Мини-биодизельные процесоры

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.

Какой неттоп лучше

Неттоп – это хорошая замена стационарному компьютеру, если пользователю не нужна большая функциональность. Компактные компьютеры по размерам не больше роутера, поэтому не занимают много места, их можно спрятать за монитор или закрепить на стене. Современные неттопы эффективно справляются с офисными приложениями, воспроизведением аудио-, фото- и видеофайлов, а также могут тянуть нетребовательные игры. Опираясь на характеристики, обзоры и отзывы покупателей, мы составили ТОП лучших неттопов, в который попали:

• Intel NUC с лучшим соотношением стоимости устройства и функциональности для дома и офиса;
• Бюджетный Acer Veriton N4670G для нетребовательных программ и игр;
• Игровой Fujitsu ESPRIMO Q7010 с восьмиядерным процессором, качественной видеокартой и большим объемом памяти.

В зависимости от назначения можно найти лучший вариант неттопа для любых задач в составленном VyborExperta.ru рейтинге.

Сырье для производства

Самым лучшим исходным материалом для изготовления биодизеля является рапсовое масло, так как оно дает самый высокий процент выхода готового продукта – 96% на 1 т. масла. Еще одно достоинство рапса в том, что его можно высаживать вместе с другими сельскохозяйственными культурами, так как он положительно влияет на их урожайность. Так же подходят любые другие масла растительного и животного происхождения, или жиры.

Качество готового продукта зависит от исходного сырья. Наибольшую калорийность дает пальмовое масло, но полученное из него топливо быстро замерзает при низких температурах. Биодизель на основе рапсового масла, напротив, имеет более низкую калорийность, но более морозоустойчивый. Поскольку основными материалами для производства биотоплива являются продукты сельского хозяйства, то целесообразно выбрать для него один из регионов, с развитым аграрным сектором.

Применение биодизельного топлива

Биодизельное топливо может применяться как в чистом виде, так и в виде смеси с дизельным топливом. В США маркировка смесевых топлив осуществляется следующим образом: сначала идет буква «В» – это общее обозначение, а дальше указывается процентное соодержание биодизеля. Например, марка топлива В2 означает, что в нем присутствует 98% дизельного топлива и 2% биодизеля. Использование качественных смесевых топлив не требует внесения каких-либо конструктивных изменений в действующие автомобильные двигатели.

Что касается цетанового числа, то для биодизеля оно должно быть не менее 51. Для минерального дизельного топлива этот показатель составляет 42-45.

Как производится дизельное биотопливо?

Линии изготовления горючего разные. Технологический процесс зависит от вида сырья, качества материала, места производства.

Предприятия, изготавливающие сырье для биодизеля в России и в Европе, используют новые, переработанные животные жиры и растительные масла. Перед приготовлением топлива сырьё очищается от примесей и воды. К полученной смеси добавляют этанол. После спирта к сырью присоединяют катализатор (щёлочь). На выходе остаются глицерин и метиловые эфиры. Вещества друг от друга отделяют.

Сложный метод приготовления биодизеля — разделение молекулярных соединений длинноцепочечных жирных кислот. Расщепление происходит под воздействием катализатора. Во время реакции жирные кислоты соединяются со спиртом, молекулы глицерина разрушаются, образуются сложные эфиры (этиловые, моноалкиловые) или эфиры жирных кислот, а глицерин оседает.

При других технологиях применяют гидрокрекинг — переработка сырья под давлением и при высокой температуре.

Сырьё для производства

Биологическое топливо для дизельных двигателей изготавливают из свежевыжатых, использованных жиров, масел, углеводородного сырья. Кроме того, горючее делают из навоза или опилок.

В промышленных масштабах при выпуске биотоплива применяют рапс, другие маслянистые культуры, которыми засевают поля. Трава для биодизеля неприхотлива, растёт быстро, переносит соседство с другими культурами.

Производство в домашних условиях

Делать биодизель можно своими руками, не в промышленных масштабах. Горючее целесообразно готовить, если есть дешёвое сырьё и установки обеспечивающее производство качественного топлива.

