Что такое биодизель и почему его не хотят производить в России? Биодизель в домашних условиях

– ЕСЛИ сравнивать биотопливо, которое делали у нас три года назад, и то, что производят сейчас, то разница ощутима, - считает директор КСУП «Коленское» Житковичского района Валентин Карпов. - Тогда ради большей экономии неправильно рассчитали процентное соотношение солярки и рапсового масла. Поэтому техника часто выходила из строя, терялась тяга, увеличивался расход топлива, даже звук мотора был другой, нежели на солярке. Сейчас качество биодизеля заметно выше, но некоторые проблемы остались. Основная - отказы исполнителей от гарантийного ремонта импортной техники, которую заправляем биодизелем с добавлением традиционного топлива. Например, в инструкции к тому же американскому трактору четко прописано, какое топливо должно применяться. Да и кристаллизуется биодизель больше в сильные морозы, что опять-таки решается смешиванием его с обычной соляркой.

По словам Валентина Николаевича, о более частой замене фильтров и моторного масла в связи с заправкой техники биотопливом говорить не приходится, потому как и без того часто проводят плановое ТО, особенно в сезон полевых работ, когда тракторы и комбайны эксплуатируются по десять часов в сутки без выходных. Так что на экономии средств это отрицательно не сказывается, а она между тем существенна. К примеру, в страду тонна дизеля обходилась хозяйствам в пять миллионов рублей, а биотопливо покупали за 3,7 миллиона. И сегодня, несмотря на некоторое его удорожание, оно заметно дешевле обычного. Да и выход из строя тракторов и комбайнов из-за биодизеля, как утверждают специалисты, это миф. Так что его использование определенно выгодно сельскому хозяйству. Если бы не проблемы, пока нерешенные.

Однозначно, переход на стопроцентное применение биотоплива экономически целесообразен, - говорит начальник главного управления механизации Минсельхозпрода Владимир Бурдыко. - Сегодня предприятиям АПК его поставляет концерн «Белнефтехим». Что касается негативного влияния на технику, то здесь причина может быть вовсе не в биодизеле. Ведь этот вид топлива широко применяется в Европе. Возможно, техника должна соответствовать ему, а не наоборот. Здесь не может быть игры в одни ворота, и не аграриев должна заботить эта проблема, а производителей топлива и машин. Считаю, договориться между собой и закрепить это документально должны именно они - «Белнефтехим», как производитель биодизеля, с МТЗ и заводом «Гомсельмаш», которые комплектуют тракторы и комбайны импортными двигателями. А они в свою очередь и дилеры, поставляющие зарубежную технику, - с иностранными компаниями, что ее выпускают. Тогда исчезнут проблемы с отказами в гарантийных ремонтах, а мы будем эффективно применять и биотопливо, качество которого сегодня соответствует всем требованиям, и импортную технику.

Наталья ЕРЕМИЧ, «БН»

Наличие биологических видов топлива в энергетическом балансе каждой страны становится все более актуальным вопросом в контексте энергетической и экологической безопасности. Поэтому сельское хозяйство играет важную роль источника поставки сырья не только для пищевой промышленности, но и для энергетической отрасли. Учитывая большой аграрный потенциал Украины, можно частично обеспечить себя собственными биоэнергетическими ресурсами, что будет способствовать уменьшению зависимости от импорта энергоносителей и улучшению окружающей среды.

Лучшее понимание рынка биотоплива и перспектив его роста требует рассмотрения базовых характеристик биодизеля и растительных масел, учитывая особенности технологического процесса.

Биодизель - это тип топлива из возобновляемых источников. Его обычно производят из масличных культур, животных жиров, а также в качестве альтернативы используют масляные отходы пищевой промышленности.

В качестве сырья для производства биодизеля чаще всего используют семена рапса. До недавнего времени в севооборотах рапс занимал незначительное место - сеяли его преимущественно на технические нужды для легкой и пищевой промышленности. Сегодня эта культура имеет приоритетное значение прежде всего для сельскохозяйственных предприятий, учитывая высокую рентабельность производства.

