Научная статья на тему 'Рапсовое масло – сырье для производства биотоплива'

Рапсовое масло – сырье для производства биотоплива Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
1747
166
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАПС / РАПСОВОЕ МАСЛО / RAPESEED OIL / БИОТОПЛИВО / BIOFUELS / ХОЛОДНЫЙ ОТЖИМ / ЭКСТРАКЦИЯ / CANOLA OIL / COLD-PRESSED EXTRACTION

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Останин Л.М.

Рассмотрены преимущества и недостатки использования рапсового масла в качестве условно экологически чистого заменителя моторного топлива для дизельных двигателей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The advantages and disadvantages of using rapeseed oil as a shareware cleaner motor fuel substitute for diesel engines.

Текст научной работы на тему «Рапсовое масло – сырье для производства биотоплива»

УДК 631.172

Л. М. Останин

РАПСОВОЕ МАСЛО - СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВА

Ключевые слова: рапс, рапсовое масло, биотопливо, холодный отжим, экстракция.

Рассмотрены преимущества и недостатки использования рапсового масла в качестве условно экологически чистого заменителя моторного топлива для дизельных двигателей.

Keywords: canola oil, rapeseed oil, biofuels, cold-pressed extraction.

The advantages and disadvantages of using rapeseed oil as a shareware cleaner motor fuel substitute for diesel engines.

Поиски новых источников энергии имеют целый ряд причин, а именно: ограниченность запасов обычных источников; зависимость от стран -экспортеров нефти; парниковый эффект, который обусловлен поступлением в атмосферу двуокиси углерода; загрязнение атмосферы выхлопными газами.

Для использования топлива, получаемого из растительного сырья, рассматривают два пути. Один из них предполагает этерификацию растительных масел до кондиций дизельного топлива, а второй -модифицирование дизельного двигателя таким образом, чтобы при сгорании сырого масла в нем не образовывался вредный нагар [1].

На автомобильном транспорте первый путь уже реализуется. Рапсовый метиловый эфир (RME), уже отпускается более чем на 800 заправочных колонках Германии. Ожидается, что доля топлива из рапсового масла от общего потребления дизельного топлива автотранспортом составит к 2020 г. 4 %.

Разработка специальных двигателей маловыгодна. Низкий потенциал растительного сырья по сравнению с абсолютным потреблением дизельного топлива является причиной того, что на автомобильном транспорте целесообразнее использовать RME в обычных дизелях, а не сырое масло в специальных двигателях.

Процесс изготовления рапсового масла делится на два этапа - первичный отжим из семян и вторичный из жмыха. С помощью последующей экстракции остаточное содержание масла в жмыхе может быть дополнительно понижено. После отжима масло фильтруют и обезвоживают, очищают от кислотных компонентов и осадка, а затем осветляют[2,3].

Рапсовое масло и RME отличаются от дизельного топлива температурой кипения. У дизельного топлива она равна приблизительно 100 °C, у RME около 320°C. У рапсового масла температура кипения тоже выше, чем у дизельного топлива. При низкой нагрузке дизеля температура поршня снижается. Рапсовое топливо, имеющее повышенную температуру кипения и осевшее на охладившемся поршне, не испаряется и не воспламеняется при смешивании с воздухом. Несгоревшее топливо поршневыми кольцами перемещается вниз, попадает в картер, где смешивается со смазочным маслом. В результате этого масло разжижается попадающим в него RME,

что в может привести к выходу дизеля из строя. При использовании в качестве топлива рапсового масла его попадание в смазочное масло приводит к образованию в картере резинообразной субстанции и заменять масло в двигателях, работающих на рапсовом топливе, приходится чаще.

По своим свойствам рапсовое масло имеет большие отличия от дизельного топлива. Это, прежде всего, относится к вязкости, которая является важнейшим параметром, определяющим качество распыления и сгорания топлива. Вязкость масла может быть понижена нагреванием или разжижением путем добавления дизельного топлива. Рапсовое масло, будучи более вязкотекучим, чем дизельное топливо, при использовании в качестве топлива должно быть достаточно теплым. При слишком низких температурах оно требует подогрева.