Производство биодизеля в домашних условиях по технологии существенно не отличается от заводских. Требуется добавление метилового спирта и щелочного катализатора, а сложность процесса обусловлена качеством получаемой жидкости.

Для горючего со средними характеристиками, используемого в сельском хозяйстве (заправка техники), применяют переработку масел с использованием простого оборудования:

1. Найти, изучить схему сбора оборудования для биодизеля.
2. На дне трёх пластиковых ёмкостей или металлических бочек (две большие, одна меньше) делают закрывающиеся отверстия. Через них заливают сырьё.
3. Ёмкости устанавливают вверх дном на металлические подставки.
4. К отверстиям крепятся шаровые краны, а контейнеры (бочки) соединяются между собой трубками.
5. Внутри одной из двух больших ёмкостей устанавливают ТЭН, в другую заливают сырьё. Меньшая бочка предназначена для метанола и каустической соды (катализатор).
6. Температура средней ёмкости составляет 60 градусов, что обеспечивает приготовление горючего.

Производство биодизеля своими руками

Биодизель в домашних условиях сделать вполне реально и даже несложно, однако у этого мероприятия есть своя экономическая подоплёка. Одной из самых главных задач в этом случае будет поиск необходимого количества сырья. Если вы являетесь фермером, который выращивает рапс, тогда у вас, скорее всего, не возникнет с этим никаких проблем. Однако если у вас нет источников дешёвого сырья, для того чтобы создавать биодизель и увеличивать его производство, процесс может быть невыгодным с экономической точки зрения.

Для изготовления биодизеля необходимо растительное масло (рапсовое, соевое, подсолнечное и т. д.), а также метанол. Что касается метанола, то здесь очень большое значение имеет его чистота, так как необходимо использовать только чистый метанол. Ещё одним необходимым компонентом является катализтор, в качестве которого вполне можно использовать обыкновенную соду.

Важно учитывать тот момент, что при производстве биодизеля в домашних условиях довольно сложно получить действительно чистое топливо, так как при получении его в заводских условиях используются фильтры, которые позволяют задерживать лишние примеси в топливе размерами в 20% от толщины человеческого волоса. Именно такая установка по производству биодизеля вряд ли может быть создана в домашних условиях

Однако получить биодизель, который можно смело использовать для отопительных установок в доме, вполне реально.

Что касается оборудования для производства биодизеля из рапса или других растительных культур, то легче всего просто его приобрести, чем делать самостоятельно. Стоимость такого оборудования находится в районе 10 тысяч рублей, что, согласитесь, не так и дорого.

Осуществить изготовление биодизеля в домашних условиях можно следующим образом:

• Берём растительное масло и нагреваем его, при этом температура не должно быть больше 60 С, идеальной температурой является 55–58 С.
• Растворяем соду в метаноле, после чего добавляем образовавшуюся смесь в нагретое растительное масло.
• Поддерживаем температуру масла на текущем уровне в течение 40 минут, не забывая при этом помешивать субстанцию.
• Даём биотопливу отстояться, через некоторое время глицерин осядет, после чего можно будет выполнить его слив.

В том же случае, если вы не будете использовать специальное оборудование, необходимо учитывать следующие пропорции: на 0,98 кг используемого масла следует брать 0,125 кг метанола, 0,024 кг соды, которую нужно растворить в метаноле. Из этой смеси должно получиться примерно 1 кг топлива и 0,12 кг глицерина.

Таким вот образом можно изготовить биодизель в домашних условиях. Как видите, ничего особенно сложного в этом нет.

Биодизель из микроводорослей

По мере роста численности населения и повышения мобильности людей увеличивается ежегодная потребность в авиационных и автомобильных перевозках. Удовлетворять усиливающийся спрос на моторные топлива возможно путем производства биодизеля нового поколения из зеленых микроводорослей — альтернативы биодизелям, получаемым на основе сельскохозяйственных культур.

