CC BY
58
5. The Ministry of Agriculture of the Amur region [electronic resource] - Electron. Dan. - [B. m], 2013. - Access: http://www. mcx. ru/news/news/show/10848.78. htm. - The use of GLONASS technologies in the agriculture of the Amur region.
6. Zhurkin I.G, Shaytura SV Geographic Information Systems. - Moscow: Kudits Press, 2009. - 272 p.
7. Satellite television broadcasting. General principles of construction //Arsenal-Telecom [electronic resource]. URL: http://www. arstel. com/ru/articles/art1p1. php.
8. Dyatlov, A.P. Satellite communication systems with mobile objects: textbook / A.P. Dyatlov. -Taganrog. TRTU, 2004. - 95 p.
9. Computer cartography and satellite area / ed. Lazar Mashbits [et al.]. - M.: Goryachaya liniya. -Telecom, 2009. - 260 p.
10. Development and production of devices and equipment for the examination and diagnosis of roads, railways and airfields on the geometrical parameters // SIBDORPROEKT. APK Profile. [Electronic resource]. URL: http://sibdorproekt. ru/razrabotka-i-izgotovlenie-priborov-i-oborudovaniya-dlya-obsledovaniya-i-diagnostiki-avtomobilnykh-zheleznykh-dorog-i-aerodromov-po-geometricheskim-parametram/apk-profil.
11. Vlasov Maxim. RFID: Technology 1 technology - 1000 solutions: Practical examples of the use of RFID in various fields / M. Vlasov. - M.: Alpina Publisher, 2014. - 218 p.
12. Sandip Lahiri. RFID. Implementation Guide = The RFID Sourcebook / S. Dudnikov. - M.: Kudits Press, 2007. - 312 p.
13. Manish Bhuptani, Shahram Moradpur. RFID-technologies in the service of your business = RFID Field Guide: Deploying Radio Frequency Identification Systems / Trinity H.. - M.: «Alpina Publisher», 2007. - 290 p.
14. T. Sharfeld (Annexes IV Deville, Jean Damour, Charkani N., S. Korneyev and Izabel Goulart). RFID systems are low cost / S. Korneyev. - M., 2006.
15. Selling RFID-M // RFID-M. Supplier of competitive advantages [electronic resource]. URL: http://rfid-m. ru.
УДК 621.436
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ БИОДОБАВКИ К НЕФТЯНОМУ ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ
Ю. В. Уханова, аспирант; А. А. Воскресенский, аспирант;
А. П. Уханов, доктор техн. наук, профессор
ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, Россия, т. 8(8412) 62-85-17, e-mail: [email protected]
Целью исследований является изучение и сравнение показателей физико-химических и теплотворных свойств различных видов растительных масел для возможного применения их в качестве биологической добавки к товарному нефтяному (минеральному) дизельному топливу (ДТ). В качестве биодобавки к товарному минеральному ДТ были исследованы растительные масла следующих масличных культур: рапс, рыжик, сурепица, редька масличная, лен масличный, горчица белая, сафлор, соя и крамбе абиссинская. Оценены основные параметры технологических свойств перечисленных масличных культур, показатели физико-химических и теплотворных свойств растительных масел из них. Так, например, средняя величина масличности большинства культур находится в пределах 35-42 %, за исключением горчицы и сои (32-35 %). По сравнению с нефтяным ДТ (плотность 830-860 кг/м3, вязкость 3-6 мм2/с) все исследуемые масла обладают повышенной плотностью и кинематической вязкостью, величина которых находится соответственно в пределах 900-930 кг/м3 и 51,6-115,5 мм2/с. На основе выполненного хроматографического анализа рассчитана низшая теплота сгорания указанных растительных масел, находящаяся в пределах 37-38 МДж/кг, тогда как у товарного нефтяного ДТ этот показатель равен 42,4 МДж/кг.
Однако при добавлении в любое растительное масло до 50 % и более нефтяного ДТ свойства полученного смесевого топлива существенно улучшаются и становятся сопоставимыми со свойствами товарного ДТ.
Важным моментом для возделывания масличных культур технического назначения и производства из них биологического моторного топлива в требуемых объемах является наличие больших земельных площадей. К примеру, только в Пензенской области посевные площади масличных культур за период с 2007 г. по 2016 г. увеличились с 59284 га (2007 г.) до 318900 (2016 г.), т. е. в 5,4 раза.
