Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Горохов Дмитрий Германович

Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо
<
Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Горохов Дмитрий Германович. Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.04 / Горохов Дмитрий Германович; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т мясной пром-сти им. В.М. Горбатова].- Москва, 2010.- 128 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/3034

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 9

1.1 Теоретические аспекты производства биодизельного топлива 9

1.2 Перерабатываемое сырье в биодизельной промышленности 18

1.3 Влияние технологических параметров и катализаторов на течение реакции алхоголиза 24

1.4 Перспективы биоэнергетики сельского хозяйства и автопарка России 29

1.5 Заключение по состоянию вопроса. Цели и задачи работы 37

Глава 2. Объекты и методы исследований 39

2.1 Схема эксперимента 39

2.2 Объекты и методы исследований 41

Глава 3. Результаты и их обсуждение 43

3.1. Исследование качественных показателей различных видов жирового сырья, животного происхождения 43

3.2. Определение основных этапов подготовки жирового сырья 45

3.3. Определение технических параметров модификации жирового сырья в биодизельное топливо 53

3.4. Исследование качественных характеристик полученного жидкого биотоплива 74

3.5. Определение условий и сроков хранения биодизельного топлива 79

3.6. Рекомендации по применению жидкого биотоплива из животного жира 83

3.7 Разработка технологии производства биодизельного топлива 89

Выводы 101

Список использованной литературы 103

Приложения

Введение к работе

Экономия энергоносителей нефтяного происхождения, ужесточение норм выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, а также ограничение эмиссии диоксида углерода заставляют большинство стран искать пути снижения опасности влияния тепловых двигателей на окружающую среду. Зависимость от импорта нефти рассматривается большинством стран как вопрос национальной, экономической и энергетической безопасности, а использование нефтепродуктов несёт в себе значительную экологическую опасность. Именно это определяет актуальность исследований и разработок, направленных на диверсификацию сырьевой базы, поиск альтернативных моторных топлив.

Одной из существенных проблем в пищевой отрасли являются рациональная переработка скапливающегося жирового сырья в связи со сменой идеологии питания и утилизация жировых отходов. Сточные воды многих мясоперерабатывающих предприятий содержат значительное количество жировых компонентов, находящихся в трудноперерабатываемом эмульгированном и неэмульгированном состоянии. Очистка указанных стоков приводит к образованию побочных продуктов, которые подвергают захоронению на специальных полигонах. Это наносит серьезный ущерб экологии окружающей среды. Рядом ученых Л.Л. Никифоровым, Б.Ф, Щербаком, Л.М. Файвишсвским, Г.Н. Кузнецовой, Л, P. Hop wood, G,D. Rosen, J.W. Abson и др„ разработаны теоретические и практические положения выделения жировой фракции из сточных вод мясоперерабатывающих предприятий и мясокомбинатов и переработки ее в полезный продукт.

В настоящее время сильнейшим загрязнителем атмосферного воздуха является автотранспорт, обеспечивающий до 90 % поступающих загрязнений. Автопарк нашей страны насчитывает более 20 млн. автомобилей и его прирост составляет 7 - 10 % в год. Обостряются экологические проблемы, связанные с использованием традиционных моторных топлив, при сжигании которых образуется большое количество токсичных выхлопов. Прямой ежегодный ущерб от пагубного воздействия только транспортного комплекса России на окружающую среду и здоровье населения составляет 3-4 млрд. долл. США. Поэтому все большую актуальность приобретают вопросы, касающиеся степени влияния выхлопов автотранспорта на состояние воздушной среды, а таюке перевод техники на экологически безопасные виды биотоплива.

Цены на моторное топливо из года в год растут, негативно влияя на себестоимость выпускаемой продукции. Ориентация отечественной нефтяной отрасли на экегшршыс поставки, увеличение цен на моторное топливо в 5 раз за последние пять лет привели к росту затрат на топливо в себестоимости сельскохозяйственной продукции в 3-4 раза. В настоящее время доходность сельского хозяйства резко снижается в результате несовершенства системы его кредитования и низкой платежеспособность населения - основного потребителя продукции сельского хозяйства. В этих условиях сельскохозяйственные товаропроизводители не могут обеспечить себя в достаточном количестве основными и оборотными средствами, и в частности топливом.

