно так же, как и в яме, на дне бочки разводится небольшой костер, а затем постепенно добавляются небольшие чурки. Для более плотной укладки дров бочку можно периодически потряхивать. После подачи воздуха дрова будут менее дымить и хорошо охватятся пламенем. Подачу воздуха снизу нужно начинать только после наполнения бочки дровами примерно наполовину. Также периодически нужно поправлять угли шестом и не забывать о технике безопасности, работая в «горячих» условиях.

Для продолжения процесса жжения угля без доступа воздуха следует укрыть бочку крышкой и замазать все щели раствором земли с водой. Если нет «родной» крышки, то ее следует сделать из какого-либо куска железа.

Нужно учесть, что при таком методе работы в домашних, зачастую неприспособленных условиях, образуется какое-то количество брака и золы, но в разумных пределах. После окончательного остывания бочки ее переворачивают, а готовый уголь просеивают и фасуют. Вот такое производство, которое можно осилить своими руками.

С первого раза может и не получится качественный уголь, но терпение и труд – все перетрут! Главное, чтобы с соседями не поругаться из-за сильного задымления.

Как изготовить оборудование для производства биотоплива

Чаще всего приспособления и оборудование для производства любого вида биотоплива своими руками изготавливается из подручных материалов. Для изготовления устройства выбранного типа рекомендуется обратиться к Интернету – в Интернете достаточно схем, чертежей и примеров пошагового изготовления подобных установок, начиная от простейших и заканчивая сложными устройствами, которые способны обеспечить тепловой и электрической энергией целое хозяйство. Оптимально не просто изучить предлагаемую техническую документацию, но и связаться с автором, уточнить – как работает устройство, долго ли оно работает, были ли проблемы в эксплуатации, поломки и так далее.

Лучше всего начать с изготовления самого простого – фактически пробного – устройства, чтобы определиться: действительно ли вам это нужно. Или, возможно, оптимальным вариантом именно для вас будет приобрести установку заводского производства.

О.Баратова


Как работает биогазовая установка :

Бензин своими руками: правда или вымысел

12 мая. Можно ли изготовить бензин в домашних условиях? В этом попытались разобраться корреспонденты «Политического класса».

Предупреждаем, что статья носит исключительно ознакомительный характер, ни в коем случае не призывает к действию.

Можно ли сделать топливо для автомобиля в домашних условиях

Некоторые телевизионные передачи наталкивают на размышления, возможно ли создать самостоятельно в домашних условиях топливо для автомобиля? Конечно, настоящий бензин в кустарных условиях сделать невозможно, но можно ли получить какие-то производные от него или другой вид топлива? Есть же автомобили на дровах, на воде. Какое топливо можно сделать самостоятельно?

Если вы задались вопросом об альтернативном топливе, то для вас есть всего два реально рабочих варианта, которые совместимы с системами двигателей, устанавливаемые на легковые и грузовые автомобили: этанол (наиболее подходящая замена бензину) и биодизель (заменяет дизельное топливо). Оба варианта позволяют замещать промышленное топливо. Причем биодизель может быть залит в бак обычного дизельного двигателя практически без каких-либо изменений.

Однако сделать в домашних условиях два этих заместителя не так уж и просто. Прежде чем пробовать производить биодизель или этанол дома, потребуется изучение множества книг, закупка (либо постройка) оборудования, создание системы, способной производить достаточное количество топлива необходимого качества. Также не следует забывать о безопасности, не нужно пренебрегать изучением законодательства страны, в которой вы проживаете. Вполне возможно, что производство определенных объемов суррогатного топлива в данной стране незаконно.

И даже если все тонкости производства будут изучены, рассчитывать на то, что продукт получится дешевый, не следует (если только у вас нет гектара земли для засева культур, из которых можно будет добыть спирт), ингредиенты для топлива будут стоить не мало. Чем меньше опт вы закажете, тем дороже будут эти ингредиенты.

Несмотря на все минусы, связанные с дороговизной оборудования, ингредиентов и с изучением новой технологии, сама по себе технология создания альтернативного топлива довольно проста.

Как изготовить этанол самостоятельно

Технология изготовления этанола в домашних условиях очень похожа на самогоноварение.

Из этого вытекает перовая проблема – законность данного действия. Вам нужно будет уточнить максимальный объем производимого товара и регулирование производства алкогольной продукции в вашей стране.

Независимо от количества произведенного спирта, вам нужно будет пройти процедуру денатурации, то есть сделать спирт непригодным в пищу, путем добавления в него определенных веществ (лигроин или керосин).

Другое важное отличие перегонки топлива от самогона в том, что этанол, который предназначен для использования в качестве топлива, должен быть более хорошо очищен, чем этанол, предназначенный для потребления человеком. В этаноле, предназначенном для использования в качестве топлива, должно быть меньше воды. Уменьшить содержание воды можно путем нескольких этапов перегонки. Также можно воспользоваться фильтрами для удаления воды из топливного спирта.

В случае если вы решите использовать этанол в качестве топлива для своего автомобиля, то желательно установить на него дополнительные фильтры очистки, чтобы отделить воду и мусор от топлива, так как этанол будет действовать в качестве растворителя и будет смывать всю грязь с топливных линий и нести их в цилиндры.

Сам процесс создания топлива аналогичен созданию алкоголя. Сначала идет подбор сырья. Исходным продуктом может быть что угодно: от пшеницы и кукурузы до топинамбура и проса. Выбранное исходное сырье используется для приготовления затора.

Затем начинается процесс ферментации, расщепляющий крахмал до сахаров. Затем следует процесс брожения.  Все, этанол готов.

Как получить сырье для производства этанола на дому

Самая большая трудность с созданием этанола в домашних условиях – это сырье. Для того чтобы создать затор, который можно будет дистиллировать в этанол, вам нужно какое-то зерно либо другой материал растительного происхождения в больших объемах. Если у вас есть, где вырастить сырье, то проблем в денежном плане будет значительно меньше.

В основном этанол производят из кукурузы. С каждых 40 соток земли можно производить до 1500 литров этилового спирта в год. Еще большую эффективность показало просо, с каждых 40 соток земли за год урожайность превысила 2200 литров этилового спирта. При идеальных условиях из просо можно получить до 4500 литров.

Если земли для посевов кукурузы, сахарной свеклы, просо и других видов культурных растений у вас нет, то получение этанола в домашних условиях будет нежизнеспособным проектом.

Как изготовить биодизельное топливо самостоятельно

Прежде всего, следует понять различие биодизельного топлива и масла. Растительное масло (SVO), отходы от него (WVO) и другие жиры животного происхождения способны питать дизельный двигатель, но биодизельным топливом они не являются.

В случае использования растительного масла без доработок двигателя не обойтись. Как минимум потребуется установление системы грубой и тонкой фильтрации отходов масла. Для мотора этот вариант не очень хороший.

Лучше всего изготавливать биодизель из SVO или WVO масел. Процесс изготовления является более сложным, включает в себя «расщепление» жиров и масел с использованием щелочи и метанола.

Крайне важно принять необходимые меры предосторожности, так как щелочь и метанол являются токсичными веществами.

Процесс изготовление биодизельного топлива в общих чертах

  1. Масло следует нагреть.
  2. Добавить в нагретое масло щелочь и метанол, что облегчит химический процесс, известный как переэтерификация.
  3. В результате предыдущего пункта выйдут два продукта: глицерин и биодизель. Глицерин отделится и осядет на дно смеси.
  4. Заключительный пункт – сушка метиловых эфиров жирных кислот. Этот пункт необходим, так как вода способствует развитию микроорганизмов в биодизеле и образованию жирных кислот, которые вызывают коррозию металлических деталей.

Хранить такое топливо можно не более 3 месяцев.

Как получить сырье для производства биодизельного топлива в домашних условиях

Самое хорошее в производстве биодизеля заключается в том, что вы можете произвести его из огромного числа растительных масел и животных жиров (теоретически бесплатное сырье можно получить из местных кафе и ресторанов). Процесс получения исходного сырья прост. Достаточно связаться с ближайшими кафе и ресторанами, узнать, есть ли у них отходы растительного масла, транспортировать сырье домой. Готово.

Если готового источника отходов масла для жарки нет, получение биодизельного топлива станет более сложным. Приобретать масло в магазинах для добавления в дизельное топливо достаточно дорого.

Другой вариант – создание собственного растительного масла. Процесс этот длительный и малоцелесообразный. Может в далеком будущем, когда все остальные ресурсы будут исчерпаны, это и будет целесообразным, но только не сейчас.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что при должных знаниях технологии, необходимых технических средствах, сделать этанол для автомобилей несколько проще, чем биодизель. Однако без применения выращенного сырья для переработки, создание топлива в домашних условиях превращается в недешевое удовольствие.

VK

Facebook

Twitter

Google+

Odnoklassniki

Mail.ru

Получение биодизеля на установке УБД-4

Характеристика биотоплива

Среди основных преимуществ подобного горючего важно отметить его экологическую составляющую. При сгорании такого материала копоти, сажи или угарных газов не образуется

Это объясняется просто: биотопливо для камина практически полностью состоит из растительного этанола, который при воздействии высокой температуры распадается на две составляющие: воду и углекислоту. В результате этого при горении образуется пламя синеватого оттенка. Для придания ему большей натуральности биогорючее дополняется специальными присадками, обеспечивающими смену цвета огня с голубого на красный.

В целом сфера применения биологического топлива весьма обширна. Его не только используют для розжига домашних очагов, но и заливают в такие осветительные приборы, как керосиновая лампа. Замена подобной жидкости биогорючим способствует более яркому свечению без образования таких отложений, как копоть и нагар.

Преимущества и недостатки производства и использования биотоплива

Благодаря существующим на сегодняшний день технологиям из растительного сырья, получаемого с сельскохозяйственных угодий Европы, можно изготовить дизельное биотопливо для 50%, а то и 80% процентов автомобилей, работающих сейчас на нефтяном дизельном топливе.

Преимуществами такого дизтоплива будут:

  • ежегодно обновляемая сырьевая база, то есть отходы от сбора урожая посевов;
  • высокое цетановое число, получаемое из биологического сырья – оно составляет 58 против 52 у обычной солярки, то есть воспламеняемость биотоплива выше, чем нефтяного топлива;
  • в ходе переработки биотоплива автотранспортом выделяется естественный для окружающей среды СО2,в несколько раз ниже, чем от использования солярки;
  • цена;
  • не загрязняется атмосфера канцерогенами и серой;
  • в странах, не добывающих нефть, появляется возможность производства топлива из имеющегося сырья, что укрепляет экономическую независимость этих стран.

На современной стадии разработок биотопливо из растительного сырья имеет существенные недостатки, среди них:

  • высокое потребление топлива;
  • теплотворная способность ниже, чем обычного дизтоплива;
  • выделение при переработке окиси азота NOх;
  • способность масла вызывать коррозию резиновых частей, прокладок, фильтров, что сказывается на себестоимости эксплуатации транспорта;
  • расширение сельскохозяйственных угодий, отводимых под производство растительного сырья;
  • себестоимость производства биотоплива дороже, чем обычного дизеля.

Производство биотоплива в домашних условиях требует разработки и установки дополнительного оборудования для его использования. Для этого необходимо обладать достаточным базисом знаний по физике, желательно иметь и наглядное пособие.

Советы конструкторов, имеющих опыт в этом направлении, можно найти в интернете на фото и видео. Самостоятельное изготовление топливного элемента, так сказать своими руками, обойдется намного дешевле его покупки, так как массового производства биогенераторов для транспорта пока не налажено.

Эскиз для создания биодизельной установки в домашних условиях

Процесс основан на получении топлива из растительного масла путем химической реакции через добавление метанола и щелочного катализатора. В результате получается эфир метила и глицерин как побочный продукт.

Выходные свойства биотоплива очень зависят от входных параметров сырья. Использование биотоплива в таких промышленно развитых странах Азии, составляет более половины дизтоплива, производимого для транспорта. Используют его и в Европе.

Что такое биодизель

Биодизелем называют метиловый эфир. Его получают в результате химической реакции, в основе которой лежат растительные масла и животные жиры. Хотя оно создается из натуральных возобновляемых источников, его физические свойства лишь немногим уступают настоящему дизельному топливу. Мощность двигателя при работе на дизельном топливе лишь на 8% превосходит тот же двигатель на биодизеле.

Для создания подобного топлива можно применять различные растительные масла, здесь практически нет ограничений. Для этого подойдет соевое, подсолнечное, пальмовое и многие другие варианты масел, но оптимальным считается рапсовое. Причиной тому являются не химические свойства, а дешевизна такого ресурса.

Интересно! С одного гектара рапса получают около 1000 литров масла, поэтому его считают оптимальным для производства биодизеля.

Использование биодизеля стремительно повышается с распространением технологии производства. Более 40 стран активно разрабатывают эту идею, ведь простота производства позволяет снизить стоимость топлива, а объем выбросов в окружающую среду существенно снизится.

Биотопливо.docx

     Преимущества 
технологии получения 
биотоплива:
 

     технологический
процесс получения дизельного биотоплива
является непрерывным, что позволяет 
полностью его автоматизировать

     технология 
является безотходной, позволяя получать
ценные сопутствующие продукты: твердое 
топливо, жмых для приготовления 
кормов, техническое мыло, глицерин

     технология 
является экологически чистой (отсутствие
вредных газообразных выбросов, небольшое 
количество сточных вод)

     технология 
получения биотоплива является материало-
и ресурсосберегающей.  

     Рис.
2 Семена рапса.

     Обратная 
сторона производства
биотоплива из рапса
 

     Технология 
выращивания рапса подразумевает
2-3-х разовую обработку посевов 
ядохимикатами при помощи авиации 
во время цветения растений.

     А
это означает:

     Во-первых,
что опылители-насекомые, медоносные пчёлы
уничтожаются в массовом порядке. Спрятать
их негде, вокруг куда ни глянь один рапс,
а держать пчёл закрытыми 15 дней в улье
в этот периоду их размножения всё равно,
что посадить человека в тюрьму на 15 лет;

     Во-вторых,
ветер, а в степи штиля нет, разносит ядовитую
смесь на прилегающую к посевам территорию
населённых пунктов, водоёмов, пастбищ,
дач, лесополос. Что попадает в пищу животных,
то попадает и на наш стол вместе с молоком,
мясом, овощами, водой. А как же быть со
здоровьем?

