Biokütus
Rohkem kui 10 aastat tagasi algas esimene biodiisli müük. Biodiisel on osutunud täiesti uut tüüpi keskkonnasõbralikuks kütuseks, mis sobib väga erinevateks kasutusaladeks diiselmootorites. Biodiisli peamisteks omadusteks on madal tootmiskulu, keskkonnasõbralikkus ja kasutuse mitmekülgsus, kuna biokütust saab kasutada eraldi või vabalt segada tavapärase diislikütusega mis tahes vahekorras.
Tänaseks on umbes 50 riiki maailmas fikseerinud bioloogilist tüüpi kütuse tootmise seadusandlikul tasemel. Selliseid põllumajandusliku toorainega taastuvaid energiaallikaid kasutatakse USA-s, Jaapanis, Hiinas, Euroopa riikides ja paljudes teistes.
Soovitame lugeda ka artiklit diislikütuse antigeeli valiku kohta. Sellest artiklist saate teada kütuse õige valiku vajadusest, võttes arvesse hooajalisust, samuti diislikütuse lisandite kohta.
Peamine eelis oli taastuvallikast biodiisli tootmise võimalus, mida nafta kohta öelda ei saa. Peaaegu igat tüüpi diisel-sisepõlemismootoreid saab täita biodiisliga, olenemata jõuallika konstruktsiooniomadustest.
SRÜ riikide territooriumil pole täna praktiliselt ühtegi tõhusat programmi, mis oleks suunatud biokütuste turuosa aktiivsele arendamisele ja laiendamisele. Võib öelda, et investeeringud biotööstusesse puuduvad riigi tasandil peaaegu täielikult ning eraettevõtete seas on need üliväikesed.
Artikli sisu
Biodiisli plussid ja miinused
Biodiisli selged eelised hõlmavad järgmist:
- biokütustel on suurepärased määrdeomadused;
- mahavalgunud kütus laguneb kiiresti mikroorganismide poolt;
- biodiisli tootmise lihtsus, madal hind ja kiirus;
- puudub terav lõhn ja madal toksilisus;
Biodiislil on ka teatud puudused:
- agressiivne mõju mootori kummiosadele;
- suurenenud kalduvus pakasega parafineerida;
- biokütuse kahjulik mõju auto värvkattele;
- biokütuse diisli võimsus langeb, tarbimine suureneb;
Tõepoolest, biodiisel mõjutab agressiivselt sisepõlemismootori kummielemente ja muid osi, kuid selle mõju aste on mõnevõrra liialdatud. Kvaliteetse mootoriõli õigeaegne asendamine ja kasutamine vähendab oluliselt biodiisli kasutamisel mootorile negatiivsete tagajärgede ohtu. Negatiivse temperatuuri korral võivad tekkida vahakristallide kujul ladestused, kuid diislikütus nõuab ka üleminekut talvisele või arktilisele diislikütusele.
Teadaolevalt võivad biokütused sellega kokku puutudes hävitada auto kere värvkatte. Ainus viis kere kaitseks on kohene ja kvaliteetne pesu, et eemaldada auto värvipinnalt biodiisli jäljed.
Mis puudutab keskkonda, siis biodiiselmootorid paiskavad atmosfääri 4-5% vähem süsihappegaasi. Biodiisel ei ole küll täiesti keskkonnasõbralik toode, kuid võrreldes tavapärase diislikütusega on biodiisel puhtam. Kui võrrelda tavalist diislikütust ja biodiislit, siis pärast biokütuse põlemist on vingugaasi sisaldus heitgaasis kuni 10% väiksem, tahma kogus väheneb peaaegu poole võrra ning biodiislis on väävlit palju vähem kui mineraalne. diislikütus. Biodiisli põlemisproduktid sisaldavad ainult 10% rohkem lämmastikoksiidi võrreldes diislikütusega, mis on valmistatud naftast.
Biokütused muudavad veidi diiselmootorite võimsus- ja tarbimisomadusi. Biokütusel töötava diiselmootori võimsus langeb 7-8% ja sellise kütusekulu suureneb võrreldes tavapärase diislikütusega umbes 800 grammi saja läbitud kilomeetri kohta.
Millest valmistatakse biokütust?
Vastus küsimusele, mis on biodiisel, võib olla üsna lihtne. Selle kütuse saamise materjaliks on mis tahes taimeõli või loomsed rasvad. Sobivad päevalille-, soja-, rapsi-, maapähkli-, linaseemne-, palmi-, maisi-, kanepi-, seesami- ja muud õlid. Biodiisli tootmiseks on kõige levinum rapsiseemned. Rapsiõli on odavaim ja kättesaadavaim, mis tõi kaasa nn rapsi biodiisli tekkimise.
Väärib märkimist, et ühest või teisest õlist valmistatud biodiislikütusel on iseloomulikud erinevused. Kõrgeim hangumispunkt ja filtreeritavus on rapsiõlil põhineval biodiislil, kuid sellisel kütusel töötav diiselmootor on vähem tootlik.
Palmiõlist valmistatud biodiisel võimaldab mootoril paremat jõudlust, kuid selle filtreeritavus ei sobi riikidesse, kus on püsivad või hooajalised madalad temperatuurid.