Со­няш­ник в Ук­раїні ви­ро­щу­ють для ви­ко­ри­с­тан­ня у про­до­вольчій га­лузі, а ріпак і соя по­тенційно мо­жуть на­бу­ти ши­ро­ко­го технічно­го за­сто­су­ван­ня як си­ро­ви­на для ви­роб­ництва біопа­ли­ва. У 2014 р. ва­ло­вий збір ріпа­ку ста­но­вив близь­ко 2198 тис. т, що на 6,5% мен­ше від до­сяг­ну­то­го рівня в 2013 р., хо­ча це май­же вдвічі більше, ніж у по­пе­редні про­аналізо­вані періоди (рисунок).

Произведенные в Украине семена полностью экспортируются, незначительная их часть остается для внутреннего потребления. Так, в 2014-м экспорт рапса составил 1900 тыс. т, что соответствует около 84,3% общего предложения семян, тогда как внутренняя переработка составила лишь 6,8% (внутреннее потребление - 153 тыс. т) (таблица).

Таким образом, можно сказать, что внутренний спрос на семена рапса незначителен, поскольку для продовольственных целей используется подсолнечник, а для производства биотоплива не создано достаточно условий - экономических, технических, законодательных.

Однако повышение мировых цен на семена масличных культур и растительного масла должно способствовать и в дальнейшем расширению площадей, а также увеличению их валовых сборов. Биодизель производят с помощью химической реакции растительного масла и этанолового или метанолового спирта в процессе этерификации. Метанол распространен в использовании, поскольку сравнительно дешевле этанола (доля в процессе производства составляет 7,5%). При использовании этанола могут возникнуть некоторые трудности с отделением побочной продукции (глицерина) от биодизеля и увеличиться энергетические затраты.

По техническим признакам биодизель характеризуется как метиловый эфир олеиновой кислоты. Рапсовое масло является доминирующим сырьем в Европе для его производства. В США биодизель производят в основном из соевого масла, несмотря на то, что оно присутствует в таком количестве, как все другие растительные масла и жиры вместе взятые. В тропических и субтропических странах выращивают большое количество масличных культур, в частности для производства биодизеля используют пальмовое, кокосовое масло и ятрофу.

Где используют биодизель?

Биодизель без труда можно использовать как смесь с дизельным топливом в современных двигателях. Широкую популярность приобрела смесь биодизеля с долей 20% в дизельном топливе (В20), хотя используют и смеси с более низкой долей биодизеля - 1, 2, 5%. Чистый биодизель (В100) пользуется высоким спросом во многих странах, особенно в Германии. Однако при низких температурах он, как и смесевые топлива, влечет применение специальных антифризных средств безопасности, поскольку топливо расслаивается с образованием слоев льда. Недостатком также является гигроскопичность горючего, то есть его свойство поглощать влагу из атмосферы, что вызывает коррозию элементов топливной системы. Биодизель агрессивен по отношению к резиновым деталям, поэтому некоторые двигатели приходится видоизменять.

В целом, биодизельное топливо безопасно в использовании, поддается биологическому расщеплению. Его применение способствует уменьшению выбросов оксида углерода, углеводородов и других токсичных газов в атмосферу, улучшению смазочного свойства дизельного топлива и повышению цетанового числа к минеральному горючему.
Качество биодизеля должно соответствовать требованиям, которые прописаны стандартами и нормами. Например, в ЕС качество такого вида топлива определяет действующая с ноября 2003 года во всех странах ЕС норма EN 14214, в Германии - DIN EN 14214. Эти нормы являются основополагающими для производителей автомобилей о разрешении на выпуск двигателей, потребляющих биодизель. В Германии этот стандарт входит как техническая база в постановление правительства «О требованиях к топливу и его маркировке». Контроль качества проводится, начиная от производства до реализации, транспортировки и применения. В Германии биодизель можно продавать только того качества, которое соответствует этой норме. Соблюдение требований качества регулярно проверяют соответствующие ведомства федеральных земель. Кроме государственного контроля, в Германии создана Рабочая группа по менеджменту качества биодизеля (нем. Arbeitsgemeinschaft Qualitа..tsmanagement Biodiesel e.V. (AGQM)), члены которой осуществляют пятиступенчатый контроль системы качества биодизеля (на добровольных началах). Из имеющихся около 1900 автозаправочных станций в эту группу входит более 1300, причем качество биодизеля отслеживается от производства до потребления. Требование качества по этой системе даже выше, чем того требуют европейские нормы.