     В-третьих,
технология уборки урожая рапса, отличается
от других сельскохозяйственных культур.
Отличие заключается в том, что семена
рапса на одном растении созревают в разное
время и по мере созревания коробочки,
в которых содержится семечко, раскрываются
и семя высыпается на землю. Чтобы этого
не произошло, сразу после окончания цветения
проводят авиахимобработку, после которой
за считанные часы растения сбрасывают
листву и превращаются в сухую, как солома,
массу. Сбрасывает листву и всё, на что
угодила ядовитая жидкость. 

     Биотопливо:
хорошо или плохо?
 

     Производство 
биотоплива, несомненно, имеет множество 
положительных моментов. Во-первых,
биотопливо – это дешево. Во-вторых,
производство не является трудоемким.
В-третьих, машины, использующие биотопливо,
меньше загрязняют окружающую среду. Однако
по мнению британской организации Oxfam,
биотопливо (первого поколения, использующее
рапс, кукурузу и т .п.) ответственно за
30 млн человек по всему миру, существующих
в нищете. Эксперты считают, что из-за биотоплива
в мире может разразиться продовольственный
кризис в результате вытеснения зерновых
культур посевами биотопливных растений.
Ведь биотопливо – это слишком выгодно,
и уж гораздо выгоднее, чем выращивать
хлеб.

  • Международное
    энергетическое агентство подсчитало,
    что к 2030 году около 3,5% пахотных земель
    будут отданы под рапс, кукурузу, свеклу
    и тростник.
  • Население
    Земли растет, и к 2030 г. человечеству потребуется
    продовольствия на 50% больше, чем сегодня.
    К 2080 г. продовольствия потребуется уже
    в 2 раза больше. Вместе с тем переход на
    биотоплива означает, что больше пахотных
    земель придется выделить на нужды «зеленой
    энергетики», а не на производство продовольствия.

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Мир
вступает в эру биоэкономики, то
есть экономики, основанной на биотехнологиях,
использующей возобновляемое сырье 
для производства энергии и материалов.

     В
экологии биоэкономика позволяет предотвращать 
загрязнение окружающей среды, снижать 
объемы выбросов газов, вызывающих парниковый
эффект, и других ядовитых веществ.

  • Активное
    использование возобновляемых источников
    энергии из сельскохозяйственного сырья
    наблюдается в США, Японии, Бразилии, Китае,
    Индии, Канаде, странах ЕС.
  • Международная
    энергетическая ассоциация (IEA) прогнозирует,
    что к 2030 г. мировое производство биотоплива
    увеличится до 150 млн т энергетического
    эквивалента нефти. Ежегодные темпы прироста
    производства составят 7-9%. В результате
    до 2030 г. доля биотоплива в общем объеме
    топлива в транспортной сфере достигнет
    4-6%

     К
чему может привести
увлечение биотопливом 
из рапса сложно предсказать.
Но хотелось бы, чтоб
под благими намерениями
мировые ученые, производители
и политики не пришли
к плачевному результату.
Ведь, сожалению, учесть
все аспекты очень сложно.
 

Использованная 
литература
 

  1. Http://bioethanol.ru
  2. http://ru.wiipedia.org
  3. http://research-techart.ru
  4. http://advis.ru
  5. http://e-yrok.ru
  6. http://paskalex.blogspot.com
  7. http://fhp.bsu.by
  8. http://finam.info

Страницы:← предыдущая2

Предпочтение сахарам

Наибольшие государственные и частные инвестиции сумел привлечь вариант, в основе которого лежит традиционный механизм — получение из растений сахаров, а затем ферментация этих сахаров в этанол или другие виды биотоплива. Исследователи опробовали десятки возможных способов расщепления устойчивых к переработке целлюлозы и гемицеллюлозы — последняя представляет собой волокна, которые скрепляют целлюлозу внутри клетки (рис. выше «Клеточный каркас целлюлозы»), — на составляющие их сахара. Достичь этой цели можно нагреванием биомассы, воздействием на нее гамма-излучения, перемалыванием в мелкий порошок или действием высокотемпературного пара. Можно также обрабатывать ее концентрированными кислотами и щелочами или погружать в растворители. Благодаря генной инженерии возможно даже создание новых микробов, которые будут, поглощая, разрушать такую целлюлозу.

К сожалению, многие способы, эффективные в лаборатории, не имеют шансов на успешное применение в промышленных условиях. Для достижения коммерческой жизнеспособности проекта в процессе предварительной обработки сырья требуется вырабатывать значительное количество легко ферментируемых и высококонцентрированных сахаров, не превышая при этом умеренного уровня капитальных затрат. В таком производстве нельзя использовать токсичные материалы или чрезмерно расходовать электроэнергию. Наконец, по стоимости своего производства грассолин должен выгодно конкурировать с бензином.

Наиболее многообещающие подходы предусматривают воздействие на биомассу крайних значений pH и температуры. В одной из наших лабораторий (лаборатория Брюса Дейла) мы разрабатываем новую методику с использованием такой сильной щелочи, как аммиак. В этом процессе под названием AFEX (ammonia fiber expansion – англ. разрушение целлюлозы аммиаком) биомасса обрабатывается под давлением в концентрированном растворе аммиака при температуре 100 °C. После снижения давления аммиак испаряется и может быть использован повторно. В результате 90 и более процентов обработанной целлюлозы и гемицеллюлозы превращаются ферментами в сахара. Столь высокий объем выхода отчасти объясняется тем, что при этой методике к минимуму сводятся потери сахара, которые часто происходят в кислотной или высокотемпературной среде. Процесс AFEX — это переход «сухого в сухое»: биомасса, которая на начальном этапе представляет собой преимущественно сухое вещество, после подобной предварительной обработки остается такой же сухой, не разбавляясь водой. Благодаря этому из нее можно получать большие объемы высококонцентрированного высокоградусного этанола.

Разрушение целлюлозы аммиаком
При множестве разных способов предварительной обработки растительных волокон для разрушения целлюлозы—наиболее часто упоминается воздействие кислотами и нагреванием — существует процесс AFEX (разрушение целлюлозы аммиаком), который представляет собой уникальное сочетание экономичности, низкой себестоимости продукции и эффективности.

Примечания и источники

  1. Метиловые эфиры растительных масел
  2. Палмолметилестер
  3. Сложные эфиры на основе рапсового масла англ. Rapsed Methyl Esters
  4. Метиловые эфиры жирных кислот, англ. Fatty Acid Methyl Esters . Должны соответствовать стандартам EN 14214
  5. англ. Soybean Methyl Ester
  6. англ. Sun Flower Methyl Esters
  7. ↑ Мироненко В. Технологии производства биодизеля: / Мироненко В. Дуброеин 8.0 .. Попищук В.М.. Драгнев С.В. — М.: Холтех, 2009. -100 С.
  8. Положение дел в области продовольствия и сельско хозяйства. Биотопливо: перспективы, риски и возможности / Рим: продовольственная и Сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2008. — 144 с
  9. Дубровин В.А. Развитие технологий использования растениеводческой продукции на энергетические нужды в Украине / / Аграрная наука и образование. — 2004. — Т. 5. — № 1-2. — С.86-91.
  10. Полищук В. Н. Применение биотоплива для дизельных двигателей / В.М. Полищук, С.В.Драгнев, И.И. Убоженко, М.Ю. Павленко, О.В. Полищук / / Научный вестник национального аграрного университета. — К.: НАУ, 2008. — № 125. — С.315-318.
  11. Мешкотно Г.М., Кудря С.А., Кондратюк Т.Г., Четверик Г.А. Термодинамическая эффективность и ресурсы жидкого биотоплива Украины. — Киев: Институт возобновляемой энергетики НАНУ, 2006. — 226 с

Преимущества биодизельного оборудования GlobeCore

Биодизельные комплексы работающие по технологии GlobeCore имеет следующие преимущества:

  • низкое потребление энергии оборудования.
  • мгновенная реакция переэтерификации
  • при применении инновационной энергосберегающей технологии снижается потребление энергии в процессе производства биодизеля.
  • модульный принцип построения комплекса (мобильность при транспортировке и монтаже БИОДИЗЕЛЬНОГО оборудования).
  • эффективный процесс производства позволяет использование малых установок.
  • качество производимого биодизеля соответствует международным нормам и стандартам.
  • нет отходов: фаза глицерина может быть использована для различных целей (напр. генерации энергии, удобрения и т.д.)
  • не требуется, мойка и сушка биодизеля, деметанолизация ;
  • комплексы оснащены технологией реактора непрерывного действия, что позволит увеличить скорость и качество протекания реакции переэтерификации, при этом увеличиваются не только качественные, но и количественные показатели выхода чистого биодизеля, но и скорость его производства, а это позволяет экономить энергоресурсы в 5-7раз по сравнению с существующими технологиями и оборудованием.
  • оборудование, отличается своей простотой в эксплуатации, высокой продуктивностью, а также благодаря новым технологическим разработкам и постоянным испытаниям мы усовершенствуем конструкцию оборудования, увеличивая тем самым качество и выход обработанного сырья,
  • уменьшая энергоемкость оборудования,
  • металлоемкость конструкций,
  • увеличивая его продуктивность.

Также оборудование является экономически эффективным, так как не требует больших капиталовложений. Поточный подогреватель масла для биодизеля предназначен для нагрева масла перед подачей его на биодизельный реактор.

Проточный подогреватель масла: состав и принцип работы


Поточный подогреватель масла состоит из трех пар емкостей, соединенных последовательно и расположенных на сварной раме, центробежного насоса, системы автоматики и трубопроводов. В каждой емкости размещается блок ТЭН, состоящий из шести трубчатых нагревателей.

Масло через сетчатый фильтр подается с помощью центробежного насоса в емкости, где происходит его нагрев до заданной температуры, которая контролируется с помощью датчика температуры, установленного на выходе из поточного подогревателя масла. Система автоматики при превышении верхнего предела температуры отключает ТЭН, а при снижении до нижнего порога – включает.

Давление жидкости контролируется манометрами на входе и выходе поточного подогревателя масла. Для защиты от превышения давления поточный подогреватель масла снабжен предохранительным клапаном.

Технические характеристики поточного подогревателя масла


Давление нагнетания

МПа

0,24

Максимальное давление

МПа

0,3

Пропускная способность при давлении нагнетания

м3/час

5

Установленная мощность

кВт

85

Температура нагрева масла

70

Напряжение силовых цепей 50 Гц

В

380

Габаритные размеры длина

м

1420

ширина

1280

высота

1965

Масса (не более)

кг

1015

Биодизель из микроводорослей

Из-за высокого содержания липидов много видов микроводорослей могут стать перспективным источником сырья для производства биодизеля. Это подтверждается данными о том, что с 1 га земли можно получить 446 л соевого масла или 2690 л пальмового, а с такой же площади водной поверхности — около 90 000 л биодизеля. Установлено, например, содержание липидов в Scenedesmus dimorphus при разных условиях может колебаться в пределах 16-40%, а в Chlorella Vulgaris — 14-22% от массы сухого вещества . Кроме этого, качество биодизеля зависит от жирнокислотного состава исходного сырья. Из насыщенных жирных кислот в составе водорослей преобладает пальмитиновая, из ненасыщенных — пальмитоолеиновой (16:1) и линоленовая (18:3). Общая ненасыщенности жирных кислот липидов микроводорослей значительно выше, чем в пальмового масла, которое, однако, уступает соевой. Жирнокислотний состав липидов микроводорослей может существенно изменяться в зависимости от варьирования условий их выращивания. Снижение температуры культивирования, как и повышение уровня освещенности, приводит к росту доли ненасыщенных жирных кислот в химическом составе водорослей .

Биодизель в мире

Смотри статью об использовании и доступность биодизеля в разных странах: Биодизель в мире.

Объемы производства биодизеля в мире стремительно растут. Всего дизельное топливо, изготовленное из нефти, дешевле биодизель, однако разница в цене меняется в пользу последнего в соответствии с «эффекта масштаба» (урожайности рапса, эффективности использования соломы и шрота, стоимости химических ингредиентов (метанола и щелочи), глубины переработки глицериновой воды), а также вследствие постоянного роста цен на нефть и благодаря правительственным субсидиям для производителей биодизеля. Обычно, цена на на биодизель ниже, чем на нефтяное дизельное топливо, но из-за запрета создания демпинговых условиях, цена будет незначительно ниже цены на обычный дизель.

По прогнозам ФАО производство биодизеля в мире к 2017 году достигнет 24 миллиардов литров. Прогнозируется, что большая часть объемов продукции будет поступать из Индонезии и Малайзии, а главным получателем будет ЕС. Именно страны ЕС в 2017 году будут потреблять более половины мирового производства биодизеля.

Около 80% биодизеля, выпускаемого Евросоюзом, добывается из рапса.

Как самостоятельно изготовить топливные брикеты и пеллеты

Топливные брикеты – востребованный и экономически выгодный вид топлива. Они имеют ряд преимуществ перед традиционным твёрдым топливом:

  • Горят дольше (один брикет сгорает за 2-3 часа)
  • Сгорают без остатка, образуя минимум золы
  • Практически не дымят
  • Высокая теплоотдача
  • Не «стреляют»

Для производства топливных брикетов в домашних условиях подходят такие виды отходов:

  • Древесные опилки
  • Опавшие листья и мелкие ветки
  • Солома
  • Шелуха подсолнечника
  • Лузга от гречихи, риса
  • макулатура

Чтобы сделать топливные брикеты своими руками понадобится ручной пресс. Его можно купить готовым или сделать пресс своими руками. Чаще всего для этих целей делают ручной механический винтовой пресс или с гидравлическим приводом.

Кроме пресса понадобится дробилка для сырья (не нужно для опилок и лузги) и сушилка для готовых брикетов.

Краткое описание этапов изготовления топливных брикетов своими руками:

  1. Подготовительный процесс: измельчение сырья.
  2. Самодельные прессы для топливных брикетов не создают давления, достаточного для выделения естественного клея, связывающего сырьё в брикетах. Чтобы брикеты не разваливались, добавляют глину в пропорции 1:10.
  3. Добавляют воду в таком количестве, чтобы масса хорошо размешивалась и была пластичной.
  4. Смесью наполняют формы с отверстиями для удаления воды и кладут под самодельный пресс.
  5. Готовые брикеты сушат на солнце или в специальной сушилке.
  6. Высушенное топливо складывают на хранение в сухом месте.

Как биологическое топливо используют не только брикеты, но и пеллеты (гранулы). Их делают из опилок, торфа, соломы, птичьего помёта и других отходов.