Зеленые микроводоросли способны преобразовывать углекислый газ в органические соединения, оказывая при этом очищающий эффект на атмосферу и гидросферу. Такое биотопливо можно использовать в двигателях дизельного типа: оно очень близко по составу к традиционным моторным топливам — продуктам нефтепереработки. Очевидные преимущества микроводорослей — высокие скорость роста биомассы и содержание масел, удобство сбора и возможность выращивания непосредственно на предприятиях и вблизи электростанций — усиливают интерес ученых и многих крупных корпораций к их исследованию и промышленному использованию. В ряде стран начато серийное производство специальных биореакторов по выращиванию микроводорослей. Япония и США уже осуществили успешные испытания авиационного и автотранспорта, работающего исключительно на биодизеле из водорослей.

Эффекты

• Стимулирование развития транспортного сектора, повышение его экологичности и удовлетворение растущих потребностей в топливе.

• Снижение остроты конкуренции между техническими и продуктовыми посевными площадями (благодаря культивированию микроводорослей в фитореакторах, вихревых плавающих аквареакторах, открытых водоемах).

• Развитие регионов с неблагоприятными социально-экономическими условиями и снижение их зависимости от импортируемых топлив.

• Получение белков, антиоксидантов, пищевых красителей и других полезных продуктов из микроводорослей.

Оценки рынка

К 2030 г. мировое производство биотоплива увеличится до 150 млн тонн в нефтяном эквиваленте при ежегодных темпах роста на уровне 7–9%. Его доля достигнет 4–6% общего объема топлива, потребляемого транспортным сектором. Биотопливо из водорослей может заменить более 70 млрд литров ископаемого топлива ежегодно. Рынок биотоплива в России к 2020 г. может вырасти более чем в 1,5 раза — до отметки в 5 млн тонн в год. Вероятный срок максимального проявления тренда: 2025–2035 гг.

Драйверы и барьеры

• Экологическая политика развитых стран по минимизации масштабов загрязнения окружающей среды.

• Необходимость масштабных инвестиций для строительства заводов по производству биодизеля, настройки технологических процессов.

• Зависимость эффективности роста микроводорослей от интенсивности солнечного света (при выращивании в открытых водоемах).

О плюсах и минусах биодизеля

Основная масса достоинств этого вида горючего относится к снижению выбросов в окружающую среду. Если смотреть на вопрос глобально, то количество углекислого газа, образовавшегося при сгорании топлива, теоретически равняется тому объему, что потребили из воздуха масличные культуры. Можно считать, что выдерживается баланс, но только при сжигании биодизеля в котлах, их КПД довольно высок. А вот эффективность ДВС – всего 60%, там помимо углекислого образуется и угарный газ, загрязняющий атмосферу.

В составе топлива очень мало серы, из-за чего использование биодизеля наносит куда меньший вред окружающей среде. При попадании в воду горючее не загрязняет ее, а постепенно разлагается микроорганизмами. Ну и двигатель на растительной солярке работает лучше, ибо его цетановое число (51) выше, чем нефтяного топлива (42—45). Из минусов стоит отметить:

• более высокую стоимость по сравнению с традиционным горючим;
• невозможность длительного хранения, спустя 3 месяца начинается процесс его разложения;
• большие посевные площади для выращивания сырья.

При производстве своими руками образуются технологические отходы биодизеля в виде глицериновой фазы, которые невозможно переработать в домашних условиях. Да и само топливо, добытое дома, не сравнится по качеству с заводским и может создать много проблем во время эксплуатации ДВС. Поэтому умельцам, занимающимся этим делом, можно посоветовать как можно тщательнее фильтровать масло перед загрузкой в бак, это касается и конечного продукта.

Преимущества биодизельного топлива

Биодизель как топливо имеет следующие преимущества:

• уменьшается выброс в атмосферу сульфатов, углекислого газа, твердых частиц;
• сгорает практически без выброса в окружающую среду токсичных и канцерогенных веществ;
• почти в 2 раза уменьшается количество копоти;
• не обладает резким запахом;
• при попадании на землю разлагается микроорганизмами в течение 3-х недель;
• малое содержание серы;
• высокий уровень воспламеняемости (менее горюч);
• хорошие смазочные характеристики.

