Filtracja Frakcji Glicerynowej w Procesie Produkcji Biodiesla
- Szczegóły
Biodiesel to paliwo produkowane z naturalnych tłuszczów i olejów. Surowcami są głównie oleje roślinne, np. rzepakowy, słonecznikowy, palmowy itp. Jest stosowany w zastępstwie konwencjonalnego paliwa dieslowskiego, zmniejszając uzależnienie od paliw kopalnych.
Surowce i Proces Produkcji Biodiesla
Materiałem wyjściowym do produkcji biopaliwa (estrów metylowych kwasów tłuszczowych, oznaczanych skrótowo RME) są tłuszcze roślinne, będące mieszaniną estrów różnych kwasów tłuszczowych i jedynego alkoholu - glicerolu (gliceryny). Oleje wytłaczane z roślin oleistych różnią się między sobą udziałem procentowym estrów glicerynowych nazywanych także glicerydami, wchodzących w ich skład. Z roślin oleistych uprawianych w Polsce najbardziej popularny jest rzepak. W związku z czym olej wytłaczany z nasion tej rośliny jest podstawowym materiałem stosowanym w produkcji biopaliwa przeznaczonego do zasilania silników wysokoprężnych. Celem wykonania przybliżonych wyliczeń można przyjąć, że dla wyciśnięcia 1000 kg oleju należy zużyć ok. 3000 kg nasion rzepaku.
Proces Przemiany Estrowej
W skrócie, proces przemiany esterowej (alkoholizy) przebiega następująco. Wodorotlenek potasu, wymieszany w odpowiedniej proporcji z alkoholem metylowym, dodawany jest do oleju rzepakowego i intensywnie mieszany. Wolne kwasy tłuszczowe natychmiast wchodzą w reakcję z alkoholem metylowym i powstają nowe estry nazywane estrami metylowymi kwasów tłuszczowych (RME). Cząsteczki glicerolu pozostają zaś wolne. Tak więc w pierwszej fazie przemiany estrowej powstaje mieszanina estrów metylowych i gliceryny (z pewną zawartością różnych zanieczyszczeń np. soli kwasów tłuszczowych). Estry metylowe jako lżejsze, gromadzą się w górnej części zbiornika, gliceryna zaś, o wyższej masie cząsteczkowej, opada na dno zbiornika. Estry metylowe, odciągnięte z górnej części zbiornika, po odpowiednim oczyszczeniu, stanowią już gotowe paliwo, które może być stosowane zamiennie do zasilania silników wysokoprężnych. Przemiana estrowa oleju roślinnego zachodzi także po zmianie alkoholu metylowego na etylowy (odwodniony). W związku z tym powstają estry etylowe, także nadające się do zasilania silników wysokoprężnych.
W celu osiągnięcia optymalnego stopnia transestryfikacji powstałą glicerynę należy oddzielić maksymalnie szybko i skutecznie. Do tego celu od kilkudziesięciu lat stosuje się separatory.
Technologie Separacji i Filtracji
W procesie produkcji biodiesla stosuje się różnorodne technologie separacji i filtracji, mające na celu oddzielenie i oczyszczenie poszczególnych frakcji. Należą do nich:
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
- Separator oddzielający: Do oddzielania wody glicerynowej z estrów kwasów tłuszczowych i płukania biodiesla.
- Separator oczyszczający: Do oddzielania delikatnej fazy z biodiesla. Podczas precyzyjnego oczyszczania biodiesla osuszony biodiesel jest dodatkowo oczyszczany, ew. polerowany, za pomocą separatora.
- Tricanter®: Do obróbki surowca przed estryfikacją oraz do 3-fazowego oddzielania wolnych kwasów tłuszczowych, gliceryny i wytrąconych soli, np. siarczanu potasu, podczas obróbki gliceryny w procesie roboczym.
- Dekanter: Do płukania wytrąconych soli.
Podczas płukania biodiesla dochodzi do wypłukania z wodą szeregu produktów ubocznych, które są następnie usuwane za pomocą separatora. Dzięki płukaniu biodiesla możliwe jest znaczące zwiększenie jakości produktu.
W określonych warunkach, szczególnie w przypadku oleju palmowego i sojowego, w biodieslu może dojść do wytrącania glikozydów sterolowych. Obróbka takich olejów najczęściej wiąże się ze zwiększeniem kosztów konserwacji urządzeń produkcyjnych. Również produkty uboczne powstające podczas produkcji biodiesla mogą posłużyć jako wartościowe substancje.
Odpady i Produkty Uboczne
Reasumując, w procesie produkcji biopaliwa powstają odpady w postaci śruty rzepakowej i fazy glicerynowej, stanowiące cenny materiał do dalszego zagospodarowania. Nie są więc odpadem kłopotliwym dla ochrony środowiska.
Kalkulacje cenowe 1 dm3 biopaliwa, wykonane w różnych ośrodkach, są dość zbieżne. Przy pełnym zagospodarowaniu (lub sprzedaniu) śruty rzepakowej i fazy glicerynowej, cena produkcji 1 dm3 biopaliwa waha się w przedziale 1,6 ÷2,0 zł i zależy od skali produkcji. Warunkiem opłacalności jest tłoczenie oleju we własnej tłoczni.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #filtracja #frakcji #glicerynowej #proces