Процесс производства пеллет в домашних условиях имеет этапы, аналогичные производству брикетов:

  1. Дробление древесных отходов до щепок размером не более 4 мм. Если для изготовления пеллет своими руками закупать уже готовые мелкие опилки, то необходимость дробления отпадает.
  2. Просушивание опилок в специальной сушилке. Их влажность должна быть не более 12%.
  3. Загрузка сырья в пресс-гранулятор.
  4. Получение готовых пеллет.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Производство пеллет своими руками экономически выгодно при двух условиях: если есть достаточное количество дешёвых древесных отходов, и возможность самостоятельно соорудить пресс-гранулятор. Приобретение готового агрегата окупится только при изготовлении пеллет в больших количествах на продажу.

Пеллеты используют в твёрдотопливных котлах и специальных печах-каминах. Современная печь на пеллетах – это автоматизированный агрегат, который требует минимум ухода и эстетично выглядит. Камин на пеллетах может даже украсить комнату благодаря прозрачной дверце, через которую видно игру пламени.

Производство биотоплива своими руками – это не только способ сэкономить на энергоносителях, но и вклад в сохранение окружающей среды.

Горячее топливо

Наиболее технически отработанный способ производства биотоплива — высокотемпературное получение синтез-газа (сингаза). Такой синтез-газ, смесь монооксида углерода и водорода, можно производить из любого углеродсодержащего материала. Обычно он перерабатывается в дизельное топливо, бензин или этанол с помощью процесса, именуемого синтезом Фишера-Тропша, который был разработан этими германскими исследователями еще в 1920-е гг. В период Второй мировой войны синтез Фишера-Тропша активно использовался в Германии для выработки жидкого топлива из имевшихся на территории этой страны запасов угля. Большинство крупных нефтяных компаний располагают сегодня технологией переработки синтез-газа, которую они вполне смогут применить, если стоимость бензина достигнет непомерно высокого уровня.

Первый шаг в получении синтез-газа именуется газификацией. Биомасса загружается в химический реактор и нагревается до температуры выше 700 °C. При перемешивании ее с водяным паром или кислородом образуется газ, содержащий монооксид углерода, а также водород и смолы. После обязательного вычищения смол давление газа в реакторе повышается до 20–70 атмосфер. Затем находящийся под давлением газ поступает на особого рода катализатор — твердый материал, который адсорбирует отдельные молекулы реагирующего вещества, стимулируя начало определенных химических реакций.

Такие катализаторы разрабатывались инженерами-химиками для переработки в топливо синтез-газа из природного газа и угля, однако они в равной мере применимы и для биомассы.

Несмотря на то, что эта технология хорошо освоена, необходимые для ее использования реакторы довольно дорогостоящи. Завод по переработке природного газа на основе синтеза Фишера-Тропша, который был построен в Катаре в 2006 г. и имеет производительность 34 тыс. баррелей жидкого топлива в сутки, обошелся в $1,6 млрд. При таких инвестициях в строительство пришлось бы в течение 15-30 лет ежесуточно перерабатывать около 5 тыс. т сырья, чтобы возместить капиталовложения в завод по переработке биомассы. Поскольку доставка такого количества биомассы предполагает значительные проблемы, связанные с материально-техническим обеспечением и рентабельностью, специалисты продолжают исследования по поиску путей снижения капитальных затрат.

Эксплуатационные моменты

  1. Для хранения бутылей и канистр, наполненных биотопливом, нужно отвести специальное место. При этом оно должно быть максимально защищенным от воздействия высокой температуры.
  2. Розжиг биокамина осуществляется специальным прибором.
  3. Если при заправке очага биотопливо попало на пол, нужно его удалить с помощью сухой тряпки.

Требования по работе с биотопливом:

  1. Горючее для биокамина является легковоспламеняющимся веществом, при контакте с которым нужно быть очень осторожным.
  2. После заправки биокамина емкость с топливом требуется закрыть и поставить в отведенное для нее место. Только после этого можно заняться розжигом очага.
  3. При работающей горелке не допускается выполнение дозаправки топлива.
  4. Чтобы разжечь биокамин, запрещено использовать быстро возгораемые материалы по типу бумаги или дерева.
Подробнее в Другое топливо

Биотопливо своими руками в домашних условиях, учимся делать биогаз и биодизель

Все мы знаем, что все старое рано или поздно возвращается, наша жизнь – это спираль, ретроспективная эволюция и тому подобное. То же самое можно сказать и о биогазе – ведь это не современное изобретение, ведь биотопливо добывалось еще древними китайцами. Давайте же вместе разберемся, каким образом изготовить биотопливо в домашних условиях.

Под биогазом подразумевается «коктейль» из газов, которую получают посредством прения органических веществ без какого-либо доступа кислорода. К роли материала, из которого делают такое топливо, может выступать обычный навоз, трава, ботва, другого рода отходы. Согласитесь, практически все мы уверены, что навоз может быть лишь удобрением, а о том, что из него можно сделать топливо для обогрева теплиц, хозяйственных и жилых помещений, мы даже не слышали.

Содержание статьи:

Что такое биогаз?

Вот как приблизительно выглядит биотопливо с химической точки зрения:

  1. Метан.
  2. Углекислый газ.
  3. Примеси иных газов, к примеру, сероводорода.

Если переработать 1 килограмм органики, то можно получить до 0.5 килограмма биотоплива.

Основные приемущества

Преимуществ у использования биогаза есть немало.

  1. Низкая стоимость, он стоит сегодня примерно как бензин, но в то же время он намного чище, что позволяет существенно сэкономить на ТО котлов, работающих на таком топливе.
  2. Вы не будете зависеть от нефти, которая, как известно, есть не во всех странах.
  3. Источник, из которого добывается биотопливо, возобновляется, в отличие от того же бензина. Нефть не бесконечна, рано или поздно она закончится, а вот перечисленные материалы, необходимые для производства биологического топлива, будут всегда.
  4. Снижается количество вредных газов, которые выбрасываются в атмосферу. Если привести цифры, то это примерно 65% разницы.

Читайте так же нашу статью про брикеты отопления

Что может повлиять на изготовления биотоплива?

Что имеет значение для нас – тех, кто планирует изготовить биотопливо в домашних условиях – так это, в первую очередь, окружающая среда. То есть, чем выше температура, тем интенсивнее будут проистекать все химические реакции, и тем активнее будет выделяться газ. Именно по этой причине первое оборудование, производящее биотопливо в домашних условиях, было создано и применено в местности с теплым климатом. Но это не значит, что если погода холодная, то делать такое топливо нельзя – ведь конструкцию можно утеплить, обогревать горячей водой, чем, собственно, многие и занимаются сегодня.

Также на изготовление может повлиять сырье, которое обязано быстро разлагаться, иметь в себе много жидкости, никаких чистящих средств или других препаратов, способных повлиять на ферментацию, присутствовать не должно.

Как производится биотопливо

Многие интересуются, каким образом можно создать биотопливо своими руками и какие материалы можно при этом использовать. Давайте разберемся вместе, так как вариантов может быть несколько.

Биотопливо из навоза

Навоз по праву считается самым популярным типом топлива, который производится кустарными методами. Так что если у вас есть какая-либо живность, то было целесообразным приобрести соответствующее оборудование для производства биогаза. Такая покупка способна окупиться в течение двух-трех лет.

Максимальное количество тепла добывают именно из конского навоза. Вместе с тем, такой навоз порой трудно достать, так что может подойти какой-то иной – коровий, козий, свиной и так далее.

В большинстве случаев для отопления дома используются смеси, произведенные на базе навоза:

  1. Навоз и листья в соотношении 7 к 3.
  2. Навоз и солома.
  3. Навоз и опилки – 7 к 3.
  4. Навоз и костра изо льна – 7 к 3.
  5. Коров и лошадей – 1 к 1.
  6. Навоз и бытовые отходы – 4 к 6.

Как уже говорилось, технология подобного производства основывается на брожении, сама она осуществляется в специальных герметичных резервуарах при относительно высокой температуре. Ненужная вода в это время удаляется и освобождается биогаз, а его, в свою очередь, можно использовать не только для обогрева, но и при приготовлении еды.

Важно! Если применять биотопливо в котле, то потребуется регулировать горелку. Для чего? Чтобы эффективность горения оставалась прежней при том, что метана в биотопливе не так много, чем в привычном нам газе.

Для этих целей идеально подойдет комбинированный котел, подробнее о них читайте тут

Применение древесного угля

Биотопливо в домашних условиях можете производить и из древесного угля, который необходим не только на природе при жарке шашлыка, как оказывается. Те, кто хоть единожды покупал такого рода уголь, отлично знают, что он стоит дорого. Но это не приговор, поскольку вы сможете уменьшить растраты, изготовив уголь самостоятельно. Потребуются лишь некоторые знания и «прямые» руки. В целом, для этого есть два способа.

Изготовление древесного угля в бочке

Для приготовления древесного угля вам потребуется двухсотлитровая металлическая бочка. В нижней ее части делаете штуцер, дабы в дальнейшем проводить принудительное нагнетание кислорода, к примеру, при помощи пылесоса.

Разводите в бочке небольшой костер, постепенно добавляя чурки. Дабы уголь услался поплотнее, время от времени встряхивайте его. Как только бочка будет заполнена дровами до половины, начинаете нагнетать кислород. После этого дыма станет меньше, а огонь будет гореть уже лучше. Вскоре бочка закрывается крышкой, все щели замазываются мокрой землей или раствором из глины.

Видео инструкция

Этот способ получения угля характеризуется тем, что при его использовании может появляться некоторое количество золы. Так что когда бочка полностью остынет, высыпаете все наружу, отсеиваете золу, а готовый уголь складываете в мешки.

Изготовление угля в яме

В большинстве случаев уголь жгут в лесу – это в разы удобнее, чем, скажем, на собственном участке. Но ввиду того, что в последнее время участились лесные пожары, необходимо тщательным образом продумать метод и способ жжения.

При выборе места позаботьтесь о том, чтобы рядом с ним находились большие запасы сушняка или старых деревьев, вместе с тем, процедура жжения угля не должна нанести вред окружающей природе. Для того чтобы приготовить пару мешков угля, нам потребуется яма глубиной в полметра и общим диаметром порядка 0.8 метра. Стенки этой ямы должны быть несколько скошены. Как видите, с этим вполне можно справиться собственноручно.

Дно ямы тщательно уплотняем и разжигаем на нем костер, используя для этого сухую бересту или тонкие ветки. После того, как огонь должным образом разгорится, добавляете в него заранее приготовленные дрова (они должны быть небольшого размера, до 30 сантиметров в длину). Если диаметр веток не превышает семь сантиметров, то распилить их можно и самому, не прибегая к посторонней помощи. Старайтесь укладывать дрова постепенно и, что главное, максимально плотно – обжегся один слой, добавляете другой и так далее. Те дрова, которые уже хорошо обгорели, поправляете заранее приготовленной палкой.

Чтобы дрова полностью выжигались, требуется около трех часов. Далее накрываете дрова сухими листьями, мхом и ветками, сверху насыпаете землю и все это аккуратно утрамбовываете. Дабы уголь окончательно остыл, требуется минимум два дня, по истечении который биотопливо в домашних условиях будет готово.  Через два дня снимаете с ямы землю и все остальное, выгребаете древесный уголь, просеиваете его и упаковываете в мешки.

Если же вы не планируете производить древесный уголь дальше, то зарывайте яму таким образом, чтобы плодородный шар оказался на самом верху, сверху его обратно засыпаете листьями. Разумеется, описанная нами методика требует некоторых и физических, и финансовых затрат, но все они не идут ни в какое сравнение с покупкой уже готового древесного угля. Но есть и другой, не менее важный момент – все это будет сделано лично вами, только вашими силами.

Возможно вас так же заинтересует статья про альтернативные способы отопления частного дома

Биотопливо из рапса

Из рапсовых семян тоже можно производить биологическое топливо. Дабы вникнуть в такую процедуру, можете своими силами провести несложный химический опыт. Берете пять грамм каустической соли и пересыпаете ее (очень быстро, дабы в нее не попал воздух) в стеклянную емкость на два литра, в которой уже находится 200 грамм метанола. Образованную смесь тщательным образом перемешиваете, затем добавляете туда масло, нагретое до температуры 55 градусов.

Чтобы было удобно перемешивать, можете использовать в качестве емкости трехлитровую банку, которая плотно закрывается крышкой.

Важно! В крыше обязательно оставляете отверстие под блендер.

В течение двадцати минут перемешиваете смесь, используя низкие обороты блендера. Затем полученную смесь оставляете на один час при тех же 55 градусах, если же температура будет комнатной, то потребуется уже 24 часа. По истечении этого времени вы заметите, что на дне банки скопился гицерин, а все оставшееся пространство наполнено желтоватой жидкостью – это и будет наше биотопливо. Его необходимо профильтровать.

Видео

В качестве заключения

Итак, учитывая все перечисленные выше преимущества использования биотоплива в качестве альтернативы популярным сегодня типам топлива, можно уверенно говорить, что это достаточно целесообразное решение, к примеру, для фермера. И если вы ознакомитесь с тематической литературой, где более детально рассмотрены методы и схемы производства биотоплива, добавите к этому собственные знания и навыки, то у вас все получится.

И помните: сырье, используемое при работе, должно прекрасно разлагаться и содержать много жидкости. Получается, что навоз – это оптимальный вариант. Также в нем не должно быть никаких посторонних веществ.

Производство биодизеля своими руками в домашних условиях

Выбираем счетчики воды фирмы Itelma

Подробный обзор и описание модификаций счетчиков воды Ителма. Технические хаpaктеристики счетчиков, преимущества и недостатки. Как правильно подобрать счетчик...

06 02 2021 8:49:10

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Знакомимся с газоразрядными лампами. Плюсы и минусы Г Р Л. Области применения ламп газоразрядных разных типов. Устройство и технические хаpaктеристики газоразрядных ламп ртутных и натриевых. Виды Г Р Л — лампы высокого и низкого давления. Компактные лампы. Ознакомительные видео и много разных фото по теме...

25 01 2021 8:43:31

Какой водонагреватель лучше выбрать

Установки подразделяют на два вида: электрические и газовые. Такие системы очень удобны и просты в эксплуатации. Модельный ряд разных типов водонагревателей позволит выбрать бойлер, в зависимости от нужного объема потрeбляемой воды и энергоресурсов для ее нагрева ......