Ключевые слова: растительные масла, свойства, дизельное топливо, добавка, смесе-вое биотопливо.
Введение. Одним из видов альтерна- кое биологическое топливо первого, второ-тивного моторного топлива является жид- го и третьего поколений, имеющее по от-
ношению друг к другу определенные преимущества и недостатки. С одной стороны, если для производства биотоплива первого поколения используются ценные пищевые продукты (крахмал, сахар, животный жир или растительное масло), то биотопливо второго и третьего поколений производится из остаточных продуктов переработки или непищевой биомассы (стебли растений, листья, шелуха, жмых, солома, опилки или водоросли). С другой стороны, основными требованиями, предъявляемыми к альтернативным источникам топлива, являются наличие больших запасов исходного сырья, их возобновляемость, низкая себестоимость переработки сырья в топливо и приспособленность современной автотракторной техники к работе на таком виде моторного топлива без существенной модернизации поршневых ДВС. В полной мере этим требованиям отвечает биотопливо первого поколения, так как отлаженных технологий для производства дешевого биотоплива второго и третьего поколений в огромных объемах сейчас нет и их создание - это перспектива на будущее. В пользу биотоплива первого поколения также свидетельствует тот факт, что масличные растения эффективно и наилучшим образом, из всех известных природных энергетических элементов, решают проблему ак-
кумулирования энергии в своих маслозер-нах.
Однако объективность такова, что цены на невозобновляемое нефтяное (минеральное) моторное топливо постоянно растут, нефтяные запасы истощаются, нормативы по содержанию вредных веществ в отработавших газах автотракторной техники ужесточаются. В конечном итоге это сказывается на себестоимости практически любых продуктов жизнедеятельности человека. Выходом из сложившейся ситуации на данном этапе развития экономики является более широкое использование различных растительных масел технического назначения в качестве биологической добавки к нефтяному топливу и, в частности, к товарному минеральному дизельному топливу (ДТ). Полученное смесевое топливо по своим показателям физико-химических и теплотворных свойств соотносится с аналогичными показателями минерального ДТ [1, 2] и позволяет экономить нефтяное топливо на величину его замещения биодобавкой в виде растительного масла.
Методы и результаты исследований.
В качестве биодобавки к товарному минеральному ДТ были исследованы растительные масла следующих масличных культур: рапс, рыжик, сурепица, редька масличная,
Таблица 1
Параметры технологических свойств масличных культур и показатели физико-химических и теплотворных свойств растительных масел
Показатель Рапс Рыжик Сурепица Редька масличная Лен масличный Горчица белая Сафлор Соя Крамбе абиссинская
Урожайность, т/га 1,43,3 1,52,0 1,42,2 1,62,4 1,62,4 1,31,8 1,52,2 2,23,0 2,23,0
Масличность, % 4048 3541 3945 4246 4348 3338 4550 2837 4653
Кинематическая вязкость масла при 20 °С, мм2/с 75,1 51,6 77,2 78,4 61,3 68,7 67,3 57,5 115,5
Динамическая вязкость масла при 20 °С, Пас 66,3 56,2 76,8 * 49,2 60,4 58,3 56,4 *
Плотность масла, кг/м3 916 920 930 922 925 918 920 916 900925
Коэффициент (индекс) преломления масла при 20 °С 1,4721,476 1,4751,478 1,4711,472 1,4741,478 1,4741,478 1,4701,474 1,4711,474 1,4741,478 1,461,47
Температура застывания масла, °С от 0 до -10 -23 -8 от -8 до -10 от -16 до -27 от -8 до -16 от -13 до -20 от -10 до -18 8,08,5
Йодное число масла, % йода 95118 133155 105122 110120 175204 79115 138155 120141 8697
Число омыления масла, мг/КОН 172175 181193 173181 * 184195 170183 187194 188195 158172
Кислотное число масла, мг КОН/г 0,111,0 0,213,2 * * 0,53,5 0,068,5 0,85,8 0-5,7 *
*Нет данных.
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 99
лен масличный, горчица белая, сафлор, соя и крамбе абиссинская [3-6]. Основные параметры технологических свойств перечисленных масличных культур, показатели физико-химических и теплотворных свойств растительных масел из этих культур представлены в таблице 1.