Ежегодно предприятия АПК, в том числе мясокомбинаты потребляют около 5,5 млн, т дизельного топлива, получаемого из нефти, являющейся невозобновляемым источником энергии, поэтому использование альтернативного топлива на мясоперерабатывающих предприятиях является экономически перспективным- В связи с этим поиск альтернативных источников энергии очень важен.

Биодизельное топливо, получаемое из растительных масел, считается одним из наиболее перспективных возобновляемых альтернативных топлив,

Биодизель является вьісококачественной, целесообразной с экономической и экологической точек зрения заменой традиционному топливу. Прежде всего, из-за незначительных вредных выбросов в атмосферу, особенно углекислого газа для предотвращения парникового эффекта. Биодизель сгорает практически без токсических отходов, количество копоти уменьшается до 50%. Биодизель легко разлагается микроорганизмами, а это значит, что при попадании в почву он не наносит ущерба ни фунтовым водам, ни почве. Другим важным фактором является то, что при производстве биодизеля практически не остается отходов. Получающиеся "побочные" продукты, в частности фармакологический глицерин и сульфат калия, используются соответственно в химической промышленности и Б производстве удобрений. Таким образом, производство биодизеля - один из производственных процессов, при котором перерабатывается практически 100% сырья. "В развитии именно таких, экологически чистых технологий наблюдается в настоящее время бум. И нам приятен тот факт, что Вена является первой европейской столицей, где построена такая производственная установка", подчеркнул вице-бургомистр д-р Сепп Ридер на открытии установки в Лобау. В настоящее время в мире для производства биотоплива используются очищенные растительные масла, которые содержат главным образом триглицериды с низкой долей свободных жирных кислот. Растительные масла, отработанное пищевое масло, животные жиры - эти источники энергии представляют собой не только производственную альтернативу для сельского хозяйства, но и важный шаг к экологическому энергообеспечению. Ряд применяемых очищенных масел (такие как соевое и рапсовое) имеют высокую себестоимость, что составляет до 60-S0 % от себестоимости получаемого из них биодизельного топлива. В связи с этим биотопливо, полученное из таких масел коммерчески неконкурентоспособно по сравнению с минеральным дизельным топливом- В мире до настоящего времени производство биотоплива путем переработки животных липидов не

Поскольку на мясоперерабатывающих предприятиях Российской Федерации имеются достаточные ресурсы животного жира и жировых отходов, ежегодно скапливающихся в объеме порядка 250 тыс. т., существует техническая возможность их утилизации переработкой в экологически чистое топливо с высокими качественными показателями, которое может быть использовано в автопарке мясоперерабатывающих предприятий, а также на предприятиях отраслей АІЖ. Производство биотоплива из жирового сырья животного происхождения позволит снизить себестоимость выпускаемой продукции, более рационально использовать само сырье, за счет эффективной утилизации жировых отходов, а также положительно повлияет на экологию автотранспорта предприятия и города в целом, а стало быть, и на здоровье человека за счет снижения уровня образования выхлопных газов. В странах ЕС потребность в биогенном, экологически чистом топливе постоянно возрастает. По оценкам экспертов, увеличение потребления биодизеля в ЕС с 2008 г. ожидается до 25% в год. Нормы Европейского союза в отношении автомобильного топлива предписывают подмешивание в автомобильное горючее с 1 октября 2005 года не менее 2,5% биогенного топлива. В последующие годы эта доля должна быть увеливена: с 1 октября 2007 года - 4,3%, с 1 октября 2008 года - 5,75%.

Рудольф Дизель, изобретатель дизельного мотора (работавшего первоначально на арахисовом масле), был не только дальновиден, но и, безусловно, прав, когда в 1912 году сказал: "Использование растительного масла в качестве топлива сегодня может показаться малозначимым, однако со временем оно будет так же важно, как нефть или угольные продукты".

По прогнозам специалистов в ближайшие десятилетия ожидается дальнейшее снижение производства традиционных источников энергии, в том числе и добычи нефти. Приводимые в печати сроки исчерпания нефтяных ресурсов в среднем по мировой нефтедобывающей отрасли составляют около 80 лет с учетом месторождений континентального шельфа, характеризующихся высокой стоимостью нефтедобычи от 170 до 700 долл. США за тонну (для сравнения: добыча нефти на Ближнем Востоке стоит от 5 до 6 долл. США за тонну), В связи с этим возникла необходимость в перестройке энергетического баланса, в развитии полиэнергетики, т,е. системы, базирующейся на использовании нескольких источников энергии, ни один из которых не играет определяющей роли. Необходимы диверсификация энергоснабжения, являющаяся "страховкой против риска", и глубокие технические изменения в разработке и освоении новых видов энергии, а также в ее рациональном использовании.