21 01 2021 13:18:54

Чем закрыть батареи отопления в доме

Чем закрыть батареи отопления. Экраны для радиаторов отопления из мдф, металлические, деревянные, пластиковые. Основные виды экранов для радиаторов. Преимущества и недостатки экранов....

18 01 2021 12:31:45

Радиаторы Керми: обзор, технические хаpaктеристики, таблица

Что собой представляет радиатор Керми. Какие модификации существуют. Типы подключения радиаторов. Радиаторы Керми и их технические хаpaктеристики. Основные плюсы и минусы радиаторов Керми. Советы по монтажу и по эксплуатации радиаторов. .....

12 01 2021 22:33:46

Отопительные печи для дачи на дровах

Обзор отопительных печей для дачи, работающих на дровах. Устройство, принцип работы, преимущества и недостатки металлических печей для отопления дачи или гаража...

09 01 2021 23:31:35

Отопительные печи для дачи

Перечень требований, которым должна соответствовать отопительная печь для дачи. Обзор всех типов кирпичных печек, что могут подойти для дачного дома, их преимущества и недостатки....

04 01 2021 15:37:17

Электрический отопительный котел Галан

Обзор продуктов известной торговой марки Галан с описанием электродных и Т Э Новых электрических отопительных котлов. Технические хаpaктеристики отопителей, приборы и средства автоматизации к ним....

01 01 2021 6:23:42

Газовый котел Vaillant ошибка F28: как устранить ее, а также основные неисправности (F29, F36, F75, F22, F28) и отзывы

В данной статье вы узнаете об ошибках газовых котлов Vaillant (F28, F29, F36, F75, F22), как самостоятельно их устранить и что необходимо делать для этого, а также дополнительные возможные неисправности и отзывы владельцев. ...

18 12 2020 22:32:54

Выбираем лучший отопительный котел для частного дома

Разновидности котлов, как подобрать отопительный котел для частного дома. Какой котел лучше выбрать. Какие виды топлива применяют для котла. Газовые котлы, электрические, дизельные, твердотопливные, комбинированные котлы...

05 12 2020 13:51:55

Выбираем насос принудительной канализации для дома

Принудительная канализация представляет собой небольшой по размеру насос, который не требует специального образования для установки и дальнейшей эксплуатации. Данные изделия различаются по нескольким видам и имеют некоторые особенности эксплуатации ......

04 12 2020 20:24:37

Как сделать свой собственный биодизель в домашних условиях

Популярность биодизеля в качестве заменителя топлива на нефтяной основе возросла за последнее десятилетие. В настоящее время многие люди используют его, а не дизельное топливо и бензин. Этот тип топлива сделан из растительного масла вместо нефти. Это использует сложные эфиры, найденные в растительном масле. Переэтерификация — это название процесса, используемого для превращения нефти в биодизель.

Популярность биодизеля обусловлена ​​двумя причинами. Основной причиной является низкая стоимость производства этого вида топлива. Нет сомнений в том, что цены на дизельное топливо и бензин наносят ущерб карманам большинства людей во всем мире. При использовании биодизеля экономится много денег. Эти деньги могут быть использованы для других важных вещей.

Другой причиной популярности биодизеля является его экологичность. В отличие от видов топлива на нефтяной основе, которые загрязняют воздух, биодизель не наносит вреда окружающей среде.

Благодаря преимуществам биодизеля многие люди хотят знать, как он производится. Фактически, это легко сделать, и это может быть сделано дома, используя процессор биодизеля. Это устройство превращает обычное растительное масло в биодизель.

Прежде чем планировать производство собственного биодизеля, важно убедиться, что ваш дизельный двигатель может работать на этом топливе. Лучше всего спросить у производителя. Либо зайдите в их офис или узнать на их сайте. Если у вас нет возможности связаться с производителем, изучите онлайн. Если ваш двигатель не может работать на биодизеле, вы все равно можете использовать это топливо, если у вас есть комплект для переоборудования биодизеля. Узнайте идеальный комплект для переоборудования вашего двигателя, изучив его в Интернете или спросив кого-то, кого вы знаете, у которого тот же двигатель, что и у вас, и который использует биодизель. Купите или сделайте биодизельный процессор, если вы уже уверены, что ваш двигатель может работать на биодизеле.

Биодизель Ингредиенты

  • Растительное масло — это основной компонент биодизеля. Он содержит триглицериды, которые необходимы для производства топлива. Любой тип растительного масла в порядке, но кукурузное масло является наиболее предпочтительным типом. Можно использовать как новое, так и отработанное масло.
  • Метанол — Метанол является разновидностью алкоголя.
  • Гидроксид натрия. Другое название гидроксида натрия — щелочь. Это катализатор.

Процесс производства биодизеля

В биодизельном комбайне смешайте растительное масло и метанол. Следует использовать только небольшое количество метанола. Тщательно смешайте два ингредиента, затем добавьте щелок. Используйте очень небольшое количество щелочи. Биодизельный процессор забирает жирные кислоты из триглицеридов, оставляя только глицерин. Молекулы этанола занимают место, оставленное жирными кислотами. Этот процесс называется переэтерификацией. После проведения трансэтерификации получают жидкость, содержащую 90% биодизеля. Оставшиеся 10% являются побочным продуктом глицерина.

Создание биодизеля с использованием биодизельного процессора действительно легко. Устройство простое в эксплуатации и на самом деле очень мало. Некоторые блоки уже собраны при покупке, в то время как другие должны быть собраны дома. В случае, если вы покупаете несобранный блок, важно тщательно следовать инструкциям по сборке. Разумеется, при работе с устройством следует соблюдать особую осторожность.

Ультразвуковые продукты, которые мы предлагаем

Английский Французский Испанский Итальянский Немецкий Португальский, Португалия Корейский Турецкий Хинди

Производство недорого, экологически чистого топлива - Оборудование для обработки биодизеля

Biodiesel 101: Think Small

Трамплин Биодизель

производит автоматизированное оборудование для обработки биодизеля, которое, поскольку оно мало и подходит практически везде, преобразует использованные кулинарные масла в биодизельное топливо по цене 85 центов за галлон. Такова стоимость материалов и электроэнергии, необходимых для производства экологически чистого топлива, которое выделяет на 90% меньше CO2 и на 50% меньше твердых частиц, чем обычное дизельное топливо, которое оно заменяет. Как это может быть возможным? Когда вы уменьшаете гигантский завод по производству биодизеля до размера устройства, вы устраняете огромные накладные расходы, которые сопровождают завод по производству многомиллионных галлонов. А когда вы делаете топливо из потока отходов, такого как отработанное масло для жарки, в отличие от нефти или даже масла из семян девственных культур, ваше общее углеродное воздействие заметно снижается.

Системы BioPro ™, производимые Springboard Biodiesel, проверены и надежны, компактны, безопасны и управляемы. Если вас интересует система немного большего размера, у нас также есть варианты для вас.Позвоните нам по телефону 530 894 1793 для получения дополнительной информации.

Биодизель

будет работать с любым дизельным двигателем без необходимости переделывать ваш двигатель. Прекрасно сочетается с дизельным топливом в любых пропорциях. Вы часто слышите, как люди ссылаются на B20 или B99. Это означает количество биодизеля в смеси (т. е. B20 содержит 20% биодизеля и 80% дизельного топлива). Большинство клиентов, владеющих оборудованием Springboard Biodiesel, используют B100 всякий раз, когда могут.

Биодизель имеет превосходную смазывающую способность по сравнению с дизельным топливом и особенно ULSD, что означает, что он будет гореть в вашем дизельном двигателе с меньшим износом.

Биодизель также негорючий (температура вспышки 266 градусов по Фаренгейту), биоразлагаемый и, согласно Калифорнийскому совету по воздушным ресурсам, выделяет наименьшее количество углерода из всех жидких видов топлива (!)

Более подробную информацию о биодизеле можно найти в нашей библиотеке биодизеля,

, а также в информационных бюллетенях на веб-сайте Национального совета по биодизелю

Линия BioPro ™

отличается от других процессоров по 5 причинам:

1. Они безопасны (нельзя переоценить)

2.Они просты в эксплуатации (автоматизированы). И предложите также ручное управление для всех, кто хочет экспериментировать с различными рецептами или процессами.

3. Они стабильно и надежно производят топливо класса ASTM из любого растительного или животного масла, содержащего 5% FFA или меньше, при условии, что вы следуете инструкциям в руководстве.

4. Поскольку устройства BioPro ™ (процессоры периодического действия от 50 до 100 галлонов) завершают двойную реакцию, они будут преобразовывать более широкий спектр более грязных масел, чем другие процессоры

5.После девяти лет производства оборудования BioPro ™ наши навыки обслуживания клиентов стали сильнее, чем когда-либо; мы помогли широкому кругу предприятий, организаций и частных лиц успешно производить биодизельное топливо премиум-класса с минимальными изменениями в инфраструктуре, и в настоящее время у нас есть переработчики биодизеля BioPro ™, работающие в 31 стране и во всех 50 штатах.

Краткие процедуры и меры безопасности

Введение

Биодизель - это возобновляемая биомасса, альтернатива дизельному топливу на основе нефти. Биодизель представляет собой преобразованное (переэтерифицированное) сырье из биомассы, такое как растительное масло, животные жиры или отработанное масло для жарки (желтый жир). Переэтерификация - это химическая реакция, при которой молекулы масла расщепляются, что приводит к образованию биодизеля и побочного продукта сырого глицерина. Американское общество испытаний и материалов (ASTM) четко определяет стандарты качества для биодизельного топлива.

Биодизель отлично работает в качестве топлива для любого дизельного двигателя с небольшими изменениями, если таковые имеются.Дизельные двигатели, произведенные до начала 1990-х годов, могут нуждаться в некоторых модификациях, поскольку многие из них имеют уплотнения и другие компоненты, сделанные из натурального каучука, который разрушается при контакте с биодизелем.

Производство биодизеля растет из-за цен на топливо, стремления к энергетической независимости и интереса к производству экологически чистого возобновляемого топлива. Этот информационный бюллетень представляет собой обзор многих аспектов, связанных с производством биодизельного топлива для личного использования (некоммерческого), которое в Пенсильвании ограничено до менее 1000 галлонов в год без разрешения.Ссылка 1 содержит критически важные детали для безопасного производства биодизеля, а также экологические требования, регулируемые государственными и федеральными законами.

Соображения по поводу производства биодизеля

Безопасность

Основные меры предосторожности необходимы для предотвращения личного отравления, пожара и загрязнения почвы и водных ресурсов. Метанол и щелок - два опасных химических вещества, которые необходимы для преобразования растительного масла в биодизельное топливо. Метанол представляет значительную опасность пожара, и его чрезмерное воздействие может вызвать неврологические нарушения.Щелок может вызвать раздражение кожи и легких, а также повреждение глаз. Список средств защиты, которые должны быть в наличии (включая защитные очки, респиратор, перчатки, средства для мытья глаз и огнетушители) при производстве биодизеля, приведен в ссылке 1.

Соответствие экологическим нормам

Предприятия по производству биодизеля могут регулироваться Департаментом охраны окружающей среды (PADEP) и другими организациями в зависимости от их размера и коммерческого статуса.В настоящее время малые некоммерческие предприятия освобождены от разрешений PADEP на переработку топлива, но будут подлежать «дискреционному правоприменению» в случае возникновения проблем или жалоб. Утилизация побочных продуктов регулируется PADEP. Проконсультируйтесь с вашим региональным офисом DEP для получения последних рекомендаций.

Доступность сырья

Для каждого готового галлона биодизеля потребуется как минимум один галлон исходного масла. Потенциальные производители биодизеля должны учитывать количество топлива, которое они надеются произвести, а затем быть уверенными в том, что они могут регулярно получать необходимое сырье.

Обязательства по срокам

Ответственное производство топлива не так просто, как многие думают, а новые производители часто недооценивают потребности во времени. Время должно быть выделено на:

  • Техническое обслуживание биодизельного оборудования и оборудования
  • Сбор сырья
  • Обеспечение безопасности и обращение с химикатами
  • Обработка топлива
  • Промывка водой и сушка топлива воздухом
  • Проверка качества
  • Утилизация побочных продуктов

Экономика

Следует провести анализ стоимости вводимых ресурсов в сравнении с итоговой стоимостью произведенного топлива.Учет затрат на рабочую силу необходим, если время, потраченное на производство биодизеля, противоречит работе, приносящей доход. Затраты, которые следует учитывать, включают:

  • Капитальные вложения в оборудование и объекты
  • Приобретение и транспортировка сырья
  • Химикаты
  • Электроэнергия / энергия
  • Трудовые ресурсы
  • Разрешительные затраты / затраты на утилизацию побочных продуктов

Обработка побочных продуктов

Производители биодизельного топлива будут генерируют значительные количества неочищенного побочного продукта глицерина (около одного галлона глицерина на каждые пять галлонов произведенного биодизельного топлива). Большинство переработчиков также используют воду для очистки топлива и могут производить до двух галлонов сточных вод на каждый галлон произведенного топлива. Соблюдение экологических норм для безопасного обращения с побочными продуктами значительно увеличивает время и затраты на весь процесс.

Характеристики транспортного средства / оборудования

Когда человек наливает первый галлон самодельного биодизельного топлива в топливный бак, этот человек, скорее всего, аннулирует гарантию на двигатель. Пристальное внимание к производственной химии и проверке качества топлива необходимо для обеспечения приемлемых характеристик двигателя.

Маломасштабное производство биодизеля

Описание процесса

Существует множество альтернативных методов для успешного преобразования исходных масел в качественное биодизельное топливо. Этот раздел не предназначен для использования в качестве практического руководства, а скорее представляет собой краткое изложение процедур и правил для мелкосерийного производства в Пенсильвании. Производителям рекомендуется быть в курсе новых технологий для улучшения процессов и изменения государственных нормативных актов.