Из анализа данных таблицы 1 следует, что средняя урожайность масличных культур находится в пределах 2,0-2,6 т/га, за исключением рыжика, горчицы, сурепицы и сафлора (1,7-1,8 т/га). Средняя величина масличности большинства культур находится в пределах 35-42 %, за исключением горчицы и сои (32-35 %). Практически все масличные культуры и производимые из их семян масла имеют зависимость технологических, физико-химических и теплотворных свойств от зоны и условий возделывания. Так, масличность
того же рапса может изменяться в пределах одного сорта на 15-20 %.
По сравнению с нефтяным ДТ (плотность 830-860 кг/м3, вязкость 3-6 мм2/с) все исследуемые масла обладают повышенной плотностью и кинематической вязкостью, величина которых находится соответственно в пределах 900-930 кг/м3 и 51,6115,5 мм2/с. Наименьшую вязкость имеют рыжиковое и соевое масла (51,6-57,5 мм2/с), наибольшую - масло крамбе (115,5 мм2/с). Повышенный уровень плотности и вязкости растительных масел предполагает применение в автотракторной технике при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5 °С дополнительных устройств для смешивания компонентов и подогрева смесе-вого топлива [7-15].
Высокий индекс преломления масел (1,460-1,478) свидетельствует об их насы-
Таблица2
Результаты хроматографического анализа, усредненные химические формулы, средние молекулярные массы и низшая теплота сгорания растительных масел
№ п/п Высшая жирная кислота Химическая формула Относительное содержание ВЖК,%
о п го о. X -О О. Сурепица Редька масличная Лен масличный Горчица белая р о с; -& а О я о О Крамбе абиссинская
1 Миристиновая С14Н28О2 0,05 0,04 0,04 0,04 0,03 0,05 0,16 0,09 0,04
2 Пентадекановая С15Н30О2 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 0 0,02 0,01
3 Пальмитиновая С16Н32О2 3,84 4,48 3,32 5,03 5,25 2,96 7,16 11,02 1,2
4 Пальмито-олеиновая С16Н30О2 0,21 0,07 0,15 0,12 0,07 0,11 0,13 0,08 0,08
5 Стеариновая С18Н36О2 2,23 2,31 1,53 2,43 3,66 1,45 3,94 4,51 0,55
6 Олеиновая С18Н34О2 59,65 12,89 44,56 31,34 15,56 36,60 19,20 25,28 15,5
7 Линолевая С18Н32О2 20,37 24,35 25,97 22,76 69,51 13,00 68,01 51,39 7,8
8 Y-линоленовая С18Н30О2 0,07 0,06 0 0,01 0 0,02 0 0 0,01
9 а-линоленовая С18Н30О2 10,75 37,07 11,95 13,07 5,02 12,26 0,17 6,17 7,6
10 Арахиновая С20Н40О2 0,68 1,04 0,46 0,91 0,13 0,64 0,46 0,39 0,62
11 Гондоиновая С20Н38О2 1,43 10,55 2,92 8,95 0,14 10,11 0,14 0,25 2,84
12 Эйкозадиеновая С20Н36О2 0,03 1,49 0,18 0,40 0,05 0,24 0 0,04 0,13
13 Арахидоновая С20Н32О2 0,01 1,85 0,02 0,14 0 0,11 0 0,33 0,02
14 Бегеновая С22Н44О2 0,33 0,32 0,31 0,42 0,17 0,37 0 0,47 1,96
15 Эруковая С22Н42О2 0,02 2,35 7,86 12,58 0,02 20,27 0 0,03 58,64
16 Докозадиеновая С22Н40О2 0,01 0,02 0,02 0,03 0,02 0,14 0 0,03 0,07
17 Докозатриеновая С22Н38О2 0,14 0,37 0,04 0,04 0 0,33 0 0,07 0,27
18 Лигноцериновая С24Н48О2 0,17 0,17 0,15 0,51 0,18 1,31 0 0,18 0,75
19 Нервоновая С24Н46О2 0 0,55 0,51 1,22 0,17 0,04 0 0 1,91
20 Средняя химическая формула масла со 0 от_ о 1 со" ю о со 0 Т о" О 1 <ч СО ю о со 0 со" О 1 <ч 00 ю о со 0 СО О 1 Сй" ю о со 0 <4 Сй" от 1 со ю о со 0 Ю СО о 1 со со со о со 0 <ч Сй" от 1 со ю о со 0 Т со о 1 со ю о со 0 ОТ 1 ОЭ т" со о
21 Средняя молекулярная масса, г/моль ю сч СП со о со сч оэ СП со ю ю ю СП СП со ю со ей ю о со со 5 СП сч СП ел СП ю со со N со~ со сч о сч тТ СП СП
22 Низшая теплота сгорания масла, МДж/кг 37,17 37,01 37,23 37,37 36,97 37,49 36,99 37,05 38,0
щенности кислородными соединениями. Йодное число указывает на склонность масла к испарению и окислению. Наибольшей склонностью к испарению обладают льняное масло (йодное число - 175-204 % йода) и наименьшей - масла из горчицы (79-115 % йода) и крамбе (86-97 % йода). Чем ниже число омыления, тем больше в составе масла высших жирных кислот (ВЖК) с большей молекулярной массой. Наименьшим числом омыления обладают масла крамбе и рапса (158-175 мг/КОН), а наибольшим - рыжиковое, льняное, сафло-ровое и соевое масла (181-195 мг/КОН).