Как делают биодизель

Суть процесса приготовления биодизеля заключается в уменьшении вязкости растительного масла, чего можно достичь различными способами. Любое растительное масло — это смесь триглицеридов (эфиров, соединенных с молекулой глицерина) с трехатомным спиртом. Именно глицерин придает вязкость и плотность растительному маслу. Поэтому, чтобы получить биодизель, необходимо удалить глицерин, заместив его на спирт. Этот процесс называется трансэтерификацией.

Преимущества биодизеля

В качестве первичного сырья может использоваться и отработанное растительное масло. В этом случае необходима предварительная фильтрация для удаления примесей и воды. Если воду не удалить, то вместо реакции трансэтерификации произойдет гидролиз триглицеридов. В результате получим не биодизель, а соли жирных кислот.

В процессе реакции масло вначале нагревается до определенной температуры (для ускорения реакции), а затем в него добавляется катализатор и спирт. Если применяется метанол – образуется метиловый эфир, если этанол – этиловый эфир. Для ускорения реакции также может применяться кислота. Смесь определенное время перемешивается и отстаивается. После отстаивания смесь расслаивается, образуя биодизель в верхнем слое (называемый химически «эфир»), затем слой мыла и на дне остается глицерин.

Глицерин и мыльный слой впоследствии отделяются, а биодизель промывается различными способами для удаления остатков мыла, катализатора и других возможных примесей. После промывок он осушается для удаления остатков воды, например, сульфатом магния. Затем осушитель удаляется простой фильтрацией. 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.

После завершения реакции на дне осаждается глицерин. Биодизель должен быть цвета меда, глицерин – более темного цвета. При поддержании температуры около 38 градусов глицерин остается в жидком состоянии и может быть легко удален снизу смесителя отдельным шлангом. Глицерин, полученный из отработанных масел, обычно коричневый и твердеет при температуре 38 градусов, глицерин из свежего масла остается в жидком состоянии при более низких температурах. Его можно использовать как побочный продукт, предварительно выпарив из него метанол нагреванием до 65,5 градусов.

Схема получения биодизеля и его преимущества

Схема получения биодизеля

Качество получившегося продукта определяется, прежде всего, визуально и проверкой рН. На вид биодизель должен выглядеть как чистое подсолнечное масло. Не допускается наличие никаких взвесей, примесей, частиц или замутнений. Мутность означает присутствие воды, которая удаляется нагреванием. После первого применения биодизеля обязательно следует проверить топливные фильтры.

Производство биодизеля своими руками

Биодизель в домашних условиях сделать вполне реально и даже несложно, однако у этого мероприятия есть своя экономическая подоплёка. Одной из самых главных задач в этом случае будет поиск необходимого количества сырья. Если вы являетесь фермером, который выращивает рапс, тогда у вас, скорее всего, не возникнет с этим никаких проблем. Однако если у вас нет источников дешёвого сырья, для того чтобы создавать биодизель и увеличивать его производство, процесс может быть невыгодным с экономической точки зрения.

Для изготовления биодизеля необходимо растительное масло (рапсовое, соевое, подсолнечное и т. д.), а также метанол. Что касается метанола, то здесь очень большое значение имеет его чистота, так как необходимо использовать только чистый метанол. Ещё одним необходимым компонентом является катализтор, в качестве которого вполне можно использовать обыкновенную соду.

Важно учитывать тот момент, что при производстве биодизеля в домашних условиях довольно сложно получить действительно чистое топливо, так как при получении его в заводских условиях используются фильтры, которые позволяют задерживать лишние примеси в топливе размерами в 20% от толщины человеческого волоса. Именно такая установка по производству биодизеля вряд ли может быть создана в домашних условиях. Однако получить биодизель, который можно смело использовать для отопительных установок в доме, вполне реально

Однако получить биодизель, который можно смело использовать для отопительных установок в доме, вполне реально.

Что касается оборудования для производства биодизеля из рапса или других растительных культур, то легче всего просто его приобрести, чем делать самостоятельно. Стоимость такого оборудования находится в районе 10 тысяч рублей, что, согласитесь, не так и дорого.