В качестве горючего используют также растительное масло, однако свойства рапсового масла по сравнению с дизельным топливом существенно отличаются, главным образом, высокой вязкостью при низких температурах. Растительное масло нельзя использовать для обычного дизельного двигателя - для этого он требует специального переоборудования или даже замены на так называемый Ельсбетт-двигатель (англ. - Elsbett engine, производное от фамилии инженера-разработчика).

По многим техническим причинам смешивать растительное масло с традиционным горючим сложно. Однако некоторые тропические растительные масла, например кокосовое, которое более насыщено, позволяется смешивать непосредственно с дизтопливом. В тропических регионах есть большой потенциал для использования смеси растительного масла с дизельным топливом без технического переоборудования двигателя. Однако производители двигателей не предоставляют гарантий работы двигателям на растительном масле. Кроме того, развитие современных двигателей ведется в направлении совершенствования систем электронного управления двигателей и регулирования процесса сгорания, которые, как правило, не пригодны для работы на растительном масле.

Как стимулировать производство биотоплива?

Для стимулирования развития производства биотоплива правительства многих стран внедряют механизмы поддержки этого направления и дальнейшего развития отрасли на кратко- или долгосрочной перспективы. Поставленные цели и ожидаемые результаты от применения биологических видов топлива отличаются от страны к стране, но в целом они объединены тройной мотивацией:

Исчерпаемостью нефти и растущей зависимостью страны от ее импорта, а также повышением цен на нефтепродукты;

Ростом выбросов углерода и других вредных веществ как главных факторов изменения климата и равновесия в экосистеме;

Развитием новых рынков для сельского хозяйства.

По нашему мнению, важно определить приоритеты развития биотопливной отрасли и цели государственной политики в этой сфере, что непременно повлияет на разработку и принятие соответствующих законодательных решений и будет способствовать наращиванию производства отдельных видов биотоплива.

Насущная необходимость развивать альтернативные источники энергии внутри страны связана с острыми проблемами современности - высокой зависимостью от импорта энергоносителей, что влияет на нестабильность цен и сказывается на благосостоянии населения страны, а также с обострением экологической ситуации в связи с ежегодным увеличением выбросов вредных веществ в атмосферу.

Поэтому в этом контексте важную роль в развитии биологических видов топлива играет сельское хозяйство, поскольку именно сырье растительного происхождения используют как источник для их производства. В свою очередь, усиление конкуренции за сырьевые ресурсы сельского хозяйства со стороны промышленного производства биотоплива приводит к острым дискуссиям правительств многих стран по диверсификации сельскохозяйственного производства.

О. Ма­кар­чук , канд. экон. на­ук, до­цент, НУБиП Ук­раины

Вопрос экологии при использовании топлива крайне важен. И ближе всего к его решению подошли создатели биодизеля. Это относительно безопасное топливо, которое имеет низкую себестоимость, и может добываться из возобновляемых источников — растений и отходов производства. Именно поэтому его считают шагом в экологически чистое будущее.

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.

Преимущества

Преимущества перед другими видами топлива очевидны. Это экологически чистое решение для транспорта, которое производится из восстанавливаемых источников.

Оно обладает рядом достоинств, среди которых:

• минимум токсических отходов при сгорании;
• хорошие смазывающие свойства;
• быстрое разложение топлива при попадании во внешнюю среду;
• простая организация производства;
• низкое выделение углекислого газа при сгорании.

Кроме того, использование биодизеля снижает количество копоти, а выхлопы не имеют неприятного запаха. По смазывающим свойствам он превосходит минеральный дизель, а его разложение во внешней среде сведет к минимуму ее загрязнение при авариях и утечках.