Упрощенные этапы обработки:

  1. Получение исходного масла
  2. Фильтр масла для удаления твердых частиц
  3. Проверить масло на содержание воды; обезвоживание при необходимости
  4. Тестовое масло на содержание свободных жирных кислот
  5. Сделайте тестовую партию для конкретного сырья
  6. Смешайте большую партию, используя рецепт успешной тестовой партии.
  7. Вести точные подробные записи всех переменных в каждой партии топлива: источник масла, время смешивания, температура, количество реагентов, любые другие параметры обработки
  8. Слить побочный продукт глицерина и маркировать его для дальнейшей обработки, временного хранения или утилизации
  9. Восстановить избыток метанола из сырого биодизеля
  10. Насос биодизеля для промывки резервуаров и промывки
  11. Удаление воды из биодизеля
  12. Фильтрация топлива перед использованием или хранением
  13. Тестовое топливо для определения параметров качества
  14. Извлечение метанола из глицерина
  15. Утилизируйте глицерин и промывочную воду безопасным и ответственным образом

Безопасность

Безопасность должна быть наивысшим приоритетом в любой работе с биодизелем. Пользователи должны получить и изучить копию Паспорта безопасности материала (MSDS) для метанола и щелочи, а также ознакомиться с соображениями безопасности для каждого химического вещества. «Лучшая практика» - это создать четко обозначенную «станцию ​​безопасности» на предприятии по переработке, где паспорта безопасности материалов будут легко доступны. Мелкие производители должны связаться с местным пожарным депо, чтобы сообщить им о переработке и хранении химикатов, которые могут происходить на месте.

Все опасные химические вещества (и любые загрязненные технологические инструменты) должны храниться в закрытых контейнерах для хранения, когда они не используются.Лучше всего использовать утвержденный металлический пожарный шкаф для хранения легковоспламеняющихся жидкостей. Еще одна передовая практика - маркировать все контейнеры для хранения, от ведер с побочным продуктом глицерина до больших резервуаров с отработанным маслом для жарки. Этикетки контейнеров должны указывать жидкость, отличительные характеристики и дату производства или хранения жидкости.

Приобретение и транспортировка сырья

Маломасштабное производство биодизеля проще всего осуществить с помощью высококачественного масла, не содержащего воды и чрезмерного количества пищевых продуктов, не имеющего прогорклого запаха и с низким содержанием кислоты из-за регулярной замены фритюрницы.Хранение отработанного растительного масла на открытом воздухе в ресторанах должно быть надежно закрыто, чтобы вода и паразиты не попали в контейнеры. Емкости для хранения должны иметь четкую маркировку «ОТРАБОТАННОЕ КУХОННОЕ МАСЛО». Извлечение нефти из бочки хранения нефтяной компании считается кражей.

PADEP регулирует сбор и транспортировку использованного кулинарного масла. Автомобиль для вывоза должен иметь наклейку или магнитный знак с надписью «БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ» и указанием имени и адреса владельца транспортного средства. Журнал сбора масла и огнетушитель должны находиться в автомобиле при транспортировке масла.В случае разлива рекомендуется держать ведро с абсорбирующим «масляно-сухим» материалом в транспортном средстве. Важное значение имеет вторичная изоляция в транспортном средстве для сбора, а также защита ведер и бочек для предотвращения разливов во время транспортировки. Масло необходимо подвергнуть грубой фильтрации, вылив его через сетку при перемещении из транспортного средства на хранение. Отработанное кулинарное масло можно хранить в емкости с минимальным воздушным пространством от шести месяцев до года перед обработкой.

Очистка после разливов

Разливы опасных материалов или масла легче всего удалить, если они ограничиваются мощеными или бетонными поверхностями.Следует приложить большие усилия, чтобы не допустить попадания разливов в почву, в ливневую канализацию или люки или в другие поверхностные воды. Если разлив попадает в поверхностные воды или в систему ливневой канализации, он становится разливом с сильным ударом, и о нем необходимо сообщить в службу 911 для принятия срочных мер по очистке.

Чтобы легко справиться с разливами, под рукой должен быть комплект для разлива. В комплект должен входить неплотный впитывающий материал, например наполнитель для кошачьего туалета, а также прокладки, предназначенные для впитывания масел и других химикатов. Вторичная локализация вокруг зон хранения нефти и топлива является наилучшей практикой предотвращения разливов.Бетонный бордюр вокруг резервуаров для хранения нефти и топлива должен быть такого размера, чтобы вместить 110% потенциально пролитой жидкости.

Варианты побочных продуктов

Новые производители должны тщательно продумать, как они будут утилизировать свои побочные продукты, прежде чем начинать производство биодизеля. Производство биодизеля приведет к образованию значительных количеств остаточного побочного продукта глицерина. Неочищенный побочный продукт глицерина содержит около 25% метанола (по объему) и считается опасными отходами. Человек должен носить перчатки и защитные очки и избегать концентрированных паров при работе с сырым глицерином.

Переработка сырого биодизельного глицерина в товарный глицерин в малых масштабах нецелесообразна. Испарение метанола из глицерина при температуре окружающей среды недостаточно, чтобы считать глицерин незагрязненным. Глицерин, хранящийся в пластиковых емкостях для масла для фритюрницы, со временем вытечет. Срок хранения не может превышать один год.

Наземное применение глицерина с метанолом запрещено PADEP. Лучшая практика - регенерировать метанол для упрощения обращения и снижения общих производственных затрат.Утилизация метанола снижает загрязнение окружающей среды и позволяет производителям повторно использовать метанол. Хотя извлечение метанола не является сложным, мелким производителям следует проконсультироваться с опытным персоналом, прежде чем предпринимать этот продвинутый шаг.

Варианты утилизации сырого глицерина с метанолом включают захоронение, анаэробное сбраживание и промышленное сжигание при температурах выше 500 ° F. Каждая из этих опций требует специального разрешения от PADEP. Варианты для глицерина после эффективного восстановления метанола включают компостирование и использование в качестве ингредиента для мыла, обезжиривателя, средства для подавления пыли и корма для животных. При компостировании и дорожной укладке должны соблюдаться инструкции PADEP и PADOT. При компостировании глицерина небольшое количество глицерина следует добавлять в большие количества абсорбирующих материалов, таких как сено, солома, листья или подстилочный навоз. Чтобы предотвратить стекание глицерина с компостных куч, избегайте насыщения куч глицерином и / или дождевой водой. Перед добавлением глицерина в корм для животных проконсультируйтесь с профессиональным диетологом.

Промывочная вода, образующаяся при переработке биодизеля, представляет собой дополнительную проблему утилизации и обработки.Немытый биодизель прямо из реактора обычно содержит мыло, остаточный катализатор, следы глицерина и остаточный метанол, если стадия регенерации метанола не была проведена. Промывка биодизеля водой необходима для «доработки» топлива. Промытое топливо необходимо «просушить» перед использованием в оборудовании или перемещением на хранение. Сушка может осуществляться пассивной или активной сушкой. При пассивной сушке взвешенные капли воды оседают из промытого топлива через несколько дней. Активная сушка включает отделение топлива от отстоявшейся воды, а затем направление воздушного потока через топливо.

Промывочную воду можно сбрасывать в общественную канализацию, но сначала требуется разрешение от местного органа по очистке воды и PADEP. Пропуск промывочной воды через простой жироуловитель предотвратит попадание чрезмерного количества масла в канализацию. Не допускайте попадания промывочной воды в водоемы, ливневую канализацию и другие каналы для сточных вод! Производители биодизеля, загрязняющие водные пути промывочной водой или другими отходами, могут быть привлечены к ответственности по закону.

Хранение топлива

При перекачке промытого биодизеля в емкости для хранения следует использовать проточный фильтр.Водоблокирующий фильтр дизельного топлива 10 микрон улавливает последние частицы или воду. Для новых дизельных двигателей с впрыском высокого давления рекомендуется использовать фильтр 1 микрон.

Готовое биодизельное топливо можно хранить в любых емкостях для хранения, обычно используемых для нефтяного топлива. Топливо следует хранить в чистом, сухом, темном месте. Поскольку биодизель представляет собой органическую жидкость, рекомендуется использовать альгицидные или фунгицидные добавки всякий раз, когда топливо хранится в теплую погоду. Биодизель превращается в гель в холодную погоду, поэтому его необходимо смешивать с бензином или антигелеобразующей добавкой.Срок хранения как биодизельного, так и нефтяного дизельного топлива должен быть ограничен шестью месяцами для достижения наилучших характеристик двигателя.

Качество топлива

Преобладающим стандартом качества биодизеля в США является стандарт ASTM D6751. Коммерческое тестирование ASTM в настоящее время стоит около 1000 долларов за партию, поэтому для небольшого производителя не представляется возможным провести полный анализ каждой произведенной партии. Однако мелкие производители могут провести ряд простых тестов (таких как вязкость, температура помутнения и содержание воды, глицерина, метанола и осадка) на готовом биодизельном топливе. См. Ссылки 2 и 3. Результаты этих испытаний будут служить хорошими индикаторами того, является ли биодизель качественным продуктом для использования в дизельных двигателях, и предоставят производителю обратную связь о любых изменениях, направленных на улучшение системы обработки топлива.

Резюме

Биодизельное топливо можно производить из ряда исходных материалов (сырья), включая растительные масла, отработанные кулинарные масла и животные жиры. Биодизель (конечный продукт в процессе переэтерификации исходного масла) должен соответствовать стандартам качества для обеспечения наилучших характеристик дизельного двигателя.Хотя может показаться, что дизельные двигатели «хорошо работают» на различных видах топлива в течение коротких периодов времени, существует вероятность как краткосрочных, так и долгосрочных повреждений, если используется топливо низкого качества.

Мелкомасштабное производство биодизеля может осуществляться безопасным и экологически ответственным образом, что позволяет получать качественный продукт. Важно обеспечить соблюдение передовых методов управления для защиты здоровья и безопасности производителя и окружающей среды, а также для сведения к минимуму риска проблем с транспортными средствами / механизмами.У каждого человека будет свой объект, со своим набором проблем. Очень важно быть в курсе улучшений процессов и государственных постановлений.

Информация в этом информационном бюллетене предоставлена ​​для общественных нужд; Университет штата Пенсильвания не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или надежности информации, содержащейся в данном документе.

Ссылки

  1. Безопасность биодизеля и передовые методы управления для мелкомасштабного некоммерческого производства.2007. Государственный университет Пенсильвании, Univ. Парк, Пенсильвания
  2. Кемп, В. Х. 2006. Основы биодизеля и не только. Aztext Press, Онтарио, Канада,
  3. Кнот, Г., Дж. Краль и Дж. Ван Герпен. 2005. Справочник по биодизелю. AOCS Press, Шампейн, Иллинойс.
  4. Пал, г. 2005. Биодизель: рост экономики новой энергии. Chelsea Green, Уайт-Ривер-Джанкшн, Вирджиния.

Этот информационный бюллетень был подготовлен совместными усилиями многих сотрудников Государственного университета Пенсильвании (Колледж сельскохозяйственных наук, Инженерный колледж и колледж по охране окружающей среды и безопасности), Колледжа Дикинсона, Колледжа Вильсона и Департамента охраны окружающей среды Пенсильвании.

Подготовлено Деннисом Э. Баффингтоном, профессором сельскохозяйственной и биологической инженерии, и Мэтью Стейманом, Колледж Дикинсона и Колледж Уилсона

Как производить биодизель - изготовление комплектов биодизеля

Старший редактор Майк Аллен (который в предыдущей карьере преподавал органическую химию) поднимает перчатки, чтобы закачать метанол в процессор.

«Сделайте свой собственный дизель по цене 70 центов за галлон», - гласило объявление в Интернете. Я устал платить за 30 галлонов обычного дизельного топлива каждую неделю, чтобы заправить пикап, поэтому я скачал инструкцию. Вскоре я начал высасывать отработанное масло для жарки из резервуаров за рестораном и смешивать его с щелоком и метанолом в 5-галлонной бутылке, прежде чем заливать его в старый водонагреватель.

Два часа спустя я открыл клапан в нижней части обогревателя, и из шланга потекла черная слизь - биоразлагаемое вещество, называемое глицерином. Вскоре глицерин вытек и превратился в жидкую прозрачную жидкость янтарного цвета: у меня была первая партия биодизеля.

Я приготовил первую партию топлива пять лет назад. Если учесть все время, которое я потратил на изготовление самодельного биодизельного процессора (переделанный электрический водонагреватель) и эксперименты с его конструкцией (некоторые партии пошли, ммм, менее чем идеально - мне пришлось заменить два инжекторных насоса на моем грузовике), Мой опыт работы с самодельным топливом часто был утомительным, а иногда и очень дорогим процессом.

С тех пор промышленность и технология производства биодизеля развивались. Благодаря профессионально разработанным системам биодизеля, доступным сегодня, этот процесс проще, безопаснее, занимает меньше времени и дает более стабильные результаты.Поэтому я решил попробовать один из имеющихся в продаже процессоров - он поставлялся в коробке со всем оборудованием и реагентами, необходимыми для производства стабильного высококачественного биодизельного топлива. Используемый здесь процессор FuelMeister имеет на пять клапанов меньше, чем восемь в моем старом самодельном. Он также смешивает щелок и метанол внутри резервуара, чтобы предотвратить опасные разливы.

Безопасность биодизеля

Да, вы можете приготовить биодизель в пластиковом ведре, используя немного больше, чем очиститель для слива, антиобледенитель на газовой линии и деревянную ложку, если вы знаете, что делаете.Но это может быть опасно. Брызги щелока и / или метанола в глаза могут ослепить. А электрические насосы, оставленные без присмотра, в присутствии сотен галлонов легковоспламеняющихся веществ, по понятным причинам заставят вашего местного пожарного начальника нервничать. К тому же некачественный продукт повредит ваш очень дорогой ТНВД. Наш совет? Тщательно исследуйте производство биодизеля, прежде чем приступить к рутине сумасшедшего ученого.

1. Начните с фильтрации отработанного растительного масла, чтобы удалить куски пищи, оставшиеся от фритюрницы.Мы использовали малярный фильтр. Фильтрат в основном панировочный, иногда с кусочками ... чего-то. Смешайте все масло из разных источников, чтобы получить однородный образец.

2. Затем нам нужно провести титрование, чтобы увидеть, насколько кислотно масло. Добавьте небольшое количество индикаторного красителя фенолфталеина в тщательно приготовленную смесь метанола и гидроксида натрия. Добавьте в смесь образец кислого отработанного масла с помощью калиброванной пипетки.

3. Влить струйкой приготовленный основной реагент, пока смесь не станет фиолетовой в течение 10 секунд перемешивания. Количество добавляемого здесь реагента определяет количество метоксида (смесь метилового спирта и гидроксида натрия), добавляемого к маслу для завершения процесса переэтерификации. Для расчета суммы требуется простая математика или справочная таблица.


