Производство биодизеля из растительных масел
Исходным сырьем для получения биодизеля являются масла растительного происхождения. В первую очередь – рапсовое, пальмовое, подсолнечное, льняное и иные виды масел.
Следует заметить, что физико-химические свойства биодизеля, изготовленного из разных растительных масел несколько отличаются. В частности, биодизель, произведенный из пальмового масла имеет более высокую калорийность, однако для него характерна и более высокая температура застывания и фильтруемости в сравнении с биодизелем, полученным из рапсового масла. А биодизели, полученные из подсолнечного и льняного масла занимают промежуточное значение. Таким образом можно сказать, что например биодизель из рапсового масла больше подходит для автомобилей, эксплуатируемых в более холодном климатическом поясе.
Для получения биодизеля могут использовать как «чистые» (не подвергавшиеся обработке), так и отработанные растительные масла.
Технология производства биодизеля из чистых растительных масел
Промышленное производство биодизеля из «чистых» растительных масел основано на уменьшении их вязкости.
В большинстве случаев при промышленном производстве биодизеля снижения вязкости растительных масел добиваются путем удаления из них триглицеридов (эфиров, соединенных с молекулой глицерина) или же их замещения спиртом. Этот процесс носит название «трансэтерификация».
В процессе трансэтерификации масло подвергается предварительному нагреву, затем в него добавляют спирт. В качестве спирта наиболее часто используют метиловый спирт (метанол) или этиловый спирт (этанол). Также в масло может добавляться кислота, которая выступает в качестве катализатора, способствующего ускорению времени реакции.
Смесь перемешивается и затем отстаивается. В процессе реакции получают метиловый или этиловый эфир – в зависимости от того, какой спирт используется.
В процессе отстаивания происходит расслоение смеси: биодизель (эфир) собирается в верхних слоях, в толще смеси находится мыльный слой, а в нижним слое осаждается глицерин. Затем биодизель отделяют от мыльного раствора и глицерина, и подвергают промывке.
В процессе примывки из биодизеля удаляется катализатор, остатки мыльного раствора и глицерина и примеси.
Следующий технологический этап в производстве биодизеля – осушение. На этом шаге из смеси удаляется вода. Обычно для этого используют сульфат магния.
Заключительный этап трансэтерификации – фильтрация. Ее цель – удаление из смеси сульфата магния.
Технология производства биодизеля из отработанных растительных масел
В случае использования в качестве первичного сырья для производства биодизеля отработанных растительных масел технологический процесс несколько усложняется – перед трансэтерификацией потребуется предварительного очистить (отфильтровать) сырье и удалить из него воду.
Наличие воды в отработанном растительном масле значительно затрудняет процесс получения биодизеля, поскольку вместо трансэтерификации может произойти гидролиз триглицеридов, а на выходе мы получим соли жирных кислот вместо ожидаемого топлива.
В остальном же технология производства такая же, как и в случае с «чистыми» растительными маслами.
Контроль качества биодизеля
После завершения процесса трансэтерификации необходимо произвести контроль качества полученного биодизеля.
В первую очередь проводистя визуальная проверка: качественный биодизель должен иметь вид, схожий с рафинированным подсолнечным маслом – светло желтого цвета, но более текучий.
Наличие в топливе всевозможных частиц и примесей, взвесей и помутнений не допускается.
Окончательный контроль качества произведенного биодизеля заключается в проверке уровня его кислотности (измерения производятся с помощью pH-метра) и иных физико-химических показателей (в лабораторных условиях).
Расчет выхода готовой смеси
Для производства одной тонны чистого биодизеля требуется примерно 1130 кг чистого растительного масла и 110 кг спирта. Катализатором в этой реакции может выступить кислота массой 11,5 кг.
На выходе кроме 1000 кг (1134 л) очищенного биодизеля, также, в качестве побочного продукта производства, будет получено около 152 кг глицерина.
При использовании в качестве сырья отработанного растительного масла данные необходимо будет скорректировать с учетом содержания в отработанном масле примесей.