Так как растительные масла на 98 % состоят из триглицеридов (остальное - это воск, фосфолитиды, красители, витамины и пр.), то они обладают низкой температурой застывания. Однако с введением в них нефтяного топлива числовые значения температуры замерзания смесевого топлива повышаются.
Показателем качества жира является кислотное число - количество едкого кали в миллиграммах, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Чем ниже кислотное число, тем выше качество пищевого и технического масла. Согласно действующим ГОСТам кислотное число растительного масла не должно превышать 0,9 мг КОН/мг. При больших значениях кислотного числа низкомолекулярные ВЖК, содержащиеся в масле, обладают повышенной коррозионной активностью, что негативно сказывается на узлах и агрегатах дизеля и, в первую очередь, его топливной системы.
В результате хроматографического анализа исследуемых масел (табл. 2) установлено, что наибольшее содержание длинноцепочечной эруковой кислоты содержится в маслах редьки (12,58 %), горчицы (20,27 %) и крамбе (58,65 %), присутствующей в них в виде триглицерида. Из-за высокого содержания ненасыщенных ВЖК такие масла обладают повышенной стойкостью к окислению и высоким температурам и представляют наибольший интерес как сырье для производства биотоплива. Чем больше доля ненасыщенных ВЖК, тем ниже точка застывания, т. е. тем более жидким является масло при положительных температурах.
Низшая теплота сгорания исследуемых масел находится в пределах 37-38 МДж/кг, тогда как у нефтяного товарного ДТ этот показатель равен 42,4 МДж/кг. Это обусловлено различием их углеводородного состава и наличием в растительных маслах связанного кислорода (до 10-12 %). Чем больше в масле кислородных соединений, тем
меньше величина низшей теплоты сгорания. Однако если в нефтяное ДТ добавить, к примеру, 50 % растительного масла, то показатели физико-химических и теплотворных свойств полученного смесевого топлива существенно улучшаются и приближаются к аналогичным свойствам товарного ДТ. При этом низшая теплота сгорания такого дизельного смесевого топлива составит практически 40 МДж/кг. Следует также отметить, что смесевое топливо за счет наличия в нем растительного масла обладает хорошими смазывающими свойствами, способствуя меньшему износу деталей дизельной топливной аппаратуры и повышению их ресурса по сравнению с работой дизеля на товарном нефтяном ДТ.
Важным моментом для производства биологического моторного топлива, как отмечалось ранее, является наличие больших запасов исходного возобновляемого сырья. В нашем случае - это возделывание масличных культур технического назначения на больших земельных площадях и производство из них растительных масел. Рассмотрим динамику посевных площадей, ассортимент и урожайность масличных культур на примере Пензенской области (табл. 3).
Посевные площади масличных культур за анализируемый период (2007-2016 г. г.) в Пензенской области увеличились с 59284 га (2007 г.) до 318900 (2016 г.), т. е. в 5,4 раза. Ассортимент возделываемых культур остался практически неизменным (подсолнечник, лен масличный, соя, горчица, рыжик, рапс). В последние четыре года небольшие площади стали засеивать сафлором и сурепицей. Валовой сбор всех масличных культур увеличился с 40490 тонн (2007 г.) до 411893 тонн (2016 г.), т. е. в 10,2 раза.