В связи с вышеизложенным, весьма актуальным является поиск альтернативных, более дешевых видов топлива, каким является биотопливо на основе возобновляемых липидов, которое может производиться самими сельскохозяйственными предприятиями и предприятиями мясной отрасли. Использование биотоплива имеет преимущества перед традиционными видами топлива в связи с его экологической безопасностью, что особенно важно в связи с напряженностью экологической ситуации в пищевых отраслях. 

Перерабатываемое сырье в биодизельной промышленности

В качестве сырья для получения биодизельного топлива в США используется соевое масло. В европейских сіранах применяется подсолнечное и рапсовое масла, а в странах Азии - пальмовое масло. В Канади выращивается и перерабатывается на биодизель канола — разновидность рапса (табл. 4), Биодизель европейского происхождения производится из рапсового масла и метанола, тогда как в США преимущественно из соевого масла.

В 2004 году около 80% европейского биодизеля было произведено из рапсового масла, при этом примерно треть урожая рапса в 2004 года была использована именно для производства биотоплива. В странах Евросоюза биодизель начал производиться в 1992 году. К концу первой половины 2008 года в странах Евросоюза было построено 214 заводов по производству биодизеля суммарной мощностью 16 млн. тонн биодизеля в год. В США на октябрь 2004 года установленные мощности составляли примерно 567 млн. литров в год. В середине 200S года в США работали 149 заводов суммарной мощностью примерно 7,669 млрд. литров в год и строилось 10 заводов суммарной мощностью примерно 808,9 млн. литров в год. В Канаде в конце 2006 года работали 4 завода суммарной мощностью примерно 196,5 млн. литров год (рис. 6). большие земельные площади, на которых нередко используют повышенные дозы средств защиты растений. Это приводит к биодеградации грунтов и снижению качества почв. С другой стороны, жмых, получаемый в процессе производства растительного масла, используется в качестве корма для скота, что позволяет более полно утилизировать биомассу растения. Производство биодизеля позволяет ввести в оборот не используемые сельскохозяйственные земли, создать новые рабочие места в сельском хозяйстве, машиностроении, строительстве и т. д. Например, в России с 1995 г. по 2005 г. посевные площади сократились на 25,06 млн. гектаров. США на свободных землях ежегодно могут выращивать 1,3 млрд. тонн биомассы.

В разных странах действуют различные стандарты применения биодизеля (табл. 5). Жирнокислотный состав липидного сырья для производства биодизеля различен (табл. 6), что в свою очередь влияет на свойства получаемого экотоплива (табл. 7).

Для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик биодизеля важен набор определенных свойств масел и жиров, используемых в его производстве. Из химических свойств важны: число омыления, йодное число, жирнокислотный состав, наличие свободных жирных кислот, серы, азота, зольность, присутствие неомыляемых компонентов, фосфатидов и содержание влаги.

Масла и эфиры с низким йодным числом (из кокосового и пальмового масел, животного жира) имеют более высокие цетановые числа и, следовательно, больший энергетический потенциал. Большинство масел и эфиров, как следует из приведенной таблицы, вписывается в оптимальный диапазон цетановых чисел (45 75) для дизельных топлив. Существенно и то, что масла и жиры с низким йодным числом имеют высокие температуры плавления и нередко затвердевают уже при температурах выше комнатной. Это свойство отражается на температурах помутнения, забивания фильтра и плавления получаемых из них метиловые эфиры и этиловые эфиры жирных кислот, что налагает ограничения на их использование в качестве горючего на все сезоны, кроме летнего.