Также существенным достоинством производства является низкая себестоимость одного литра биодизеля. Если не учитывать затраты на установки и прочее, для получения литра жидкости уходит приблизительно 0,3 $ или 20 рублей. Учитывая обильное количество плодородных земель на территории России, а также низкую стоимость сельскохозяйственной продукции, эту цифру можно снизить еще больше.

Простота производства биодизеля приводит к тому, что его можно изготавливать даже в домашних условиях. Для этого необходимо лишь взять соответствующие компоненты, а далее провести ряд манипуляций с ними, что делает биодизель доступным каждому желающему.

Производство в России

Более 40 стран поддерживает производство и распространение подобного вида дизеля. Это чистая энергия биологического типа, для получения которой используются возобновляемые источники энергии. Однако в России это направление не поддерживается на государственном уровне.

В нашей стране не существует каких-либо программ, осуществляющих производство либо популяризацию биодизеля при поддержке государства. Но некоторые регионы продвигают это решение самостоятельно. В основном не из-за экологичности топлива, а из-за огромного толчка, который оно даст сельскохозяйственному производству. В будущем планируется строительство различных заводов по производству биодизеля в России.

Интересно! Около 10 лет назад РЖД также намеревались перейти на такой дизель в тепловозах, но задумку не осуществили.

Слабая интенсивность развития этого направления в России также обусловливается тем, что страна получает большие доходы от добычи энергетического сырья. Поэтому популяризация подобного решения может пошатнуть экономику.

Перспективы развития России в биоиндустрии весьма велики, если государство пойдет в этом направлении. Страна способна производить до 5 миллионов тонн сырья под биодизель ежегодно, в частности рапсовое масло. Из этого около половины может уходить на экспорт, а остальное — использоваться в пределах страны.

Но так как биодизель основывается на этаноле, он подвергается государственному акцизу на спирт . Если этот нюанс не будет скорректирован, то инвестиции в этом направлении не оправдают себя, ведь лишь один акциз превышает затраты на производство в несколько раз.

Биодизель в домашних условиях

Создать биодизель в домашних условиях возможно, хотя и достаточно трудно. Это может быть простым экспериментом либо же попыткой обеспечить себя недорогим топливом самостоятельно. Стоит лишь помнить, что работа ведется с метанолом и щелочью, что крайне опасно для здоровья. Поэтому необходимо соблюдать технику безопасности и использовать защитные средства.

Создание биодизеля заключается в следующих этапах:

Для производства биодизеля используется любое масло, а также щелочь (рекомендуется гидроксид калия или натрия). При готовке нужно использовать катализатор для старта процесса, в роли которого подойдет метанол.

Важно! Если применяется отработанное масло, то нужно устранить примеси посредством фильтрации.

Перед началом необходимо удалить всю воду из жидкости. Для этого нужно нагреть ее до 120°C, чтобы та выкипела. В процессе масло будет создавать брызги, поэтому важно проводить испарение в полупустом контейнере на расстоянии от огня.

Далее к маслу добавляется щелочь и этанол. Доля щелочи зависит от массы рабочего тела и составляет 1%. Так на литр растительного масла приходится около 3,5 грамм щелочи. В процессе этого проводится титрование, в котором определяется количество жирных кислот и необходимая доля щелочи.

Далее проводится трансэтерификация. В процессе этого смесь разогревается до 70°C, что необходимо для ускорения реакции. Допускается разогрев до 80°C, что существенно повышает скорость протекания реакции, но небезопасно для окружающих. Важно закрыть емкость для уменьшения испарения спирта, но обеспечить стравливание давления во избежание взрыва.

В результате сверху плавает биодизель, а под ним размещен глицерин. Различить их просто, ведь из-за разной плотности между ними имеется четкая грань. Глицерин куда темнее топлива и твердеет при температуре ниже 38°C . Удалить его можно дополнительным шлангом.

Полученное топливо не идеально чистое, оно содержит в себе растворенные остатки мыла, возникшие в процессе реакции. В оптимальных условиях при полном испарении воды мыло не возникает, но при самостоятельном приготовлении такая проблема регулярная. Устранить остатки можно несколькими способами, но наиболее эффективный — отстаивание полученного биодизеля. Достаточно оставить топливо на неделю, после чего все примеси опустятся на дно.