В процессе преобразования растительного масла в биодизельное топливо в процессе, известном как переэтерификация, задействовано довольно много химии.Растительное масло (VO) состоит из цепочек жирных кислот, удерживаемых вместе молекулами глицерина. Метанол разрывает цепочки жирных кислот. Едкий щелочной щелок (гидроксид натрия, хотя вы также можете использовать гидроксид калия) отщепляет глицерин (тяжелый спирт) от этих цепей, а метанол (легкий спирт), в свою очередь, заменяет глицерин, оставляя более короткие и легкие, больше горючих молекул. В результате получается масло, которое хорошо горит как прямая замена дизельному топливу на нефтяной основе, с 12-15% глицерина, остающимся на дне бака.Щелок в этом случае действует только как катализатор и не расходуется в процессе.

С другой стороны, отработанное растительное масло (WVO), которое мы получаем через черный ход в ресторанах, является несколько кислым, поскольку оно содержит свободные жирные кислоты, которые образуются при нагревании и приготовлении пищи. К счастью, эта кислотность нейтрализуется чрезвычайно щелочным щелоком, необходимым для переэтерификации. Добавление щелока превращает свободные жирные кислоты в форму мыла, большая часть которого будет стекать вместе с глицерином.Оставшееся мыло удаляется при стирке. Конечно, мы должны быть уверены, что количества щелочного щелока достаточно, чтобы уравновесить кислотность, иначе мы получим некачественное топливо.

4. Нагрейте масло до 120 F, затем добавьте рассчитанное количество смеси метанол / гидроксид. Используемый нами процессор FuelMeister позволяет вам смешивать метанол / щелочь внутри резервуара, прикрепленного к крышке. Перемешивайте в течение часа, спустив шланг перекачивающего насоса обратно в емкость. На этом этапе масло будет преобразовано в биодизельное топливо. Дайте более тяжелому глицерину отстояться в течение нескольких часов.

5. Слейте глицерин снизу до тех пор, пока из клапана не выйдет более тонкое биодизельное топливо более светлого цвета. Затем используйте воду, чтобы смыть излишки метанола, щелока и мыльного раствора с биодизельного топлива. Через несколько часов вода осядет на дно емкости, откуда ее можно будет слить.

6. Дайте топливу проветриться в течение дня или двух с закрытым верхом, чтобы дать рассеяться любой мутности (вызванной небольшим количеством оставшейся воды).


Вы не сможете производить биодизельное топливо , если у вас нет пары высококачественных ресторанов в вашем районе. Жирные ложки применять не нужно. Это потому, что чем чище WVO, тем лучше биодизель. В ресторанах, которые переваривают пищу, не часто меняют масло или готовят много замороженных продуктов, масло будет с высоким содержанием свободных жирных кислот.

Что касается воды, то лучше меньше. Всего лишь 5 процентов в WVO может оставить в вашем процессоре порцию мыльного глотка вместо биодизеля. Вы не хотите иметь дело с беспорядком по уборке, поэтому осторожность при выборе сырья в конечном итоге окупится. Нагрейте пару унций WVO на сковороде. Если он шипит, значит, воды слишком много. Эту воду можно удалить, нагрея масло до температуры выше 220 градусов в открытом контейнере, а затем дав ему остыть. Но это потребляет много энергии, и вам придется присматривать за всем бизнесом из-за опасности возгорания.Лучше всего найти более качественный WVO.

Оживленные рестораны похожи на конвейеры по приготовлению пищи. Они нагревают масло в одно и то же время, при правильной температуре и каждый день жарят примерно одинаковое количество еды. Они также меняют масло для жарки в одно и то же время и одним и тем же способом каждую неделю. В других местах не так осторожно, и их масло дает мне меньше биодизеля более низкого качества за партию. Я получаю почти весь свой WVO из двух местных ресторанов, и у меня никогда не было воды в масле. Переработка биодизеля стала популярной.Раньше рестораны приходили в восторг, когда я забирал старое масло, не заряжая его. Теперь WVO - товар, мало чем отличающийся от сырой нефти. Когда обычное дизельное топливо стоит около 2,50 доллара за галлон, я плачу 0,30 доллара за галлон. Когда дизельное топливо стоило 4,85 доллара за галлон, я платил 0,60 доллара за галлон.

Процессор на 40 галлонов, который мы использовали здесь, стоит почти три тысячи. Мы сэкономили около 1,20 доллара за галлон по сравнению с текущей ценой на бензин и дизельное топливо, если не считать 2995 долларов за процессор. Это означает, что нам придется делать 62 или более партии, чтобы окупить вложения, или одну партию каждые шесть дней - в течение года.Пара порций может быть забавным, но проводить каждую субботу с жирными руками может оказаться утомительным занятием. Вам также нужно будет создать место для хранения WVO, метанола и биодизеля, которые легковоспламеняющиеся, и место для работы. Не забывайте, что вам также необходимо утилизировать остатки некачественного WVO, изрядное количество глицерина и случайную партию глопа. После переэтерификации остается избыток метанола и щелочи, и коммерческие производители биодизеля извлекают метанол и используют его для следующей партии.У местных властей может быть мнение относительно правильной и законной утилизации глицерина.

Вам по-прежнему необходимо использовать изрядное количество обычного минерального дизельного топлива в баке вместе с домашним топливом, особенно зимой, когда низкие температуры превращают даже самое качественное биодизельное топливо в желе.

Кроме того, нынешние дизельные двигатели с прямым впрыском не очень хорошо себя чувствуют при концентрациях биологических веществ выше 10 процентов. Почему? Чтобы термически очистить сажевый фильтр (DPF), система впрыска периодически впрыскивает топливо в цилиндр во время такта выпуска, чтобы повысить температуру выхлопных газов до такой степени, чтобы зажечь углерод внутри DPF.Уголь просто сгорает, и DPF готов отфильтровать больше частиц. Биодизельное топливо, более вязкое, чем минеральное дизельное топливо, прилипает к стенкам цилиндра и смывается через кольца в картер. Это может привести к разбавлению моторного масла и потенциально вызвать повреждение двигателя. Большинство производителей автомобилей запрещают использование биодизеля с содержанием более 10 процентов, если вы ожидаете гарантийной защиты. Биодизель лучше всего работает в старых дизельных автомобилях с механическим впрыском в камеру предварительного сгорания.

Не говоря уже о мерах предосторожности, вы можете производить дизельное топливо экологически рационально, а также сокращать загрязнение окружающей среды.Получение хорошего поставщика WVO при низких ценах на топливо должно гарантировать адекватное предложение при повышении спроса. Биодизель очень хорошо хранится в прохладном и сухом месте, если впрыснуть немного азота из сварочного цеха в верхнюю часть бочки. Создание большого количества вещей сейчас может быть одним из способов сделать ваши собственные небольшие инвестиции в фьючерсы на домашнее биодизельное топливо, поскольку обычные цены на дизельное топливо растут.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Самодельное биодизельное топливо - Сделайте свой собственный биодизель

Производство биодизеля - нагрев растительного масла

фото © Адриан Гейбл

Мы варим самодельное биодизельное топливо из отработанного растительного масла в прочных пластиковых ведрах объемом 5 галлонов. Мы делаем это для того, чтобы партии были небольшими, чтобы облегчить обработку и транспортировку готового продукта.

Первый шаг - нагреть масло примерно до 100 градусов F.Мы достигаем этого, переливая масло в стальную кастрюлю и нагревая его на походной печи. Это позволяет нам делать это в подвале, сосредоточивая все процессы в одном месте. Не допускайте перегрева масла. Если он станет слишком горячим, второстепенные ингредиенты вступят в реакцию.

В теплую погоду мы не топим печку и ставим на солнце ведра с маслом. Всего через несколько часов они готовы к обработке. Пока масло нагревается, переходим к следующим шагам.

Для нашей обычной партии мы используем 15 литров растительного масла.

Безопасное обращение и дозирование метанола

фото © Адриан Гейбл

Метанол - один из трех основных ингредиентов, используемых для производства биодизеля. Нам нравится покупать метанол в бочках емкостью 54 галлона в местном гоночном магазине. Такой способ обычно оказывается наиболее экономичным. Убедитесь, что насос для бочек, используемый для перекачки метанола, рассчитан на спирт. Как видите, обычно они сделаны из желтого нейлонового материала.Он не реактивный и непроводящий.

Для нашей обычной партии мы используем 2,6 литра метанола.

Безопасное обращение со щелоком

фото © Адриан Гейбл

Щелок, также известный как гидроксид натрия (NaOH), и каустическая сода - третий ингредиент, используемый для производства биодизеля. Поищите его в магазинах сантехники или у поставщиков химической продукции в Интернете.

Измерение щелока

фото © Адриан Гейбл

Самое дорогое оборудование, которое мы используем для производства домашнего биодизеля, - это хороший баланс качества.Вы также можете использовать качественные электронные весы, но важно, чтобы они были точными. Точное измерение необходимого количества щелочи имеет решающее значение для успешной реакции на биодизельное топливо. Наличие отклонения всего в несколько граммов может иметь решающее значение между успехом и неудачей.

Для нашей обычной партии мы используем 53 грамма щелока.

Смешивание метоксида натрия

фото © Адриан Гейбл

Метоксид натрия - это настоящий ингредиент, который вступает в реакцию с растительным маслом с образованием биодизеля (метиловых эфиров).На этом этапе метанол и щелок, которые были измерены и дозированы на предыдущих этапах, объединяются для получения метоксида натрия.

Метоксид натрия - чрезвычайно едкое основание. Пары, выделяемые в процессе смешивания, а также сама жидкость чрезвычайно токсичны. Обязательно используйте перчатки из прочной синтетической резины, защитные очки и респиратор.

Как видите, инструменты для смешивания просты. Мы используем банку из-под кофе и сверло со сточенным наконечником и вставляемую в ручную дрель.На самом деле нет необходимости тратить много денег на оборудование - многие из них могут быть самодельными. Чтобы растворить кристаллы щелока, нужно примерно 5 минут вращать лезвие в жидкости в банке с кофе.

Примечание. По мере реакции жидкость нагревается.

Добавление подогретого масла в ведро

фото © Адриан Гейбл

После того, как масло нагреется, вылейте его в емкость для смешивания. Ведро должно быть полностью сухим и без остатков. Остатки любого оставшегося вещества могут нарушить тонкую реакцию и испортить партию биодизеля.

Нам нравится использовать переработанные 5-галлонные ведра для шпаклевки или ведра для ресторанов. Если вы собираетесь использовать ведро, сделанное из других материалов, вам необходимо сначала проверить его, чтобы убедиться, что оно выдерживает реакцию биодизеля.

Добавление метоксида натрия в масло в ведре для смешивания

фото © Адриан Гейбл

На этом этапе мы обычно добавляем половину метоксида натрия к маслу в емкости для смешивания, а затем даем оставшемуся метоксиду натрия еще одну или две минуты перемешивания.Это дополнительное перемешивание полностью растворит оставшиеся кристаллы щелока.

Примечание: любые нерастворенные кристаллы щелока могут нарушить реакцию. Добавьте последнюю оставшуюся часть к маслу в ведре для смешивания. В этот момент вы начнете видеть очень слабую реакцию, когда метоксид натрия вступает в контакт с маслом. Он пузырится и кружится!

Перед тем, как мы начнем смешивать биодизельное топливо

фото © Адриан Гейбл

Наконец, в масло был добавлен весь метоксид натрия, и оно приобрело насыщенный каштановый цвет.(Это скоро изменится.)

Колотушка, которую вы видите на этой фотографии, была взята из заброшенного промышленного миксера. Стоимость: самое время рыть груду стального лома. Вы могли бы так же легко купить недорогой миксер для краски с дрелью, который бы делал то же самое.

Первая минута процесса смешивания

фото © Адриан Гейбл

Мы сделали этот снимок, чтобы показать вам, как выглядит первая минута реакции. Как видите, это мутная, мутная смесь.Когда колотушка вращается в течение первых минут или двух, вы действительно можете услышать нагрузку на двигатель, и он немного замедлится. Что происходит, так это то, что смесь немного загустевает непосредственно перед началом основной химической реакции, когда глицерин начинает отделяться от растительного масла. В этот момент вы можете услышать, как двигатель набирает скорость, поскольку масло становится жидким и разделение продолжается.

Продолжение процесса смешивания

фото © Адриан Гейбл

Как можно догадаться по этой картинке, весь смесительный аппарат самодельный.Все было сделано из материалов, которые были в нашем магазине, кроме сверла. Мы потратили 17 долларов на обычную ручную дрель на 110 вольт в Harbour Freight (мои настоящие инструменты слишком хороши для этого процесса). Сверло станет жирным и грязным, поэтому мы также предостерегаем вас от использования ваших хороших инструментов.

Мы закрываем ведро для смешивания крышкой, чтобы избежать брызг. Чтобы подать смесительный вал к сверлу, мы просверлили отверстие диаметром 1 дюйм и пропустили насадку.Несмотря на то, насколько просто выглядит этот аппарат, он работает на удивление хорошо. Установите скорость дрели примерно на 1000 об / мин и дайте ей поработать 30 минут непрерывно. Это обеспечивает полную и тщательную реакцию. Вам не нужно присматривать за этой частью процесса. Мы всегда устанавливаем кухонный таймер и выполняем другие задачи во время работы миксера.

После звукового сигнала таймера выключите дрель и выньте ведро из миксера. Отложите ведро в сторону, закройте его крышкой и дайте постоять всю ночь.Для осаждения глицерина потребуется не менее 12 часов.

Перейдите к части 2, чтобы увидеть, как мы завершим процесс

Сделать биодизель из грязного старого кулинарного масла стало намного проще

ИЗОБРАЖЕНИЕ: Губчатые катализаторы могут изменить производство биодизеля и химическое производство. Изображение показывает пористую керамическую губку, изготовленную в ходе исследования (увеличенное в 20 000 раз). посмотреть еще

Источник: Университет РМИТ

Исследователи разработали мощный и недорогой метод переработки использованного кулинарного масла и сельскохозяйственных отходов в биодизельное топливо, а также превращения пищевых отходов и пластикового мусора в ценные продукты.

В этом методе используется новый тип ультраэффективного катализатора, который может производить низкоуглеродистое биодизельное топливо и другие ценные сложные молекулы из разнообразного нечистого сырья.

Отработанное кулинарное масло в настоящее время должно пройти энергоемкую очистку для использования в биодизеле, поскольку коммерческие методы производства позволяют обрабатывать только чистое сырье с 1-2% загрязнителей.

Новый катализатор настолько прочен, что может производить биодизельное топливо из низкосортных ингредиентов, известных как сырье, содержащих до 50% загрязняющих веществ.