Следует отметить, что если в 2007 году в структуре посевных площадей посевы под подсолнечник занимали 50275 га (84,8 %), а посевы под другие масличные культуры (лен, горчица, рыжик, рапс) только 9012 га (15,2 %), то в 2016 году уборка урожая подсолнечника осуществлялась только с площади 241906 га (75,9 %), а других масличных культур - с площади 76995 га (24,1 %), т. е. общая площадь таких посевных культур, как лен, соя, горчица, рыжик, рапс и других, увеличилась с 15,2 % до 24,1 %, т. е. в 1,6 раза. Наибольший прирост земельных площадей приходится на возделывание сои. Если в 2008 году на неё приходилось всего 37 га (0,05 %), то в 2016 году - 17846 га (5,6 %), т. е. площади под посевы сои за 8 лет увеличились в 482 раза.
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 101
Таблица 3
Динамика посевных площадей и урожайности масличных культур в хозяйствах всех категорий Пензенской области (по данным Пензастата)
Вид масличной культуры Год
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Посевные площади, га
Масличные культуры -всего 59284 77881 84358 144859 193555 186440 267132 292806 291813 318900
Подсолнечник на зерно 50275 67850 69147 117866 161897 145783 203900 185413 183832 241906
Лен-кудряш (масличный) 1244 1055 1320 3285 6309 3279 5538 13901 24861 38875
Соя - 37 546 6674 3863 6787 12010 25234 20048 17846
Горчица 31 81 60 376 305 1151 1260 6495 2928 2601
Рыжик 1 115 220 2491 13884 13882 22552 39448 47095 9276
Рапс 7732 8743 13065 14167 6801 15328 19998 19822 12968 8267
Сафлор - - - - - - 255 62 20 20
Мак масличный 4 - - - - 5 - - 2 5
Прочие масличные культуры (сурепица и др.) - - - - 496 225 1619 2431 58 105
Урожайность в весе после доработки с 1 га убранной площади, тонн
Масличные культуры -всего 0,96 0,76 0,98 0,72 1,28 1,11 1,29 1,05 1,27 1,35
Подсолнечник на зерно 0,97 0,75 1,03 0,73 1,38 1,19 1,31 1,16 1,46 1,46
Лен-кудряш (масличный) 0,64 0,84 0,97 0,45 0,77 0,87 1,19 1,12 1,11 0,9
Соя - 0,44 1,04 0,62 1,45 1,03 1,66 0,74 1,51 1,53
Горчица 0,25 0,64 0,26 0,31 0,29 0,94 0,52 0,51 0,55 0,28
Рыжик 0,7 0,87 1,66 0,86 0,7 0,56 0,85 0,58 0,55 0,44
Рапс 0,95 0,62 0,63 0,58 0,72 0,82 1,36 1,2 0,7 0,84
Сафлор - - - - - - - 0,42 0,19 -
Мак масличный - - - - - 0,06 - - - 0,35
Прочие масличные культуры (сурепица и др.) - - - - 0,67 0,21 0,76 1,62 0,14 0,34
Валовой сбор в весе после доработки, тонн
Масличные культуры -всего 40490 52227 75720 60954 212335 197709 275960 277017 347231 411893
Подсолнечник на зерно 38553 46258 67750 54849 188941 167711 217915 201774 261856 342009
Лен-кудряш (масличный) 604 881 1277 1132 4566 2749 5340 15574 27139 33845
Соя - 16 307 1564 4893 5737 17586 17367 30112 26754
Горчица 7,7 52 15 77 68 193 279 2391 1140 593
Рыжик 0,7 100 366 1981 9185 7156 16747 16696 21806 3220
Рапс 1325 4920 6005 1351 4350 14116 17469 21519 5168 5439
Сафлор - - - - - - - 26 3,7 -
Мак масличный - - - - - 0,3 - - - 1,8
Прочие масличные культуры (сурепица и др.) - - - - 332 47 625 1671 8,4 32
Если условно принять средний выход масла с 1 кг зерен всех масличных культур 30 %, то при валовом сборе в 2016 году 69884000 кг (за исключением подсолнечника) можно получить 20965200 кг (или 20965 тонн) растительных масел, потенциально пригодных для использования в качестве биодобавки к нефтяному ДТ. Приготавливая дизельное смесевое топливо с соотношением биологического (растительного масла) и минерального (нефтяного ДТ) 50:50, можно сэкономить в условиях Пензенской области не менее 20 тыс. тонн товарного нефтяного дизельного топлива.