Проверить качество получившегося биодизеля можно посредством простого теста кислотности. Необходимо опустить лакмусовую бумажку в жидкость и определить состояние среды. Идеальным показателем является нейтральная кислотность в 7,0.

Производство посредством установок

Если выбирать биодизель как постоянное топливо для своего автомобиля, то для экономии и упрощения процесса производства можно приобрести специальную установку. Она позволяет создавать этот продукт в домашних условиях, максимально приближая их к промышленным. Такой вариант оптимален для длительной экономии, ведь производство топлива без соответствующего оборудования затруднительно, а стоимость решения невысока.

Полученный из таких установок биодизель имеет гораздо лучшие характеристики и чистоту, нежели произведенный в «кустарных» условиях. Он содержит меньшую долю воды, благодаря чему снижается вред двигателю в процессе эксплуатации. Такие установки получают все большую распространенность, считаясь оптимальным выбором при отсутствии доступа к биодизелю.

Здесь описывается производство топлива с отработанного масла и особенности этого процесса. Для лучшего понимания производства биодизеля и его особенностей рекомендуется посмотреть это видео:

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.

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.

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.

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: CH2OC=OR1 | CHOC=OR2 + 3 CH3OH > (CH2OH)2CH-OH + CH3COO-R1 + CH3COO-R2 + CH3OC=O-R3 | CH2COOR3 | 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.

Рентабельность производства биодизеля

Со 150 га. можно собрать 400 тонн рапса из которого получится 180 тонн масла, 210 тонн жмых. После переработке 180 тонн масла в биодизель образуется побочный продукт - глицерин в количестве 27,5 тонн. Биодизеля получаем в количестве 198 000 литров. Для производства потребуется 20 000 литров спирта, 2 160 кг. катализатора. 28 000 литров биодизеля оставляем на собственные нужды. 170 000 топлива реализуем по цене 20 руб. за 1 литр = 3 400 000 руб. 210 тонн жмых реализуем по цене 5 руб. за 1 кг. = 1 050 000 руб. 27,5 тонн глицерина реализуем по цене 25 руб за кг. = 687 500 руб. выручка составит в размере 5137500 руб. затраты: 20 000 литров спирта по цене 49 руб. за 1 литр = 980 000 руб. 2 160 кг. катализатора по цене 23 руб за 1 кг. = 49 680 руб. з/п 3 чел. по 15 000 руб. в месяц за год = 540 000 руб. электроэнергии 32 000 кВт по цене 4,5 руб за 1 кВт = 144 000 руб. итого: 1 713 680 руб . Заключение Биодизель и его производство - это одно из самых перспективных и выгодных направлений для малого бизнеса, оно позволяет получать высокие прибыли, при этом сохраняется благоприятная экологическая среда. Цикл производства практически безотходный, сырье может выращиваться на используемых землях. После производства биотоплива остается жмых, который используют в качестве корма для животных и глицериновая фаза, которая при очистке превращается в чистый глицерин. Доходность этого производства весьма велика, прибыль составляет разницу между затратами на сырье и суммой, полученной от реализации топлива. Рентабельность этого вида бизнеса высокая, ведь спрос на биотопливо возрастает день ото дня.

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.

Вернемся к ДВС

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 можно использовать биологическое топливо?

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.

Так что же такое биодизель?

Фактически биодизель является смесью эфиров, в основном это метиловый эфир, как результат химической реакции. К его достоинствам следует отнести:

1. растительное происхождение, благодаря возможности выращивания растений мы получаем возобновляемый источник топлива;
2. биологическая безопасность, биодизель является экологически безвредным, его попадание в окружающую среду не наносит ей никакого вреда;
3. меньший уровень выбросов двуокиси углерода и других отравляющих веществ;
4. незначительное содержание серы в выхлопных газах моторов, использующих биодизель;
5. 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.

Технология производства биодизеля

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.

Получение биодизеля 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 использования биодизеля

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.