Масла с высоким йодным числом и низкой температурой плавления более всего подходят для производства биодизеля, используемого в холодном климате. Исследования, направленные на разработку зимнего биодизельного топлива, особенно актуальны для северных стран, таких как Россия, Канада и страны Скандинавии. Однако стоит отметить, что при этом увеличивается риск автоокисления и полимеризации горючего в плотную каучукоподобнуга массу. Следовательно, биодизель с высоким йодным числом не подлежит длительному хранению, а для увеличения срока хранения желательно вводить антиоксидант. Биодизель из полувысыхающих масел (соевое, подсолнечное) не столь подвержен окислению и полимеризации, как биодизель из высыхающих масел,

В настоящее время реальным ограничителем наращивания доли биодизеля в дизтопливе выступает недостаточно низкая температура застывания (утраты текучести). Возможность использования антйжелирующих агентов, антифризов существует, однако достигаемый эффект (дополнительно минус 3—5 С) не столь значителен- К тому же их введение не должно дискредитировать саму идею экологичного топлива, выращенного в поле или извлеченного из стоков. Добавление же биооктанола или «органического» метилизоамилкетона (добавок, потенциально пригодных для снижения температуры замерзания и по пожароопасным характеристикам) способно значительно увеличить себестоимость топлива,

Другой путь заключается в использовании для производства биодизеля масел с высоким содержанием пол и ненасыщенных жирных кислот (высоким йодным числом). Получаемые из них метиловые эфиры и этиловые эфиры имеют температуры застывания порядка -10 С или ниже. При добавлении их в количестве 5% температура застывания топлива В5 будет порядка -25 С. Этого может быть достаточно для эксплуатации автотранспорта зимой в странах континентальной Европы» но не достаточно для эксплуатации в России. С другой стороны, с ростом ненасыщенности снижается теплотворная способность биодизеля, а метиловые эфиры поли ненасыщенных кислот более подвержены авто окислению .

Влияние технологических параметров и катализаторов на течение реакции алхоголиза

Реакция транеэтерификации (алкоголиза) растительного масла для производства биодизеля была изучена многими учеными. Рассматривались различные технологические параметры проведения процесса алкоголиза: молярное соотношение спирта и масла, тип катализатора и его концентрация, температура и продолжительность реакции, влияние количества воды в реакционной смеси и присутствие СЖК [39, 54, 58, 68, 72, 7 5, 102]. Канаки и Ван Герпен обнаружили, что присутствие СЖК в количестве, большем, чем 1-2%, вызывает различные проблемы с течением реакции и сильно уменьшает выход биодизеля. Эти проблемы, как замечено и другими учеными связаны с уменьшением содержания катализатора, образованием мыла и трудным отделением глицерина в связи с образованием мыла [40,41]. Ланг и ряд других ученых заявили об одинаковой каталитической активности КОН и NaOH как катализаторов реакции трансэтерификации рапсового масла метанолом. Однако использование КОН оказалось экономически выгоднее, чем использование NaOH, что сделало КОН более популярным катализатором для трансэтерификации растительного масла Но щелочные катализаторы не могут быть использованы для этерификацин липидного сырья с большим количеством свободных жирных кислот. Они реагируют со щелочью с образованием мыла, что действует негативно на течение алкоголиза масел. Кислотные катализаторы, такие как серная и соляная кислоты, могут быть также использованы для трансэтерификации. Они не чувствительны к присутствию СЖК. Однако их использование имеет ряд недостатков: слабое ускорение реакции, необходимость использования больших избытков спирта и высокой температуры, коррозионное действие кислот на оборудование [42, 43, 60, 70, 92, 103, 109]. Реакция фансэтерификации, как известно, обратима и применение избытка спирта позволяет сместить реакцию в сторону продукта (Ма и Ханна, 1999). Спирты используемые в трансэтерификации обычно короткоцепные такие как, метиловый, этиловый, пропиловый и бутиловый. Метанол самый широко используемый спирт в промышленном производстве биодизеля в связи с его дешевизной и простым применением [55]. Также было установлено, что присутствие воды в сырье обуславливает гидролиз моноапкиловых эфиров в СЖК и последующее образование мыла 165],

