Инновационная энергосберегающая технология переработки жировых отходов и жирового сырья животного происхождения в альтернативное биодизельное топливо Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ЕР

ГЛАВНАЯ ТЕМА / Повышение энергоэффективности производства

Инновационная энергосберегающая технология переработки жировых отходов и жирового сырья животного происхождения в альтернативное

биодизельное топливо

И.М. Чернуха, доктор техн. наук, Д.Г. Горохов, канд. техн. наук,

М.И. Бабурина, канд. биологич. наук, ГНУ ВНИИМП им.В.М. Горбатова Россельхозакадемии

Использование различных высокоактивных и малотоксичных реактивов в процессе конверсии жировых отходов и животных жиров в биодизельное топливо позволит улучшить экологию производства биодизельного топлива и улучшить качественные показатели готового продукта. На основе проведенных комплексных исследований установлены рациональные технологические параметры процессов конверсии жировых отходов и животных жиров в биодизельное топливо и его очистки.

^ Специалистами ВНИИМПа были проведены исследования по подбору твердых щелочных и кислотных катализаторов для интенсификации процессов этерификации свободных жирных кислот (СЖК) и трансэтерификации триглицеридов в моноалкиловые эфиры, т.е. биодизельное топливо.

Применение таких инновационных малотоксичных реактивов, с одной стороны, повышает эколо-гичность производства жидкого биотоплива из животных жиров, с другой — позволяет получить более чистый целевой продукт. В результате значительно упрощается этап очистки биодизельного топлива и улучшаются его качественные показатели.

Также использование твердых катализаторов дает возможность их многократного применения, проведения поточного алкоголиза животных жиров и переработки жирового сырья любой степени окислен-ности.

Модификацию жирового отхода (с кислотным числом 90 мг КОН/г) проводили при постоянном нагревании и перемешивании, используя этиловый, изопропиловый, бутиловый и метиловый спирты с последующим декантированием побочного продукта (глицерина) и очисткой надосадочной фазы — биодизельного топлива.

Установлено, что ускорение реакции этерификации СЖК в эфиры наиболее эффективно происходит в присутствии катионитов АтЬег^^46, Dowex ОК-2030 и фосфата алюминия А1РО4 этиловым спиртом при технологических режимах — перемешивание реакционной смеси 1000-1200 об/мин, молярном соотношении спирта к количеству СЖК 9:1, температуре 65-70°С, концентрации катализатора 20% (рис.1).

Полученные данные показали, что фосфат алюминия А1РО4 обладал наилучшей каталитической ак-

Ключевые слова: животные жиры, биодизель, трансэтерификация, моноалкиловые эфиры, алкоголиз.

Рис. 1. Диаграмма активности твердых кислотных катализаторов

тивностью и позволил конвертировать СЖК окисленного жира с максимальным выходом моноалки-ловых эфиров при использовании различных простых спиртов (рис. 2).

90

60 -

т 30

♦ метанол

■ этанол

\ \ Ж и;опропанол

^ бутанол

--,-■ ■

40 00 120 160

Продолаителность реакции, мин

200

Рис. 2. Этерификация СЖК в присутствие фосфата алюминия Л1Р04

Повышение энергоэффективности производства / ГЛАВНАЯ ТЕМА

ЁР

Реакция трансэтерификации оставшейся части триглицеридов жирового отхода наиболее эффективно проходила в присутствии оксидов MgO, СаО и алюмината натрия ЫаЛЮ2 этиловым спиртом при технологических режимах - перемешивание реакционной смеси 1000-1200 об/мин, молярном соотношении спирта к количеству триглицеридов 9:1, температуре 65-70°С, концентрации катализатора 20% (рис.3).

Рис. 3. Диаграмма активности твердых щелочных катализаторов

Таким образом, алюминат натрия ЫаЛЮ2 обладал наилучшей каталитической активностью и позволил конвертировать триглицериды окисленного жира с максимальным выходом моноалкиловых эфиров при использовании различных простых спиртов (рис. 4).

Исследования различных способов очистки биодизельного топлива показали, что метод сухой очистки различными малотоксичными реагентами позволяет исключить дополнительный этап удаления остаточной влаги, который требуется при очистке биодизельного топлива водой, а также позволяет получить целевой продукт более высокого качества (табл. 1).

В результате анализа полученных данных можно сделать вывод, что применение одного из использованных реагентов позволяет получить максимально

Рис. 4. Трансэтерификация триглицеридов в присутствии алюмината натрия №ДЮ2

обезвоженный готовый продукт с высокими качественными показателями, соответствующими требованиям зарубежного стандарта ASTM 06751 на биодизельное топливо.

Контакты:

Ирина Михайловна Чернуха, Тел.: +7(495) 676-72-11 Марина Ивановна Бабурина, Тел.:+7(495) 676-70-51 Дмитрий Германович Горохов, Тел.:+7(495) 676-70-51

Литература

1. Лисицын А.Б., Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д. Методы практической биотехнологии. Анализ компонентов и микропримесей в мясных и других пищевых продуктах. - М.:ВНИИМП, 2001. - 402 с.

2. Лисицын А.Н., Ключкин В.В., Григорьева В.Н., Алымова Т.Б. Биотопливо, его получение и использование // Масложиро-вая промышленность. - 2007. - №2. - С. 40-45.

3. Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н. Переработка органических отходов: монография / А.Д. Неклюдов, А.Н. Иванкин. - М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2006. - 380 с.

Таблица 1. Физико-химические показатели жидкого биотоплива

Показатель Неочищенное биодизельное топливо Очищенное биодизельное топливо Стандарт биотоплива ASTM D6751

Силикагель АСКГ Катионит КУ-2-8 Силикат магния

Кислотное число, мг КОН/г 0,6 0,4 0,5 0,6 0,8

Свободный глицерин, % 0,04 0,01 0,01 0,01 0,02

Кинематическая вязкость, при 40°С, мм2/с 4,5 4,3 4,2 4,0 < 5,0

Влага, % 0,1 0,01 0,01 0,01 0,05

№ 3 июнь 2011 ВСё 0 МЯСЕ

5