Выводы
1. В связи с отличием химических, физических и теплотворных свойств растительных масел от аналогичных свойств товарного нефтяного (минерального) ДТ использование растительных масел в натуральном виде в качестве моторного топлива затруднено. Поэтому в дизелях автотракторной техники рекомендуется использовать смесевое топливо с различным процентным соотношением растительного и минерального компонентов.
2. Все исследуемые масла обладают повышенной плотностью и вязкостью, мень-
шей низшей теплотой сгорания по сравнению с минеральным ДТ.
Однако если в нефтяное ДТ добавить, к примеру, 50 % растительного масла, то показатели физико-химических и теплотворных свойств полученного смесевого топлива существенно улучшаются и приближаются к аналогичным свойствам товарного ДТ. При этом низшая теплота сгорания такого дизельного смесевого топлива составит практически 40 МДж/кг.
3. Валовой сбор всех масличных культур в Пензенской области увеличился с 40490 тонн (2007 г.) до 411893 тонн (2016 г.), т. е. в 10,2 раза. Следует отметить, что если в 2007 году в структуре посевных площадей посевы под подсолнечник занимали 84,8 %, а посевы под другие масличные культуры (лен, горчицу, рыжик, рапс) только 15,2 %, то в 2016 году уборка урожая подсолнечника осуществлялась уже с площади 241906 га (75,9 %), а других масличных культур - с площади 76995 га (24,1 %), т. е. общая площадь, отводимая под посев таких масличных культур, как лен, соя, горчица, рыжик и рапс, увеличилась с 15,2 % до 24,1 %, т. е. в 1,6 раза.
Литература
1. Биотопливо из нетрадиционных масличных культур / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, Д. С. Шеменев // Образование, наука, практика: инновационный аспект: сб. материалов Междунар. НПК, посвященной 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» Т. 2. - Пенза: РИО ПГСХА, 2011. - С. 224-226.
2. Нетрадиционные биокомпоненты дизельного смесевого топлива: монография / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. А. Сидоров, Е. Д. Година. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. - 113 с.
3. Уханов, А. П. Исследование свойств биологических компонентов дизельного смесевого топлива / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, И. Ф. Адгамов // Нива Поволжья. - 2014. - № 1 (30). - С. 92-97.
4. Сравнительный анализ свойств растительных масел, используемых в качестве биотоплива / А. П. Уханов, Д. С. Шеменев, О. Н. Зеленина и др. // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сб. материалов Всероссийской НПК молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 125-127.
5. Уханов, А. П. Оценка жирнокислотного состава растительных масел и дизельных смесе-вых топлив на основе рыжика, сурепицы и льна масличного / А. П. Уханов, Е. А. Сидоров, О. Н. Зеленина // Известия Самарской ГСХА. - 2013. - № 3. - С.49-54.
6. Уханов, А. П. Результаты исследований физических свойств дизельного смесевого топлива на основе рыжикового масла / А. П. Уханов, А. А. Хохлов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сб. материалов Междунар. НПК, посвящ. 65-летию Пензенской ГСХА. Т. 2. - Пенза: РИО ПГСХА, 2016. - С. 87-90.
7. Патент 2495267 РФ, МПК F 02 D 41/38. Устройство корректирования цикловой подачи топлива по вязкостно-температурной характеристике / Уханов А. П., Уханов Д. А., Аверьянов А. С. -№ 2012120546/06; заяв. 17.05.2012; опубл. 10.10.2013, Бюл. № 28. - 6 с.
8. Патент 2484290 РФ, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система питания тракторного дизеля / Уханов А. П., Уханов Д. А., Сидоров Е. А., Сидорова Л. И. - № 2012115021/06; заяв. 16.04.2012; опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16. - 6 с.
