С химической точки зрения биодизель – смесь метиловых эфиров высших жирных кислот в основном предельных алифатических.
По реакции метанолиза установлены инфракрасные спектры (ИК) для растительных масел. ИК-спектры рапсового и подсолнечного масла идентичны. Это объясняется довольно схожим составом самих масел и идентичностью функциональных групп, присутствующих в молекулах.
Характеристики получаемых в настоящее время метиловых эфиров растительных масел довольно похожи и удовлетворяют требованиям европейского стандарта для компонента дизельного топлива. Однако по ряду параметров они не отвечают требованиям ГОСТ 305-82 или ГОСТ Р 52368-2005.
4. Физико-химические показатели топлив
Цетановое число биодизельного топлива выше, чем требует ГОСТ, но не превышает 55 единиц (при более высоком цетановом числе ухудшается экономичность работы двигателя и увеличивается дымность отработанных газов). Такое цетановое число обеспечит мягкую, без (стука) работу двигателя.
Плотность и, особенно, вязкость метиловых эфиров растительных масел заметно ниже, чем у самих растительных масел, но несколько выше, чем у товарного дизельного топлива. Плотность топлива ρ, кинематическая v и динамическая µ вязкости, а также поверхностное натяжение σ относятся к показателям топлива, которые влияют на процессы испарения, смесеобразования и сгорания.
В результате этерификации при температуре 100-105 0С можно получать композитное топливо, смешивая сложные эфиры органических алифатических кислот со спиртами. Можно использовать следующие сложные эфиры:
Октиловый эфир масляной кислоты – С3Н7СООС8Н17,
Гептиловый эфир валериановой кислоты С4Н9СООС7Н15,
Нониловый эфир валериановой кислоты С4Н9СООС9Н19,
Нониловый эфир капроновой кислоты С5Н11СООС9Н19,
Изоамиловый эфир масляной кислоты С4Н9СООС5Н11
Спирты и кислоты для синтеза можно получать синтетическим путём из углеводородов и их функциональных производных, а также из возобновляемого растительного сырья.
5. Физико-химические характеристики топлив
Композитное топливо не содержит нефтепродуктов, соответствует товарному летнему дизельному топливу почти по всем параметрам, в том числе по температуре помутнения и застывания, что исключает необходимость использования депрессорных присадок. Экологические характеристики композитного топлива лучше, чем биодизеля и товарного топлива.
6. Экологические показатели двигателя Д-243 при работе на различных видах топлива (нагрузка номинальная)
Вопросы и задания для контроля знаний
1. На чём базируются перспективы переработки растительных масел на биодизель?
2. Какие вы знаете физико-химические показатели растительных масел?
3. Что такое цетановое число топлива?
4. Что такое йодное число топлива?
5. Что такое кислотное число топлива?
6. Что такое зольность топлива?
7. Какова теплота сгорания растительных масел?
8. Какие основные химические реакции при переработке растительных масел на биодизель вы знаете?
9. Какая химическая реакция положена в основе современной переработки растительных масел в биодизель?
10. Что такое метанолиз триацилглицеринов растительных масел?
11. Какие катализаторы применяются при метанолизе?
12. Вкратце опишите схему производства биотоплива с растворителем тетрагидрофуран
13. Какие физико-химические показатели топлив вы знаете?
14. Что отражает цетановое число топлива?
15. Какие сложные эфиры можно использовать при производстве композитного топлива?
16. Как отличаются экологические показатели композитного топлива от таковых у биодизельного и дизельного?
Список использованных источников
1. Антипов С. Т., Кретов И. Т., Остриков А. Н. и др.; Под ред. акад. РАСХН В. А. Панфилова. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. для вузов. – М.: Высш. Шк., 2001 г. – 703 с.; ил.
2. Арутюнян Н. С., Корнена Е. П., Нестерова Е. А.; Рафинация масел и жиров - Спб.: ГИОРД, 2004. - 288 с.
3. Деревенко В. В. Комплексная линия рафинации и дезодорации масел и жиров - Краснодар.: ООО Электротехпром, 2009. – 23 с.
4. Нечаев А.П.,. Шуб И. С, Аношина О. М. и др.; Под ред. А. П. Нечаева. Технологии пищевых производств — М.; КолосС. 2005. — 768 с: ил.