Рапсовое масло не может длительно использоваться в обычных дизелях с непосредственным впрыском, так как оно полностью не сгорает. Результатом этого, кроме смешивания со смазочным маслом, являются продукты коксования, откладывающиеся на форсунках, поршнях и поршневых кольцах. В предкамерном и вихрекамерном двигателях длительное использование рапсового масла возможно, так как в этом случае оно дополнительно подогревается перед

воспламенением, что способствует лучшему смешиванию с воздухом и более полному сгоранию [4].

При рассмотрении вопроса об энергобалансе топлива следует учитывать не только энергию, выделяющуюся при сгорании, но и затраченную на его производство и подготовку. В затраты энергии на получение рапсовых семян следует включать доли, приходящиеся на уборку урожая, обработку полей и внесение удобрений.

Биотопливо, производимое из

сельскохозяйственного сырья, в большинстве стран Евросоюза, дороже чем минеральное, поэтому производители имеют государственную поддержку в виде освобождения от налога на минеральные масла, который достигает 200% себестоимости производства биотоплива. Расчеты экономической эффективности производства биотоплива из маслосемян, например, подсолнечника, показали, что его себестоимость в среднем на 20% выше себестоимости дизельного топлива [5].

При оценке энергобаланса для дизельного топлива также учитывают затраты на изготовление, доставку и подготовку. КМЕ по сравнению с дизельным топливом имеет более низкую теплоту сгорания. Это значит, что при сжигании равных количеств ЯМЕ и дизельного топлива мощность, реализованная при использовании рапсового топлива, будет меньше. При одной и той же мощности расход ЯМЕ будет на 10 % выше (по объему), чем дизельного топлива.

Использование растительных видов топлива необходимо для того, чтобы уменьшить выброс в атмосферу двуокиси углерода. При сгорании рапсового топлива выделяется такое количество СО2, которое было потреблено из атмосферы растением за весь период его жизни. В то же время не следует упускать из виду дополнительные выбросы углекислого газа, связанные с использованием транспортных средств, а также

сельскохозяйственной техники, работающей в основном на дизельном топливе. Рапсовое топливо снижает выбросы углекислого газа в атмосферу, однако считать его экологически чистым было бы неправильно. В отношении выбросов СО2 рапсовое масло более экологично, чем ЯМЕ.

Рапсовое масло или ЯМЕ выигрывает также по выбросам сажи. По окислам азота наблюдается увеличение выброса. Применение окисляющего катализатора при использовании ЯМЕ значительно снижает выбросы СО, СН и сажи. Одним из

преимуществ топлива на базе рапса является пониженное содержание в выхлопе окислов серы.

Вышеприведенные рассуждения говорят не в пользу внедрения растительных масел вместо дизельного топлива. Рапсовое масло дешевле ЯМЕ из-за более простой технологии изготовления. Однако практика показывает, что в чистом виде рапсовое масло в виде топлива используется в небольшом объеме. Рост его потребления возможен лишь с появлением большого числа специально разработанных двигателей.

Литература

1. Иманкулов, Н.Н. Биотопливо - альтернативная замена моторного топлива / Н.Н. Иманкулов // Химия и химические технологии. - 2010, №17. - С. 43 - 47.

2. Ефремов, И.Б. Гидродинамика и массообмен в пульсационном экстракторе для переработки растительного сырья / И.Б. Ефремов и др. // Вестник Казанского технологического университета. - 2013, №2. - С.72 - 75.

3. Производство и применение биодизеля / А.Р. Аблаев. -М.: АПК и ППРО, 2006. - 170 с.

4. Корнетова, О.М. Перспективы производства и применения биотоплива / О.М. Корнетова, Р.Р. Заббаров // Вестник Казанского технологического университета. - 2013, №1. - С.149 - 151.

5. Кузнецов, В.В. Экономическая целесообразность производства и использования биотоплива / В. В. Кузнецов // Зерновое хозяйство России. - 2001, № 13. -С. 26 - 29.

© Л. М. Останин - канд. техн. наук, доц. каф. оборудование химических заводов КНИТУ, leonid2204@rambler.ru.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.