9. Патент 2484291 РФ, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система питания дизеля / Уха-нов А. П., Уханов Д. А., Година Е. Д., Хохлова Е. А. - № 2012117807/06; Заяв. 27.04.2012; Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16. - 6с.
10. Патент 98697 РФ, МКП В 01 D 27/00. Фильтр-подогреватель / Ю. С. Тарасов, В. А. Голубев, Л. Г. Татаров, А. П. Уханов. - № 2010100266/22; заявл. 11.01.2010; опубл. 27.10.2010, Бюл. № 30.
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 103
11. Патент 2387867 РФ, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система тракторного дизеля /
A. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов. - № 2008138726/06; заяв. 29.09.2008; опубл. 27.04.2010, Бюл. № 12.
12. Патент 2503491 РФ, МПК В 01 F 5/06. Смеситель минерального топлива и растительного масла с активным приводом / Уханов А. П., Уханов Д. А., Сидоров Е. А., Хохлова Е. А. -№ 2012128420/05; заяв. 05.07.2012; опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1. - 5 с.
13. Патент 2476716 РФ, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система питания дизеля с автоматическим регулированием состава смесевого топлива / Уханов А. П., Уханов Д. А., Сидоров Е. А., Сидорова Л. И., Година Е. Д. - № 2012110662/06; заяв. 20.03.2012; опубл. 27.02.2013, Бюл. № 6. - 6 с.
14. Патент 89596 РФ, МПК E 21 B 33/13, E 21 B 33/13. Жидкостный смеситель / А. П. Уханов,
B. А. Голубев, Е. С. Зыкин. - № 2009135355/22; заяв. 22.09.2009; опубл. 10.12.2009, Бюл. № 34.
15. Патент 91929 РФ, МПК B 28 C 5/02. Смеситель-дозатор топлива / А. П. Уханов, В. А. Голубев, Е. С. Зыкин. - № 2009141314/22; заяв. 09.11.2009; опубл. 10.03.2010, Бюл. № 7.
UDK 621.436
COMPARATIVE EVALUATION OF THE PROPERTIES OF VEGETABLE OILS USED AS BIO ADDITIVES TO PETROLEUM DIESEL FUEL
Yu. V. Ukhanova, postgraduate student; A.A. Voskresensky, postgraduate student; A.P. Ukhanov, doctor of technical sciences, professor
FSBEE HE Penza SAU, Russia, telephone: 8(8412) 62-85-17, e-mail: [email protected]
The research is aimed at the study and comparison of the physical-chemical and calorific properties of various types of vegetable oils for possible using them as biological additives to the commercial petroleum (mineral) diesel fuel (DF). As an additive to the commercial mineral diesel fuel DF the vegetable oils of the following oil crops were examined: rape, camelina, oil radish, oilseed flax, white mustard, safflower, soybean and crambe Abyssinian. The basic parameters of the technological properties listed oilseeds, indicators of physical-chemical and calorific properties of vegetable oils from them were evaluated. For example, the average value of oil content of most crops is in the range of 35-42 %, except mustard and soya (32-35 %). Compared to petroleum diesel fuel DF (density: 830-860 kg/ м3, viscosity of 3-6 мм2/э) all the examined oils have higher density and kinematic viscosity, the value of which is respectively in range of 900-930 kg/ м3 and 51.6-of 115.5 мм2/э. Based on the chromatographic analysis the lowest calorific value of these oils within 37-38 MJ/kg was calculated, while in commercial oil DT the rate was equal to 42.4 MJ/kg.
However, when added 50 % or more of petroleum diesel fuel to any vegetable oil the properties of mixed fuel are substantially improved and become comparable with the properties of commercial DF.
The important factor for the cultivation of oilseeds for technical purposes and production biological motor fuels from them in the required quantities is the availability of large land areas. For example, in Penza region the acreage of oilseeds for the period from 2007 to 2016 has increased from 59284 ha (2007) to 318900 (2016), i.e. 5.4 times.
Key words: vegetable oils, properties, diesel fuel, additive, mixed bio-fuel.
References:
1. Biofuel from non-traditional oilseeds / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, V. A. Rachkin, D. S. She-menev // Education, science, practice: innovative aspects: proceedings of the international. SPC, dedicated to the 60th anniversary of FSBEE HPT "Penza state agricultural academy" vol. 2. - Penza: EPD PSAA, 2011. - P. 224-226.