Он настолько эффективен, что может удвоить производительность производственных процессов по переработке мусора, такого как пищевые отходы, микропластик и старые шины, в ценные химические прекурсоры, используемые для производства чего угодно, от лекарств и удобрений до биоразлагаемой упаковки.

Дизайн катализатора описан в новом исследовании международного сотрудничества под руководством RMIT University, опубликованном в журнале Nature Catalysis .

Со-ведущий исследователь профессор Адам Ли, RMIT, сказал, что традиционные технологии катализаторов зависят от сырья высокой чистоты и требуют дорогостоящих инженерных решений, чтобы компенсировать их низкую эффективность.

«Качество современной жизни в решающей степени зависит от сложных молекул, которые поддерживают наше здоровье и обеспечивают питательную пищу, чистую воду и дешевую энергию», - сказал Ли.

"Эти молекулы в настоящее время образуются в результате неустойчивых химических процессов, которые загрязняют атмосферу, почву и водные пути.

«Наши новые катализаторы могут помочь нам в полной мере использовать ресурсы, которые обычно выбрасываются в отходы - от прогорклого отработанного кулинарного масла до рисовой шелухи и овощной кожуры - для развития экономики замкнутого цикла.

«А за счет радикального повышения эффективности они могут помочь нам значительно снизить загрязнение окружающей среды химическим производством и приблизить нас к революции зеленой химии».

Каталитическая губка: продвижение зеленой химии

Для создания нового сверхэффективного катализатора команда изготовила керамическую губку микронного размера (в 100 раз тоньше человеческого волоса), которая является высокопористой и содержит различные специализированные активные компоненты.

Молекулы сначала попадают в губку через большие поры, где они подвергаются первой химической реакции, а затем переходят в более мелкие поры, где они подвергаются второй реакции.

Это первый раз, когда был разработан многофункциональный катализатор, который может последовательно выполнять несколько химических реакций в пределах одной частицы катализатора, и он может изменить правила игры на мировом рынке катализаторов стоимостью 34 миллиарда долларов.

Со-ведущий исследователь профессор Карен Уилсон, также из RMIT, сказала, что новый дизайн катализатора имитирует способ, которым ферменты в клетках человека координируют сложные химические реакции.

«Ранее были разработаны катализаторы, которые могут выполнять несколько одновременных реакций, но эти подходы не позволяют контролировать химию и имеют тенденцию быть неэффективными и непредсказуемыми», - сказал Уилсон.

«Наш биологический подход основан на использовании природных катализаторов - ферментов - для разработки мощного и точного способа проведения множественных реакций в заданной последовательности.

«Это похоже на наноразмерную производственную линию для химических реакций - все в одной, крошечной и сверхэффективной частице катализатора».

Дизельное топливо своими руками: поддержка распределенного производства биотоплива

Губчатые катализаторы дешевы в производстве и не содержат драгоценных металлов.

Для производства низкоуглеродного биодизельного топлива из сельскохозяйственных отходов с использованием этих катализаторов требуется немного больше, чем большой контейнер, осторожное нагревание и перемешивание.

Это низкотехнологичный и недорогой подход, который может способствовать развитию распределенного производства биотоплива и снизить зависимость от дизельного топлива, получаемого из ископаемого топлива.

«Это особенно важно в развивающихся странах, где дизельное топливо является основным топливом для работы бытовых генераторов электроэнергии», - сказал Уилсон.

«Если бы мы могли дать фермерам возможность производить биодизельное топливо непосредственно из сельскохозяйственных отходов, таких как рисовые отруби, орехи кешью и оболочки семян клещевины, на их собственной земле, это помогло бы решить критические проблемы энергетической бедности и выбросов углерода.«

В то время как новые катализаторы можно сразу использовать для производства биодизеля, при дальнейшем развитии они могут быть легко адаптированы для производства реактивного топлива из сельскохозяйственных и лесных отходов, старых резиновых шин и даже водорослей.

Следующими шагами исследовательской группы Школы наук RMIT станут увеличение производства катализаторов с граммов до килограммов и внедрение технологий 3D-печати для ускорения коммерциализации.

«Мы также надеемся расширить диапазон химических реакций, включив в них световую и электрическую активацию для передовых технологий, таких как искусственный фотосинтез и топливные элементы», - сказал Ли.

«И мы надеемся работать с потенциальными деловыми партнерами, чтобы создать ряд коммерчески доступных катализаторов для различных приложений».

###

Исследование финансировалось Австралийским исследовательским советом (учебные центры Discovery, Linkage, Industrial Transformation).

«Пространственно ортогональный иерархически пористый кислотно-основной катализатор для каскадных и антагонистических реакций», с сотрудниками из Университетского колледжа Лондона, Университета Манчестера, Университета Западной Австралии, Университета Плимута, Университета Астон, Университета Дарема и Университета Лидса. в Nature Catalysis (DOI: 10.1038 / s41929-020-00526-5).

Заявление об ограничении ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

Два достижения в области биодизельной технологии

июль / август 2014

В этом выпуске Inform рассказывается о двух достижениях в области биодизельной технологии - на основе жидкой липазы и твердых катализаторов.


Ферментативное биодизельное топливо из низкокачественных масел
  • В первом квартале 2014 года и Blue Sun Biodiesel в Сент-Джозефе, штат Миссури, США, и Vieselfuel LLC в Стюарте, Флорида, США, объявили о полномасштабном производстве биодизеля на основе липазы в качестве катализатора.
  • Производство на обеих площадках работает уже больше года. Компания Novozymes является поставщиком и партнером ферментов, и завершение полномасштабного производства является результатом длительных целенаправленных исследований и разработок.
  • Новая липазная технология позволяет обрабатывать нефтяное сырье с любой концентрацией свободных жирных кислот и с меньшими затратами энергии, чем со стандартным химическим катализатором. В этой статье старший научный руководитель Novozymes описывает процесс и то, как он был разработан.

Использование липаз в производстве биодизеля насчитывает более 10 лет, и в значительном количестве статей предлагается использовать иммобилизованные ферменты (Fjerbaek, L., et al., 2009 г.). Первые испытания с использованием жидких липаз вместо иммобилизованных были проведены в лабораториях Novozymes в 2006 году и привели к получению первых патентных заявок.

В 2008 году Датский национальный фонд передовых технологий поддержал масштабные исследования с участием университетов и производителя биодизеля. В то же время Novozymes начала сотрудничество с Piedmont Biofuels в Питтсборо, Северная Каролина, США. Цели обоих проектов заключались в том, чтобы найти липазу с достаточно низкой отпускной ценой, чтобы конкурировать на рынке химического биодизеля, и продемонстрировать процесс ферментативного биодизеля в экспериментальном или производственном масштабе.Первоначально сотрудники полагали, что в результате получится недорогая иммобилизованная липаза, но со временем наиболее эффективным оказался процесс с использованием новой жидкой рецептуры липазы (Cesarini, S., et al. , 2013). Результаты привели к подаче последней заявки на патент в 2012 году, в которой описывается основа процесса BioFAME® с использованием липаз в жидкой форме в качестве катализатора и включается повторное использование фермента (патент WO2012 / 098114, 2012).

Последний процесс ферментативного биодизельного топлива состоит из стадии ферментативной реакции с последующей полировкой, как показано на Рисунке 1.


Принцип работы ферментного реактора заключается в создании эмульсии с небольшим количеством воды (1-2%), так как фермент работает именно на границе раздела между маслом и водой. Требуется постоянное и эффективное перемешивание во время реакции. Была обнаружена одна важная спецификация нефтяного сырья; он не должен содержать кислот, добавленных выше по потоку. Нейтрализацию таких кислот можно обеспечить, например, добавлением 50 ppm NaOH в виде 10% раствора.Температура реакции должна поддерживаться на уровне 35 ° C / 95 ° F, и метанол следует добавлять постепенно, чтобы предотвратить инактивацию ферментов. Обычно необходимый метанол добавляют в течение первых 6–10 часов реакции. Предлагается эффективная дозировка фермента 0,7%, а при повторном использовании расход фермента будет близок к 0,2% мас. / Мас. На масло. Только в первую порцию требуется добавление воды. Во время дополнительных партий обычно достаточно воды из повторно используемой тяжелой фазы и влажного метанола.

На рис. 1 показан реактор в сочетании с центрифугами для разделения метиловых эфиров жирных кислот (FAME) и глицерина после реакции. В качестве альтернативы можно использовать осаждение под действием силы тяжести в реакторе, но для получения прозрачного глицерина требуется относительно долгое время. В любом случае в каждой партии происходит небольшая потеря активности фермента. Условия метанола / температуры вызывают небольшую инактивацию фермента и физическую потерю фермента на стадии разделения. Опыт может гарантировать, что общая потеря активности фермента ограничена <15% на партию.

Использование жидких липаз было прорывом, поскольку их производство намного дешевле, и они обеспечивают как технологическую, так и экономическую выгоду. Используя липазу Novozymes Callera Trans®, можно производить биодизельное топливо из самых разных масел. Возможность производить биодизельное топливо из сырья независимо от содержания в нем свободных жирных кислот, в конечном итоге, делает этот процесс более экономичным способом производства биодизеля.

Одна из ключевых используемых технологий - восстановление фермента.Время реакции 20–24 часа зависит от определенной концентрации фермента, например 0,7% масла. Чтобы снизить связанные с этим затраты, фермент собирается и повторно используется. После реакции реакционная смесь разделяется гравитационным способом / центрифугированием на три слоя, как показано на рисунке 2. Фаза глицерина после разделения сильно отличается от глицерина, полученного в процессе с щелочным катализатором, поскольку она почти не содержит соли.

Фаза FAME ферментативной реакции обычно состоит из композиции со связанным глицерином <0.22% и 2% свободных жирных кислот. Содержание FFA варьируется, так как оно зависит от содержания FFA в корме. При очень высоком содержании FFA, например, в дистилляте пальмовых жирных кислот, оно обычно может достигать 2,5–3,0% FFA. Низкое содержание FFA после реакции может быть достигнуто путем регулирования содержания воды и метанола, принимая во внимание воду, образовавшуюся при этерификации FFA. Данные по различным реакциям масла включены в Таблицу 1.

Этап полировки требуется в основном из-за содержания FFA, которое необходимо снизить до <0.25% согласно спецификации ASTM. Это может происходить как один из нескольких альтернативных шагов процесса:

1. Промывка щелочным раствором. Промывка каустической содой основана на концепции очистки, при которой FFA удаляются с помощью промывки NaOH из первого масла. Остаточное содержание FFA в фазе FAME относительно низкое, а образование мыла ограничено. Однако растворимость мыла в FAME отличается от его растворимости в масле, и требуется более высокий рециркуляционный объем мыла / FAME, чем нормальный объем мыла в 2,5 раза.Одним из преимуществ промывки щелочью является значительное снижение моноглицеридов.

2. Этерификация смол. Технология смолы используется сегодня для удаления FFA из нефти в качестве предварительной обработки для производства биодизельного топлива с катализатором на основе метоксида натрия. Эта концепция также применима в качестве этапа полировки и использует смолу, катализирующую этерификацию при высоких температурах (90 ° C / 195 ° F) и концентрации метанола (15–20%).

3. Этерификация серной кислоты. Этерификация серной кислоты хорошо зарекомендовала себя в качестве предварительной обработки сырья с высоким содержанием FFA, например животного жира.Существуют ограничения на уровень FFA, которые могут быть этерифицированы, и оборудование должно иметь стеклянную футеровку для предотвращения чрезмерной коррозии. Поскольку реакция BioFAME обеспечивает получение FFA в типичном количестве 2%, сернокислотный процесс может обеспечить достижение уровней FFA в соответствии с техническими условиями за одну стадию.

4. Ферментативная этерификация. С технической точки зрения, это, пожалуй, самый выгодный из упомянутых процессов. Помимо этерификации FFA, он также обеспечивает переэтерификацию оставшихся глицеридов.В этом случае необходимо учитывать стоимость фермента.

Дистилляция конечного продукта - это вариант защиты от любого уноса из низкокачественных масел, например, чтобы гарантировать, что парафин или ионы металлов не будут обнаружены в конечном биодизельном топливе. Улучшенный цвет и качество холодного замачивания также могут быть обеспечены путем дистилляции.

Novozymes в настоящее время завершает разработку применения ферментативного биодизельного топлива и готова официально запустить концепцию в конце этого года.Вместе с нашими партнерами, которые используют липазу Callera Trans в полномасштабном производстве, мы показали, что биодизельное топливо можно производить из масел, имеющих разные низкие качества, независимо от содержания FFA и имеющих низкую стоимость восстановления метанола. Процесс был установлен на двух полномасштабных заводах, один как процесс модернизации традиционного завода, а другой как новый завод. Это первый шаг в биодизельной промышленности, но уже предвидятся будущие перспективы для ферментативных процессов, таких как комбинированное рафинирование и переэтерификация и ацилирование стерилгликозидов.

П.М. Нильсен является старшим научным менеджером научно-исследовательской группы Novozymes Bioenergy Opportunities. Контактное лицо: [email protected]

Информ Действие

Чезарини, С., П. Диас, П.М. Нильсен, Изучение новой растворимой липазы для производства FAME в водосодержащих системах с использованием сырого соевого масла в качестве сырья, Process Biochem. 48 : 484–487, 2013.

Fjerbaek, L., K.V. Кристенсен и Б. Норддаль, Обзор текущего состояния производства биодизеля с использованием ферментативной переэтерификации, Biotechnol.Bioeng. 102 : 1298–1315, 2009.

Нильсен П.М., Производство сложных алкиловых эфиров жирных кислот, Патент Всемирной организации интеллектуальной собственности WO2012 / 098114, 2012.


Инновационные катализаторы открывают новые возможности на рынке биодизеля

Новый запатентованный процесс с твердым катализатором, разработанный Benefuel:

  • преобразует непищевые жиры и масла, которые являются возобновляемым сырьем, в биодизельное топливо спецификаций;
  • превращает глицериды и свободные жирные кислоты в сложные алкиловые эфиры для промышленного использования; и
  • работает с меньшими затратами, чем любой другой существующий процесс этерификации или переэтерификации.

Текущий, широко используемый процесс производства биодизельного топлива восходит к химическим процессам, существующим с конца 19-го и начала 20-го веков: периодические операции с использованием гомогенных катализаторов, периодическое разделение и тому подобное. Поскольку в 2005 году биодизельная промышленность США начала быстро расширяться, производители США столкнулись с постоянными проблемами конкуренции с пищевой промышленностью за одно и то же сырье - рафинированное, отбеленное и дезодорированное (RBD) соевое масло, а также за постоянно растущие цены и меньшую прибыль.Наряду с этим начались все еще кипящие дебаты «еда против топлива» о том, как следует распределять сельскохозяйственный потенциал США.