Biodiisli tootmine
Biodiisel on metüülester, mis saadakse keemilise reaktsiooni teel. Biokütust saab kasutada sisepõlemismootorite põhikütusena, samuti segada vabalt biodiislit ja diislikütust. Biodiisli tootmisprotsessi keskmes on taimeõli viskoossusindeksi vähendamine. Viskoossust vähendatakse mitmel viisil. Taimeõli ise on estrite segu, mis on seotud glütserooli molekuliga. Seda segu nimetatakse ka triglütseriidiks. Kompositsiooni teine komponent on kolmehüdroksüülne alkohol.
Lühidalt, metüülalkohol ja leelised lisatakse lihtsalt mehaanilistest lisanditest puhastatud taimeõlile. Segu kuumutatakse ligikaudu 50 °C-ni. Edasi toimub settimine ja jahutamine, mille tulemusena toimub eraldumine kaheks fraktsiooniks. Need fraktsioonid jagunevad kergeteks ja rasketeks. Kerge fraktsioon on metüüleeter, mida nimetatakse biodiisliks. Glütseriin muutub raskeks fraktsiooniks. Glütseriini olemasolu annab õlile viskoossuse ja tiheduse. Biodiisli saamiseks tuleb glütseriin eemaldada. Pealegi asendatakse see alkoholiga. Seda protsessi nimetatakse ümberesterdamiseks.
Esmane tooraine võib olla igasugune taimeõli, sealhulgas jäätmed. Viimase jaoks on vajalik kvaliteetne filtreerimine, mis eemaldab kaevandamisest tarbetud lisandid ja vee. Vee eemaldamine on väga oluline samm, kuna biodiisli tootmisel õlist veega toimub triglütseriidide hüdrolüüs. Lõpptulemus ei ole biokütused, vaid rasvhapete soolad.
Biodiislit toodetakse järgmise skeemi järgi:
- õli kuumutatakse vajaliku temperatuurini;
- seejärel lisatakse õlile katalüsaator;
- koos katalüsaatoriga lisatakse alkohol;
Reaktsiooni kiirendamiseks on vajalik õli eelkuumutamine. Lisatav alkohol võib olla metanool või etanool. Esimesel juhul on tulemuseks metüüleeter, teisel juhul etüülester. Täiendav viis reaktsiooni kiirendamiseks võib olla happe lisamine. Saadud segu segatakse põhjalikult ja seejärel settitakse mõnda aega.
Nagu juba mainitud, põhjustab segu settimise protsess delaminatsiooni. Pealmiseks kihiks saab biodiisel-eeter, keskele tekib vahepealne seebikiht ja glütseriin sadestub raske fraktsioonina.
Biodiisel erineb selle poolest, et sellel on mee värvus, settes olev glütseriin on tumedamat värvi. Olgu lisatud, et kasutatud õlist saadav glütseriin on pruun ja kipub umbes 37 kraadi juures tahkuma. Värskest õlist saadav glütseriin suudab madalamatel temperatuuridel vedelana püsida. Sellist glütseriini kasutatakse biokütuste tootmise kõrvalsaadusena. Metanool aurustatakse sellest eelnevalt ligi 70 kraadini kuumutades ja seejärel kasutatakse sihtotstarbeliselt.
Oluline samm biokütuste saamise protsessis on glütseriini ja seebikihi eraldamine eetrist. Selleks pestakse saadud biodiislit mitmel viisil põhjalikult. Kui hoida temperatuuri 38 kraadi juures, siis settes olev glütseriin ei kõvene ja jääb vedelaks. Selles olekus saab seda kergesti eemaldada, ühendades segisti põhjaga vooliku.
Loputamine ja filtreerimine on vajalikud seebijääkide, katalüsaatori ja muude ebavajalike lisandite eemaldamiseks. Pärast pesemist kuivatatakse biodiislit edasi. Jääkvesi eemaldatakse magneesiumsulfaadi või muude komponentide lisamisega. Kuivatusaine ise filtreeritakse hiljem välja.
Saadud biodiislikütust hinnatakse visuaalselt, kontrollides happe-aluse pH tasakaalu, aga ka muude meetoditega. Visuaalselt peaksid biokütused välja nägema nagu rafineeritud päevalilleõli. Biodiisli puhul on lisandid, suspensioonid, osakesed ja igasugune hägusus vastuvõetamatud. Hägune biodiislikütus tähendab, et see sisaldab vett. See vesi aurustub kuumutamisel. Biodiisli kasutamine nõuab suuremat tähelepanu kütuseseadmete töökorrale ja kütusefiltrite seisukorra hoolikat jälgimist.
Kui rapsiseemned arvesse võtta, siis ühelt hektarilt sellest taimest ammutatakse veidi üle 1000 liitri rapsiõli. Üks tonn taimeõli, 110 kg alkoholi ja 12 kg katalüsaatorit võimaldavad saada väljundis ligikaudu 970 kg biodiislit. See kogus on ligikaudu 1100 liitrit. Lisaks saadakse umbes 150 kg glütseriini.