2. Non-traditional bio-components of diesel mixed fuel: monograph / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye. A. Sidorov, Ye. D. Godina. - Penza: EPD PSAA, 2013. - 113 p.
3. Ukhanov, A. P. Study of properties of biological components of diesel mixed fuel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, I. F. Adgamov // Niva Povolzhya. - 2014. - № 1 (30). - P. 92-97.
4. Comparative analysis of properties of vegetable oils used as bio-fuel / A. P. Ukhanov, D. S. Shemenev, O. N. Zelenin et al. / / Contribution of young scientists in innovative development of agrarian and industrial complex of Russia: proceedings of All-Russian SPC of young scientists. - Penza: EPD PSAA, 2010. - P. 125-127.
5. Ukhanov, A. P. Evaluation of fatty acid composition of vegetable oils and diesel fuels on the basis of false flax, colza, and flax / A. P. Ukhanov, Ye. A. Sidorov, O. N. Zelenina // Izvestiya of Samara state agricultural academy. - 2013. - No. 3. - P. 49-54.
6. Ukhanov, A. P. Results of studies of physical properties of diesel mixed fuel based on the camelina oil / A. P. Ukhanov, A.A. Khokhlov // Contribution of young scientists in innovative development of agrarian and industrial complex of Russia: proceedings of Intern. SPC devoted to the 65th anniversary of Penza state agricultural academy. Vol. 2. - Penza: EPD PSAA, 2016. - P. 87-90.
7. Patent 2495267 of the Russian Federation, IPC F 02 D 41/38. The device of adjusting the cyclic fuel delivery according to the viscosity-temperature characteristic / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, A.S. Averyanov No. 2012120546/06; stated. 17.05.2012; publ. 10.10.2013, bull. No. 28. - 6 p.
8. Patent 2484290 of the Russian Federation, IPC F 02 M 43/00. A dual fuel supply system of a tractor diesel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, E. A. Sidorov, L. I. Sidorova, No. 2012115021/06; stated. 16.04.2012; publ. 10.06.2013, bull. No. 16. - 6 p.
9. Patent 2484291 of the Russian Federation, IPC F 02 M 43/00. A dual fuel supply system diesel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Godina Ye D., Khokhlova Ye. A. No. 2012117807/06; Stated. 27.04.2012; Publ. 10.06.2013, bull. No. 16. - 6 p.
10. Patent 98697 of the Russian Federation, ITUC 01 D 27/00. Filter-heater / U. S. Tarasov, V. A. Golubev, L. G. Tatarov, A. P. Ukhanov. No 2010100266/22; Appl. 11.01.2010; publ. 27.10.2010, bull. No. 30.
11. Patent 2387867 of the Russian Federation, IPC F 02 M 43/00. A dual fuel system tractor diesel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, V. A. Rachkin, V. A. Ivanov. No 2008138726/06; stated. 29.09.2008; publ. 27.04.2010, bull. No. 12.
12. Patent 2503491 of the Russian Federation, IPC 01 F 5/06. Mixer of mineral fuels and oils with active drive / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, E. A. Sidorov, Khokhlov Ye. A. No. 2012128420/05; stated. 05.07.2012; published. 10.01.2014, bull. No. 1. - 5 p.
13. Patent 2476716 of the Russian Federation, IPC F 02 M 43/00. A dual fuel supply system of a diesel engine with automatic regulation of the composition of the composite fuel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye. A. Sidorov, L. I. Sidorova, Ye. D. Godina - No. 2012110662/06; stated. 20.03.2012; publ. 27.02.2013, bull. No. 6. - 6 p.
14. 89596 patent of the Russian Federation, IPC E 21 in 33/13 B, E 21 B 33/13. Liquid mixer / A. P. Ukhanov, V. A. Golubev, Ye. S. Zykin. No 2009135355/22; stated. 22.09.2009; published. 10.12.2009, bull. No. 34.
15. Patent 91929 of the Russian Federation, IPC B 28 C 5/02. Mixer-dispenser of fuel / A. P. Ukhanov, V. A. Golubev, Ye. S. Zykin. No 2009141314/22; stated. 09.11.2009; publ. 10.03.2010, bull. No. 7.
Нива Поволжья № 2 (43) май 2017 105