Осуществить изготовление биодизеля в домашних условиях можно следующим образом:

• Берём растительное масло и нагреваем его, при этом температура не должно быть больше 60 С, идеальной температурой является 55–58 С.
• Растворяем соду в метаноле, после чего добавляем образовавшуюся смесь в нагретое растительное масло.
• Поддерживаем температуру масла на текущем уровне в течение 40 минут, не забывая при этом помешивать субстанцию.
• Даём биотопливу отстояться, через некоторое время глицерин осядет, после чего можно будет выполнить его слив.

В том же случае, если вы не будете использовать специальное оборудование, необходимо учитывать следующие пропорции: на 0,98 кг используемого масла следует брать 0,125 кг метанола, 0,024 кг соды, которую нужно растворить в метаноле. Из этой смеси должно получиться примерно 1 кг топлива и 0,12 кг глицерина.

Таким вот образом можно изготовить биодизель в домашних условиях. Как видите, ничего особенно сложного в этом нет.

В последние десятилетия развитые страны мира уделяют все больше внимания замене традиционного дизельного топлива альтернативным, биологическим. Это горючее, называемое биодизелем, получают из масел различных технических (рапс) и естественных (пальма) культур по сравнительно простой технологии. Неудивительно, что разные мастера – умельцы быстро подхватили эту идею и организовали у себя дома небольшое производство биодизеля для личных нужд. Разберемся же, как происходит переработка растительных масел в горючее, и каким образом можно наладить данный процесс в домашних условиях.

Использование биологического дизельного топлива на практике

Обычным делом является использование чистого биологически дизельного топлива. Также допустимо подмешивать продукт к стандартному нефтяному дизельному топливу для дизельных двигателей. Есть факторы практического применения, когда определённо рекомендуется смешивать биологический продукт, с продуктом на нефтяной основе.

1. Для условий работы автомобильного мотора при температуре ниже 10-12ºC, рекомендовано смешивать биологическое дизельное топливо с нефтяным продуктом. Такая смесь в соотношении 50/50 надёжнее работает в холодных погодных условиях.
2. Практика показывает — чистому биологически дизельному топливу присуща критическая температура 12ºC. При такой температуре топлива возможно засорение топливной магистрали с последующей остановкой мотора автомобиля. Чистый нефтяной продукт имеет критическую температуру минус 24ºC.

Чем ниже температура относительно критической границы биодизеля, тем выше значение процента нефтяного дизельного топлива в соотношении. При температуре выше 12ºC, допустимо без проблем применять чистое биологическое дизельное топливо. Оба типа дизельного топлива возвращаются в нормальное состояние, как только температура превышает критическую границу.

Смешанное топливо, где выдержано соотношение 20% биодизеля и 80% нефтяного продукта, редко, но можно встретить на городских заправках. Этот вид продукта официально называется «Биодизель B20»

Чистое биологическое дизельное топливо разлагает детали на основе натурального каучука. На некоторых автомобилях используются каучуковые шланги. Однако смесь в сочетании 20% биодизеля и  80% нефтяного топлива вполне подходит для таких машин.

Характеристика биотоплива

Среди основных преимуществ подобного горючего важно отметить его экологическую составляющую. При сгорании такого материала копоти, сажи или угарных газов не образуется. Это объясняется просто: биотопливо для камина практически полностью состоит из растительного этанола, который при воздействии высокой температуры распадается на две составляющие: воду и углекислоту

В результате этого при горении образуется пламя синеватого оттенка. Для придания ему большей натуральности биогорючее дополняется специальными присадками, обеспечивающими смену цвета огня с голубого на красный

Это объясняется просто: биотопливо для камина практически полностью состоит из растительного этанола, который при воздействии высокой температуры распадается на две составляющие: воду и углекислоту. В результате этого при горении образуется пламя синеватого оттенка. Для придания ему большей натуральности биогорючее дополняется специальными присадками, обеспечивающими смену цвета огня с голубого на красный.

В целом сфера применения биологического топлива весьма обширна. Его не только используют для розжига домашних очагов, но и заливают в такие осветительные приборы, как керосиновая лампа. Замена подобной жидкости биогорючим способствует более яркому свечению без образования таких отложений, как копоть и нагар.