Для достижения высоких выходов биодизеля следует использовать в качестве сырья обезъоженное масло с уровнем СЖК менее 0,5% для ще л очно катализированной трансэтерификации [56, 57], Рекомендуемые условия для трансэтерифицнрования растительных масел метанолом — молярное соотношение спирта и масла 6:1, 1% ЬСОН при 25С в течение 30 мин [58]. Более высокие молярные соотношения спирта и масла ускоряют алкоголиз триглицеридов в эфлрьт жирных кислот, но затрудняют отделение образующегося побочного продукта — глицерина. Повышение концентрации щелочного катализатора приводит к обратному эффекту образованию большого количества мыла, что значительно затрудняет получение эфиров. Фридман и др, изучили кинетику трансэтерификации хлопкового, арахисового, подсолнечного и соевого масел метанолом и бутанолом. Были использованы различные молярные соотношения масел и спирта с использованием щелочных катализаторов — NaOCH3, NaOH и NaOGiH? и кислотного катализатора - H2SO4. В случае использования молярного соотношения спирта и масла 3:1 скорость образования эфиров была значительно ниже по сравнению с применением молярного соотношения 6:1. Предложено оптимальное молярное соотношение 6:1 [57]. Были проведены эксперименты по трансэтерификации подсолнечного масла этанолом с использованием щелочного катализатора КОН [59], Молярное соотношение спирта и масла, температура реакции и концентрация катализатора варьировались в пределах 6:1 - 30:1, 23 С - 60 С, 0,5-1,4 %. Наиболее оптимальными параметрами проведения процесса трансэтерификации были: молярная концентрация спирта - 9:1, температура — 60 С, концентрация катализатора — 1%. Применяемый этиловый спирт был максимально обезвожен до 99,5%, т.к. при использовании 95% спирта максимальный выход моноапкиловых эфиров достигал только 85%. Висенте и другие ученые [64] достигли высоких выходов метиловых эфиров жирных кислот с использованием метоксидных катализаторов при 65 С, молярном соотношении спирта к маслу 6:1 и концентрации катализатора 1%.

Определение основных этапов подготовки жирового сырья

Так как жиры технический, кормовой и пищевой не содержат белка и, как показали дальнейшие исследования, содержат допустимый уровень влаги и свободньгх жирных кислот, их переработка в жидкое биотоплиш не требует специалной подготовки. Для их переработки требуется только предварительный наїрев для достижения текучего состояния. Биомасса, собираемая в отстойниках очистных сооружений мясокомбинатов, состоит в среднем из 45-70 % жира, 40-30 % воды и 5-20 % белка и другие примеси. Кислотное число такой жиромассы колеблется от 40 до 180 мг КОН/г. Для переработки такого сырья требуется предварительная подготовка, включающая технологические шаги удаления белка, воды и механических примесей. Жир, полученный из жиромассы производственных стоков, имеет темный цвет и резкий специфический запах. По своему химическому составу жиромасса представляет собой ценное сырье для выработки технического жира. Из-за высокого кислотного числа жир, вытопленный из жиромассы, относится только ко второму и третьему сортам. При переработке технических и пищевых жиров их достаточно расплавить перед смешиванием со спиртом и катализатором. При использовании жирового отхода жироловок следует провести предварительную обработку: Плавление в тонком слое; Разделение расплавленной жиро-водо-белковой смеси центрифугированием на твердый осадок (мясную шквару) и жиро-водную эмульсию; Сепарирование жиро-вод ной эмульсии с целью получения обезвоженного жира. Полученный жир из жирового отхода должен соответствовать техническому жиру I, II и III сортов в зависимости от степени окисленности исходного сырья. В случае использования жиромассы, выделяемой из производственных стоков предприятий мясной отрасли, как жирового сырья для производства биодизеля, ее перерабатывают в технический жир. По своему химическому составу осадки мясокомбинатов относятся к отходам, которые могут быть утилизированы. Однако эффективные технологические схемы, предназначенные душ извлечения ценных компонентов для производства полезных продуктов, в настоящее время не нашли широкого распространения. Из-за зараженности осадков микрофлорой, большой влажности, подверженности загниванию их необходимо обрабатывать и обезвоживать. В ходе переработки от жиромассы отделяют содержащиеся в ней примеси в виде белковых, минеральных частиц и влаги.

Первоначально жиромасса подвергается нагреву Значительная часть примесей, содержащихся в жире, отличается от него по плотности. Поэтому первичная обработка жиров предусматривает использование этой разности в плотности жира и примесей. Для этого применяют фильтрование и сепарирование (центрифугирование). При очистке фильтрованием происходит отделение твердых частиц при пропускании неочищенного жира через пористую перегородку. При очистке сепарированием (центрифугированием) происходит интенсивное отделение влаги и механических примесей от жира. Процесс очистки жира сепарированием основан также на разности между плотностями разделяемых фаз, во много раз увеличенной благодаря обработке в центробежной силе. При нахождении жировой массы в производственных стоках в результате действия ферментов, а также длительного контакта тонкодиспергированного жира с воздухом качество его резко снижается. По этой причине извлекаемые из производственных стоков жиры имеют высокое содержание свободных жирных кислот и пероксидных соединений, что потенциально характеризует их как низкокачественный продукт и его можно отнести к 3 сорту. Жиромасса жироловок может перерабатываться па непрерывно-поточной линии получения костной, мясокостной кормовой муки и жира из отходов мясо переработки и птицеводства Я8-ФОБ-М 05-06-10 (рис. 9,табл, 13,14). Технологический процесс переработки сырья на линии Я8-ФОБ-М 05-06-10 включает следующие этапы. Сырье (мясокостное, кость) просматривают на наличие посторонних предметов и подают в измельчитель, Измельченный материал поступает в жир о отделитель, в котором происходит плавление и экстракция жира. После процесса экстракции сырье разделяется на твердую и жидкую фракции. Жидкая фракция (жироводная эмульсия) подается на сепараторы для отделения жира. Вода после сепарирования возвращается в техно логический процесс. Твердая фракция (обезжиренная и частично обезвоженная шквара) транспортером подается в сушильный блок. (В линии Я8-ФОБ-М-А05 используется один сушильный блок, а в линии Я8-ФОБ-М-А06 два параллельно установленных сушильных блока). Технологическая схема работы линии Я8-ФОБ-М-А05 и Я8-ФОБ-М-А06 предусматривает непродолжительную термическую обработку сырья при относительно умеренных температурах в непрерывном потоке, что позволяет сохранить кормовую и питательную ценность готовой продукции.

Определение условий и сроков хранения биодизельного топлива

Биодизель, по литературным данным, при попадании в воду не причиняет вреда растениям и животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер.

Деградация моноалкиловых эфиров зависит от жирпокислотного состава исходного сырья и зависит от степени ненасьтщенности жирнілх кислот. Жирные кислоты не изменяются во время химического процесса трансэтерификации в моноалкиловые эфиры. Таким образом химическая деградация биодизеля будет такой же как и у исхо;шого жирового сырья.

Наиболее важным физическим свойством используемым для определения степени окисления - кинематическая вязкость, которая будет постепенно увеличиваться с процессом полимеризации.

Хранение моноалкиловых эфиров (метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК), этиловых эфиров жирных кислот (ЭЭЖК), изопропиловых эфиров жирных кислот (ИЭЖК), бутиловых эфиров жирных кислот (БЭЖК) и контроль (метиловые эфиры рапсового масла, МЭРМ)) проводилось при нормальной температуре без доступа открытого воздуха и прямых солнечных лучей. В ходе хранения проводилось определение динамики изменения кислотного числа и кинематической вязкости в зависимости от различных условий хранения (табл. 19, 20).

Увеличение значения кинематической вязкости в первую очередь связано с обратимостью процесса алкоголиза, когда сложные эфиры вновь трансформируются в три-, ди- и моноглицервды, имеющие большую молекулярную массу, взаимодействуя с остатками глицерина, ди- и моноглиттеридов в присутствии незначительного количества остатков катализатора и спирта. Также присутствующие ненасыщенные и полин енасыщенные жирные кислоты начинают окисляться и полимеризоваться, вследствие чего происходит насыщение двойных связей и образование соединений пероксидов, гидропероксидов, растворимых полимеров и других вторичных продуктов, повышающих вязкость биотоплива. Более быстрое возрастание кинематической вязкости у контроля связано с более высокой ненасыщен і юстью, при которой легче происходит окислительная полимеризация.

Повышение кинематической вязкости вызывает возрастание дальнобойности топливной сіру и, что уменьшит долю объемного смесеобразования и приведет к попаданию на стенки камеры сгорания большего количества топлива. В связи с этим уменьшается доля объемного смесеобразования, большая часть топлива будет попадать на стенки камеры сгорания. Кроме того, уменьшается угол рассеяния топливного факела, увеличивается средний диаметр капель.

Повышение кинематической вязкости топлива может вызвать ухудшение сгорания биотоплива, что неизбежно приведет к образованию углеродистых отложений в топливной системе впрыска

Похожие диссертации на Разработка технологии переработки жирового сырья животного происхождения в биодизельное топливо