В то время как возможности для новой биодизельной технологии, способной перерабатывать непродовольственное сырье, были огромны, чтобы быть коммерчески жизнеспособной, такая технология должна была лучше подходить для крупносерийного производства, быть в значительной степени нечувствительной к изменчивости исходного сырья и обеспечивать лучшая окупаемость вложенного капитала, чем существующие технологии. Для Benefuel (Ирвинг, Техас, США) задача заключалась в том, чтобы превзойти первоначальный выход катализатора Axens (Салиндрес, Франция) Esterfip-H®, который появился на рынке США в 2007 году.

В сотрудничестве с нашими партнерами из Национальной химической лаборатории (NCL; Пуна, Индия) появился новый твердый порошковый катализатор, способный как к этерификации, так и к переэтерификации. Этот новый катализатор дает высокие выходы метиловых эфиров жирных кислот (FAME) и глицерина в мягких условиях (Sreeprasanth et al., 2006) с использованием широкого разнообразия доступных жиров и масел. Свободные жирные кислоты (СЖК), которые распространены в менее рафинированном и менее дорогом сырье, таком как жир птицы, желтый жир и производные пальмового масла, уже давно создают серьезные проблемы при традиционной переработке биодизельного топлива.В 2006 году Benefuel лицензировала эксклюзивные права на эту технологию NCL во всем мире и продолжила исследования и разработки с NCL.

В течение первого года после подписания лицензионного соглашения Benefuel вместе с NCL разработала второй твердый катализатор - более подходящий для приложений с неподвижным слоем и, следовательно, для крупномасштабного промышленного производства топлива - для сопровождения первого порошкового катализатора, который очень эффективен при загрузке партиями. операция. Оба катализатора эффективны для превращения жирных кислот (ЖК), жиров или масел, а также их смесей в метиловые эфиры.Benefuel начала работу по расширению масштабов процесса в реакторах с неподвижным слоем катализатора в 2008 году.

Для нас путь вперед был ясен: индустрии биодизеля требовался полностью непрерывный, полностью интегрированный завод по переработке биодизеля, который мог бы получать различное сырье и непрерывно перерабатывать его в биодизель и глицерин. В основе этого подхода лежали конструкция реактора с неподвижным слоем и наш новый катализатор. Хотя широкая универсальность наших катализаторов для этерификации и переэтерификации получила широкое признание, разработка других приложений должна была ждать подтверждения процесса в биодизельном топливе.

Процесс с неподвижным слоем Ensel®

Benefuel довольно прост (рис.1). В нем используется наш второй твердый катализатор, который был разработан совместно с Süd-Chemie India Pvt. Ltd. (Керала) и запатентованы в США и Японии (8,124,801 долларов США и 5,470,382 японских доллара) с приложениями в других странах.

Этот долговечный, активированный катализатор на основе оксида металла в значительной степени нечувствителен к воде и эффективно преобразует все сырье, которое было протестировано на многочисленных экспериментальных предприятиях. Примеры включают рафинированное соевое масло, хлопковое масло, кукурузное масло из высушенных перегонных зерен с растворимыми веществами, желтый жир, говяжий жир, сырое пальмовое масло, дистиллят пальмовых жирных кислот и даже смесь рафинированного соевого масла и олеиновой кислоты (7: 3, объем / объем).

Базовая конструкция процесса переэтерификации Benefuel ENSEL включает три основных компонента: реакторы с неподвижным слоем, стадию разделения масла и глицерина и пару дистилляционных колонн. Каждый элемент процесса работает непрерывно, и его можно контролировать в критических точках с помощью встроенных датчиков для точного контроля.

Процесс начинается с возобновляемого, несъедобного сырья, требующего минимальной предварительной обработки для удаления нерастворимых веществ и воды, которые в противном случае вытеснили бы сырье.Катализатор контактирует с метанолом и сырьем при определенных условиях температуры (190–210 ° C), давления (40–50 бар) и скорости потока (среднечасовая массовая скорость = 0,4–0,6 / час) с последующим выделением и очисткой. избытка метанола, разделение продукта и отгонка FAME. Кубовый остаток может быть переработан для повышения эффективности использования углерода, а побочный продукт глицерина имеет низкое содержание золы и неглицериновых органических веществ.

Реактор обычно имеет столбчатую форму, пригодный для работы при среднем давлении при умеренных температурах в затопленном режиме.В этом сосуде реагенты - триглицериды (ТГ) и избыток метанола в жидкой фазе - контактируют с поверхностью активного катализатора, что ускоряет превращение глицеридов в сложные метиловые эфиры.

Когда поток жидкости выходит из реактора, давление в потоке сырого биодизеля снижается, и метанол и летучий метанол (и вода, если сырье содержит FFA) быстро превращаются в пар и направляются непосредственно в установку для перегонки метанола.

Разделение может быть простым декантером, в котором продукт сырого биодизеля (масляный слой) и смесь глицерина разделяются из-за разницы в плотности. Benefuel также обладает исключительными правами на новую систему разделения с электростатическим усилением, которая может значительно сократить время пребывания по сравнению с обычными декантерами.

Восстановленный глицерин можно перекачивать в небольшую вакуумную дистилляционную колонну для удаления любых летучих веществ (3–4% от общего объема глицерина), а затем в хранилище побочных продуктов.Летучие вещества, состоящие в основном из воды и метанола, закачиваются в систему регенерации метанола.

Дистилляция восстановленной масляной фазы - последняя стадия процесса. Эта двухступенчатая дистилляция удаляет все остаточные летучие вещества (первая стадия: остаточный метанол, вода и летучие неомыляемые вещества) и очищает метиловые эфиры от любых высококипящих примесей (вторая стадия: непревращенные глицериды и высококипящие неомыляемые вещества). Восстановленные сложные метиловые эфиры непрерывно анализируются на соответствие спецификациям ASTM для проверки B100.

Перегонка сырого биодизеля обеспечивает непрерывный высококачественный выход и минимальный риск проблем с текучестью холода, вызванных остаточными глицеридами. Поскольку спецификации продолжают ужесточаться, даже на заводах по производству биодизеля традиционной конструкции добавляется заключительная стадия дистилляции.

В 2009 году, когда работа над расширением производства биодизеля перешла от лабораторий NCL к отечественным и японским пилотным установкам Benefuel (рис. 2), работа в NCL была переориентирована на разработку других режимов реакции с теми же катализаторами.Среди них - превращение триглицеридов или жирных кислот в сложные эфиры алкиловых жирных кислот с высококипящими спиртами, а также FAME и ацилглицеридов в сложные эфиры полиолов, для которых теперь у нас есть три отдельных режима процесса: периодический (реактор с мешалкой), непрерывный (фиксированный реактор со слоем катализатора или каталитическая реактивная дистилляция). Эти процессы, ведущие к биоразлагаемому базовому маслу смазочного материала и другим олеохимическим продуктам, ожидают пилотных испытаний для коммерческого применения.

Преимущество твердого катализатора

Преимущества твердой каталитической обработки просто экономичны - непрерывное производство в промышленных масштабах без привязки к периодическим изменениям исходного материала или его смесей; срок службы катализатора в несколько лет вместо «катализатора в качестве реагента», как при обычном производстве биодизеля; и способность смешивать сырье для достижения оптимальных свойств текучести на холоде в конечном продукте при низкой стоимости сырья.

При сравнении на основе производства Benefuel оценивает, что процесс ENSEL имеет самое низкое преимущество производителя на рынке по затратам (рис. 3). Это конкурентное преимущество дает производителям ENSEL сильное экономическое преимущество перед традиционными процессами производства биодизеля в их многочисленных вариациях. За исключением «зеленого» дизельного топлива, которое требует источника водорода и не дает побочного продукта глицерина, ENSEL может быть адаптирован для существующих и новых производств.

Benefuel в настоящее время сотрудничает с Flint Hills Resources LLC (Уичито, Канзас, США) в модернизации бывшего завода по производству биодизеля Axens в Беатрис, Небраска, США, для работы с процессом ENSEL, а также участвует в еще одном новом проекте по производству биодизеля в США. при поиске других возможностей в Юго-Восточной Азии и Канаде.

Уильям Саммерс - главный научный сотрудник Benefuel Inc. С 1974 года Саммерс руководил несколькими технологическими предприятиями, уделяя особое внимание разработке процессов для новых продуктов и повышению эффективности существующих операций. С ним можно связаться по адресу [email protected]

Боковая панель

Преимущества использования твердых кислотных катализаторов
Твердые кислотные катализаторы предлагают несколько преимуществ для непрерывного или периодического производства биодизельного топлива и синтетических сложных эфиров.К ним относятся:

  • без ограничений по сырью; можно использовать жиры, масла, сложные метиловые эфиры или жирные кислоты
  • широкий выбор качества сырья
  • Требуется ограниченная предварительная обработка для удаления нерастворимых веществ
  • более низкие капитальные затраты (CAPEX) и операционные расходы (OPEX) по сравнению с традиционными процессами
  • адаптируется к объектам «с нуля», «заброшенному» или «дооснащенному»
  • самая низкая стоимость производства метиловых эфиров жирных кислот
  • неводная последующая переработка, минимальные потоки отходов
  • Лучшая конверсия и более высокая селективность для сложных эфиров
Информ Действие

Sreeprasanth, P.С., Р. Шривастава, Д. Шринивас и П. Ратнасами, Гидрофобные твердые кислотные катализаторы для производства биотоплива и смазочных материалов, Appl. Катал. A: Общий 314 : 148–159, 2006.

Шринивас, Д., П. Раттнассами, С.А. Парди, Т. Раджа, С.С. Дешпанде, и др. , Процесс производства сложных алкиловых эфиров жирных кислот, Патент США 8124801 и Патент Японии 5470382, Benefuel Inc., 28 февраля 2012 г.

Исследователи описывают, как биотопливо может достичь паритета стоимости с нефтяным топливом - ScienceDaily

Биотопливо является важной частью более широкой стратегии по замене бензина, дизельного топлива и реактивного топлива на нефтяной основе, которые мы используем сегодня.Однако биотопливо до сих пор не достигло паритета стоимости с обычным нефтяным топливом.

Одна из стратегий повышения конкурентоспособности биотоплива - заставить растения выполнять часть работы самостоятельно. Ученые могут создавать растения для производства ценных химических соединений или биопродуктов по мере их роста. Затем биопродукты можно извлечь из растений, а оставшийся растительный материал можно превратить в топливо. При производстве на самом заводе биопродукты могут помочь снизить стоимость получаемого биотоплива.

Но одна важная часть этой стратегии осталась неясной - сколько именно определенного биопродукта нужно будет производить растениям, чтобы сделать процесс экономически целесообразным?

Теперь исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики (Berkeley Lab) и Объединенного института биоэнергетики Министерства энергетики (JBEI), которым управляет Berkeley Lab, дали первое определение этого количества. Их исследование, проведенное совместно Коринн Скоун и Патриком Ши, недавно было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .

Сначала исследователи собрали информацию о группе хорошо изученных биопродуктов, которые растения уже могут эффективно производить - от ароматизаторов и ароматизаторов до биоразлагаемого пластика. Изготовление ценного биопродукта поможет компенсировать затраты на производство биотоплива и удешевить весь процесс.

«Это действительно элегантное решение - иметь возможность спроектировать установку для непосредственного накопления ценного биопродукта», - сказал Скоун, исследователь в области энергетических технологий JBEI и Berkeley Lab.

Затем они спроектировали и смоделировали, что потребуется для извлечения этих биопродуктов из растительного материала в контексте завода по переработке этанола. В этом случае ценные биопродукты будут извлекаться из растений, а оставшийся растительный материал будет преобразован в этанол.

Это помогло им ответить на два важных вопроса: какое количество биопродукта необходимо произвести на заводе, чтобы сделать процесс его извлечения целесообразным, и какое количество необходимо произвести, чтобы достичь целевой отпускной цены этанола в 2 доллара.50 на галлон.

К их удивлению, их результаты показали, что количество, необходимое для производства растений, на самом деле вполне реально. Например, они подсчитали, что при накоплении 0,6% от сухой массы биомассы такое соединение, как лимонен, используемое в ароматизаторах и ароматизаторах, принесет чистую экономическую выгоду предприятиям биологической очистки. Другими словами, если они смогут собрать 10 сухих метрических тонн биомассы сорго с акра земли, им потребуется извлечь только около 130 фунтов лимонена из этой биомассы.

«Исследователи из нашего отдела сырья были удивлены тем, насколько скромными были целевые уровни», - сказал Скоун. «Уровни, которые нам нужно накапливать на заводах, чтобы компенсировать затраты на восстановление биопродуктов и снизить цены на биотопливо, вполне достижимы».

Их результаты показывают, что такая стратегия снижения стоимости биотоплива осуществима, но ученые не должны класть все яйца в одну корзину, потому что рынок для каждого ценного продукта ограничен по размеру.Их анализ показывает, что всего пять биоперерабатывающих заводов в коммерческих масштабах могут удовлетворить весь прогнозируемый рыночный спрос на лимонен на 2025 год. Скоун сказал, что зерновые культуры необходимо выращивать для производства широкого ассортимента продукции, чтобы обеспечить диверсификацию отрасли и отсутствие переполнения рынка каким-либо одним продуктом.

«Благодаря технико-экономическим моделям это исследование позволяет по-новому взглянуть на роль биопродуктов в улучшении экономики биоперерабатывающих заводов», - сказал Минлян Ян, научный сотрудник JBEI и ведущий автор исследования.

Скоун сказал, что наибольшее влияние на этот документ оказало то, что он предлагает первую количественную основу для фактической реализации этой стратегии экономии затрат, обеспечивая отправную точку для ученых, которые пытаются конструировать или разводить растения, которые сами создают биопродукты и компенсируют затраты. производства биотоплива в результате.

«Я думаю, что это исследование - лишь первый шаг к демонстрации будущего потенциала искусственно созданных биоэнергетических кормовых культур», - сказал Ши, директор по проектированию биосистем растений в JBEI.«Я полагаю, что наши выводы помогут мотивировать будущие усилия по обеспечению экономической жизнеспособности биотоплива».

Это исследование было поддержано Управлением науки Министерства энергетики США.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *