Робота тракторних двигунів на біодизелі

Вчені та практики багатьох країн світу створили підґрунтя для одержання і використання біодизеля в якості замінника традиційного дизельного палива, Раціональна технологія виробництва біодизельного палива має базуватися на найбільш економічних та екологічно обґрунтованих методах хімічної переробки сировини, ритмічно поновлювані потоки якої на відповідній географічній території здатні задовольнити постійно виникаючі потреби.

Метилові ефіри жирних кислот з олії ріпаку (RME) є першим видом біодизельного палива, яке виробляють в світі з 1988 р. Виробництво біодизпалива з рослинних олії методом етерифікації, схематично складається з 3-х етапів [27]:

1. Вирощування, збір та завезення сировини на заводи з виробництва рослинної олії;

2. Пресування насіння з метою отримання рослинної олії.

3. Етерифікація рослинної олії в результаті якої отримується біодизель.

Вперше прообраз біодизеля отримали в 1888 р. К. Єнглер та Г. Гефер при температурі 400°С і тиску 10 кгс/см² перегнали оселедцевий жир. Вони одержали масло, яке на дев'ять десятих складалося з вуглеводнів коричневого кольору. Пізніше у 1919 р. Н.Д. Зелінський провів схожий дослід з рослинними рештками та одержав смолу, з якої здобули одні з перших альтернативні рідкі моторні біопалива та важкі масла [28].

Дуже важливою біологічною функцією жирів у живій природі є те, що вони є сконцентрованим джерелом енергії для організму: при окисненні 1 г жиру виділяється 39 кДж енергії, в той час як 1 г білків дає 21 кДж, а 1 г вуглеводів 19 кДж. Кінцевими продуктами розпаду жирів є вуглекислий газ і вода [29].

У рослинах жири накопичуються в репродуктивних органах і служать поживними речовинами при проростанні насіння. Рослини, у насінні яких відкладається багато жирів, відносяться до олійних культур. У світовому землеробстві найбільші площі займають: соя, бавовник, ріпак, арахіс, соняшник, кунжут, льон, рицина. Сировиною для виробництва олії можуть бути всі олійні культури.

У Європі та Канаді використовують ріпак (канолу);

У США - сою;

У Малайзії - пальмову олію;

У Індії - ядра земляного горіха і чагарник ятрофу;

У Бразилії є спроби використання кофейних зерен низької якості;

У Англії переробляють у біодизель відпрацьовану рослинну олію.

В Україні для виробництва біодизельного палива можна використовувати насіння сої, ріпаку та соняшнику. Але найперспективнішим є саме використання насіння ріпаку [5].

Рослинні жири (олії) - це суміші ефірів триатомного спирту гліцерину та вищих одноатомних карбонових кислот, їх називають тригліцеридами, їх загальну формулу показано на рисунку 2.1:

Рис 2.1 - Загальна формула тригліцеридів

де R₁, R₂, R₃ радикали вищих жирних кислот.

Тригліцериди в хімічно чистому вигляді абсолютно безбарвні, вони не мають ні смаку, ні запаху. Густина олій від 900 до 980 кг/м³ при температурі 15°С, з підвищенням температури густина олії зменшується. Різноманітне забарвлення олій, різні смакові властивості і їх запах залежать від постійно супутніх жиророзчинних речовин - жирних кислот, аліфатичних спиртів, вуглеводнів, каротиноїдів, стероїдів, токоферолів, фосфатидів, воску й інших, перехідних в олію з неолійної частини насіння.

Схему переробки олійних культур у рослинну олію показано на рис 2.2 [26]. А на рисунку 2.3 показано технологічну схему отримання та очищення олії.

Рис. 2.2 - Схема переробки насіння олійних культур у рослинну олію.

Рис. 2.3 - Технологічна схема отримання і очищення рослинної олії.

1 приймальний бункер; 2 норія; 3 ваги; 4 сепаратор; 5-8 накопичувальний бункер; 6 вальці; 7 маслопрес холодного віджиму; 9 навантажувач; 10 дозувальний бункер; 11 фузовловлювач; 12 насос для фільтрувального преса; 13 насос для фузи; 14 фільтропрес; 15 насос для олії; 16 ємність для очищеної промислової олії.

Розрізняють декілька груп гліцеридів в залежності від складу їх жирних кислот: однокислотні та різнокислотні, серед яких можуть бути дво- та трикислотні гліцериди. Тригліцериди в більшості своїй складаються з насичених та ненасичених жирних кислот з 16-18 атомами вуглецю (таблиця 2.1). Це пов'язано з особливістю процесу синтезу жирів рослинами. Під час дозрівання олійного насіння спостерігається зміна ступеня насиченості жирних кислот. Хоча даному питанню присвячено багато досліджень, воно до кінця не з'ясоване [30].

Головна задача першого та другого етапів виробництва біодизельного палива - одержання з мінімальними витратами чистої суміші тригліцеридів вищих жирних кислот. Дані етапи відповідають традиційним технологіям виробництва рослинних олій для харчових потреб. Потрібно лише враховувати, що від якості вихідного продукту попереднього етапу залежить технологія наступного.



Таблиця 2.1

Характеристика жирних кислот рослинних олій

Кислота	Число атомів вуглецю	Молекулярна маса	Об'єкт (олія або рослина), в якому виявлена кислота
Насичені жирні кислоти CnH2nO2
Оцтова	2	60	У більшості рослин
Масляна	4	88
Капронова	6	116	Кокосова олія
Каприлова	8	114
Капринова	10	172
Пальмітінова	16	256	У більшості рослин
Стеаринова	18	284
Бегенова	22	340	Олія насіння хрестоцвітих
Ненасичені жирні кислоти CnH2n-2O2
Олеїнова	18	282	У більшості рослин
Ерукова	22	338	Олія насіння хрестоцвітих
Ненасичені жирні кислоти CnH2n-4O2 та CnH2n-6O2
Ліноленова	18	278	Олія висихаюча
Елеостеарінова	18	278	Олія насіння тунга
Лінолева	18	280	Олія висихаюча або напіввисихаюча
Ненасичені жирні кислоти CnH2n-8O2
Паринарова	18	276	Олія насіння розоцвітих

Фізичні та хімічні властивості жирних кислот зумовлені кількістю подвійних зв'язків, числом атомів вуглецю, позиційною і геометричною ізомерією. Ненасичені жирні кислоти у відмінності від насичених мають низьку хімічну стабільність. Вони легко окислюються киснем (олії прогіркають), полімеризуються, відновлюються воднем. Реакційна здатність ненасичених жирних кислот підвищується із збільшенням числа подвійних зв'язків. Однак разом з цим, ненасичені жирні кислоти мають нижчу температуру плавлення і жири, які їх містять, залишаються рідкими навіть за температур нижчих 0°С.

Рослинні олії з причини високої молекулярної маси тригліцеридів (середня молекулярна маса олій соняшника, льону, сої 863-938) нелеткі навіть за значного вакууму та мають велику в'язкість: від 74 мм²/с ріпакова олія до 40 мм²/с пальмова [26]; При температурі більше 240-250°С тригліцериди розкладаються з утворенням летких продуктів термічного розпаду.

Дані властивості утруднюють використання біодизеля у якості палив для звичайних дизельних двигунів та вимагають їх конструкційної зміни.

Щоб подолати ці проблеми без конструктивної зміни дизельних двигунів олія вимагає третього етапу виробництва біодизельного палива, під час якого відбувається незначна хімічна модифікація головним чином алкоголіз, піроліз чи емульгування (рисунок 2.4).

Рис. 2.4 - Класифікація технологій виробництва рідкого біопалива з рослинних олій

З них, алкоголіз є ключовим та найважливішим процесом виробництва чистого і безпечного для навколишнього середовища палива з рослинних олій [31].

Алкоголіз - це реакція взаємодії тригліцеридів з низькомолекулярними спиртами з утворенням ефірів відповідних кислот і гліцерину. Цей процес широко використовується для промислового та лабораторного отримання складних ефірів жирних кислот. Якщо у цьому процесі використовується метанол то ця реакція називається метаноліз. Метаноліз тригліцеридів наведено на рисунку 2.5. [32].

Три гліцерид метанол гліцерин метилові спирти

Рис. 2.5 - Загальний вигляд формульного запису реакції етерифікації тригліцеридів.

Алкоголіз найбільш повно (98%) проходить при застосуванні метанолу, а потім зменшується при збільшенні молекулярної маси спирту і вже у етанолу та пентанолу становить всього 35,3 і 11,5% мас. відповідно [32]. Слід зазначити, що із збільшенням молекулярної маси спирту зростає молекулярна маса ефірів, а це негативно впливає на їхні паливні якості.

Алкоголіз може протікати в обидва боки та істотно залежить від співвідношення і властивостей реагентів, характеру змішування та температури процесу. Наявність каталізатора прискорює перетворення. У таблиці 2.2 наведено порівняльний аналіз процесів алкоголізу тригліцеридів.

Матаналіз тригліцеридів без каталізатора відбувається під дією високих температур (більше критичної температури метанолу, що дорівнює 239°С) та тиску більше 8,09 МПа. За таких умов спирт знаходиться у некритичному стані. Перетворення тригліцеридів у метилові ефіри жирних кислот проходить менше ніж за 15 хвилин. Даний процес потребує значного надлишку метанолу [33].

Каталізатори, які застосовуються для алкоголізу тригліцеридів, класифікуються як лужні, кислотні, ферментні або гетерогенні (Рисунку 2.4).

Лужні каталізатори: гідрооксиди калію та натрію, метилати калію та натрію найбільш ефективні. Хоча алкоголіз з використанням лужних каталізаторів дає високий рівень перетворення тригліцеридів у відповідні метилові ефіри за невеликий проміжок часу даного процесу, реакція має декілька недоліків: відновлення гліцерину складає завдання, лужний каталізатор повинен бути видалений з продуктів, лужні відходи води вимагають очищення, вільні жирні кислоти та вода перешкоджають реакції. [34].

Таблиця 2.2

Порівняльний аналіз технологій виробництва біодизельного палива

Характери- стика	Надкритич-ний метанол	Лужний каталізатор	Кислотний каталізатор	Ліпаза каталізатор	Гетерогенний каталізатор
Реакційна температу- ра,°С	239-385	60-70	55-80	30-40	60
Вільні жирні кислоти у ефірі	Метилові ефіри	Мила	Метилові ефіри	Метилові ефіри	Метилові ефіри
Вода у сировині	Не впливає	Негативно впливає	Негативно впливає	Не впливає	Негативно впливає
Макс. вихід метилових ефірів, %	?100	99,5	99	95	?100
Відновлення гліцерину	Легко	Складно	Складно	Легко	Легко
Очищення метилових ефірів	Випаро- вування	Промивки, випаро-вування	Промивки, випаро-вування	Випаровування	Випаровування
Вартість каталізатора	-	Дешевий	Дешевий	Дорогий	Дорогий
Час реакції	15 хв.	60 хв.	20 год.	30 год.	8 год.
Особливі вимоги до обладнання	Високий тиск	-	-	-	Жорсткі умови температури і тиску
Промислова реалізація	Існує	Існує	Існує	Немає	Існує

Якщо олія має високий вміст вільних жирних кислот, то можливий алкоголіз з кислотним каталізатором, Використовують сірчану, фосфорну, соляну кислоти та інші [35]. Слід зауважити, що одночасно з таким видом алкоголізу відбувається етерифікація, тобто взаємодія жирних кислот із метанолом з утворенням метилових ефірів жирних кислот. Алкоголіз з кислотним каталізатором долає деякі недоліки алкоголізу з лужним каталізатором, але він потребує великих витрат часу. Тому, якщо в олії високий вміст вільних жирних кислот, перетворення тригліцеридів проводять у дві стадії. Спочатку використовують кислотний каталізатор, а потім лужний. Даний процес має багато варіантів промислової реалізації і тому є оптимальним для України [36]

Ферментні каталізатори, такі як ліпаза, придатні для ефективного каталізу алкоголізу тригліцеридів навіть при наявності в них значної кількості вільних кислот. Окислювальний розпад тригліцеридів у процесі дихання олійного насіння починається з гідролізу тригліцеридів ферментом ліпазою, який розкладає тригліцериди на гліцерин та жирні кислоти [31]. Даний каталізатор використовується рослинами, а тому екологічно безпечний. Безумовно, технологія одержання біодизеля з використанням ферментів перспективна у майбутньому, але її потрібно ще досліджувати.

Гетерогенні каталізатори тверді і тому майже не витрачаються. Після метанолізу з використанням даного виду каталізаторів метилові ефіри жирних кислот не потребують промивок [33]. Це дуже перспективна технологія одержання біодизеля, але її можна реалізувати на заводах з великою продуктивністю.

Властивості біодизельного палива в першу чергу залежать від хімічного складу суміші метилових ефірів жирних кислот. На нього можна впливати змінюючи співвідношення метилових ефірів різноманітних жирних кислот з насіння різних олійних культур. Ступінь насиченості радикалів жирних кислот залежить від стиглості насіння, а це впливає на низькотемпературні властивості палива та здатність зберігати хімічну стабільність.

Наразі в Україні найефективнішим технологічним процесом виробництва біодизельного палива є алкоголіз олій метанолом у дві стадії: спочатку з кислотним, а потім з лужним каталізаторами.

Вимоги до якості ріпакової олії, яких слід дотримуватись у процесі виробництва метилових ефірів жирних кислот для дизельних двигунів наведено в таблиці 2.3 [26].

На третьому етапі виробництва біодизеля, залежно від принципу організації процесу виробництва, виділяють дві технології отримання біопалива:

- періодичну, за якої процес одержання біодизеля проходить у різний час послідовно у декілька окремих стадій, має широку гамму відносно простого та дешевого обладнання для різних масштабів виробництва;

- неперервну (проточну), коли всі окремі стадії виробництва біодизеля відбуваються одночасно та паралельно. Перевага даної технології у менших розмірах обладнання, але воно складне. Контролювати якість біодизеля важче ніж при періодичному процесі.

Одержують метилові ефіри жирних кислот для дизельних двигунів з тригліцеридів олій реакцією алкоголізу або її ще називають трансетерифікацією, а з вільних жирних кислот - під час реакції етерифікації. Якщо кислотне число олії менше 2 (таблиця 2.3)_, то технологічний процес виробництва біодизельного палива спрощується, вимагає тільки реакції трансетерифікації. В іншому випадку, щоб не ускладнювати виробничий процес додатковою операцією, олію нейтралізують [35]. Тому алкоголіз ключова операція виробництва біодизельного палива. Наявність каталізатора та нагрів реактора прискорюють процес та підвищують повноту перетворення тригліцеридів у метилові ефіри жирних кислот. На рис. 2.6 наведено класифікацію технологій виробництва біодизеля в залежності від способу каталізу реакції трансетерифікації рослинних олій. З них промислового впровадження на даний час набули лише три технології виробництва біодизельного палива: з використанням лужного, кислотного та гетерогенного каталізатора. Перший та другий варіанти можна використовувати на біодизельних виробництвах будь-якої продуктивності. Третій варіант більш складний, розроблений на основі технологічних процесів нафтохімії, а тому його доцільно впроваджувати на заводах промислового типу.

Таблиця 2.3

Вимоги до якості ріпакової олії та метилового ефіру.

Найменування показника	Одиниця вимірювання	Ріпакова олія	Метиловий ефір
Густина, 15°С	Кг/м3	900-930	860-900
Цетанове число			> 51
Вміст сірки	Мг/г	<20	<10
Точка спалаху	°С	220	101
Залишок після коксування	% (м/м)	<0,4	<0,3
Енергетична цінність	МДж/кг	35	35
Вміст попелу (SO4)	% (м/м)	<0,01	<0,02
Вміст води	Мг/кг	750	500
Тверді забруднення	Мг/кг	25	24
В'язкість, 40°С	Мг/кг	<38	3,5-5,0
Кислотне число	Мг КОН/г	<2	0,5
Йодне число	г/100г	100-120	<120
Вміст ефірів	% (м/м)		>96,6
Вміст метилового ефіру ліноленової кислоти	% (м/м)		<12
Вміст метанолу	% (м/м)		<0,2
Вміст моно гліцеридів	% (м/м)		<0,8
Вміст вільного гліцерилу	% (м/м)		<0,25
Вміст фосфору	Мг/кг	<15	<10
Гранична температура фільтрованості	°С		-10



Рис. 2.6 Класифікація технологій виробництва біодизеля з рослинних олій.

Рис. 2.7 Структурна схема технологічного процесу виробництва біодизеля.

Періодичний процес метанолізу з лужним каталізатором у реакторах із перемішуючим і нагріваючим пристроями найпростіший та найпоширеніший варіант виробництва біодизеля. Він дає високий вихід метилових ефірів жирних кислот (до 95%), а якщо використати двоступеневу трансетерифікацію то можна досягти виходу до 98% при відносно невеликих витратах часу. Після операцій очищення якість біодизеля, одержаного за даною технологією, відповідає вимогам європейського стандарту ЕМ14214 та СОУ24.14-37-561:2007. Структурну схему виробництва біодизельного палива наведено на рис. 2.7.

Після реакції трансетерифікації відбувається операція розділення гліцеринової та ефірної фаз. Найпростішій спосіб - гравітаційне розділення, яке базується на різниці у густині даних фаз, але потребує витрат часу. Після розділення неочищений гліцерин відправляють на переробку на спеціалізоване підприємство.

У процесі трансестерифікації використовують надлишок метанолу з метою досягнення високого виходу метилових ефірів жирних кислот та прискорення виробничого процесу. Залишок метанолу розподіляється між фазами ефірів та гліцерину. Тому операція видалення метанолу обов'язкова. Одним з її можливих варіантів є використання випарних апаратів.

Також під час трансестерифікації у ефірну фазу потрапляють мила, які є небажаним компонентом біодизельного палива. Для їхнього видалення використовують операцію промивки фази метилових ефірів жирних кислот розчином кислоти. Крім того кислота нейтралізує рештки лужного каталізатора. Для видалення залишків солей і мил проводять ще операцію промивки водою.

Після кожного етапу промивки необхідно провести розділення ефірів та води. Однак, внаслідок розчинності води у ефірах, її кількість у ефірній фазі не відповідає вимогам стандарту на біодизель. Виникає необхідність операції видалення води. Для цього можна використовувати вакуумну сушку. Під час опускання ефірів по поверхні сушки прямий їх контакт із нагрітою стінкою швидко перетворює воду у пар. Також можна використовувати методи із силікагелем, або інші варіанти видалення води. Але при цьому виникає потреба регенерування робочої речовини [36].

Нафтове дизельне паливо використовується із широким спектром присадок, що покращують його змащування, антиокислювальні, антикорозійні, миючі та інші властивості. Присадок до біодизелю поки що істотно менше, але їх застосування розширює можливості використання даного виду біопалива.

Вибір типу присадок проводиться на основі аналізу якостей того чи іншого виду палива. Для біодизеля рекомендується обов'язково застосовувати такі типи присадок:

- антимікробні (оскільки паливо представляє собою метилові або етилові ефіри жирних кислот, які є досить сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів);

антиоксидантні (при тривалому зберіганні в умовах відносно високих температур, попаданні вологи, а для біодизеля характерна висока гігроскопічність, контакті з деякими металами, недостатньому очищенні палива від жирних кислот та гліцерину воно досить швидко окислюється);

- для зниження температури застигання (значення цієї характеристики для БД з різної сировини становить (-2…+14)єС, для дизельного палива це значення за вимогами стандартів становить (-25. …-10) єС);

- хелатувальні, оскільки тривалий контакт БД з такими матеріалами як мідь, латунь, бронза, свинець, олово та цинк може призвести до зростання швидкості процесу розкладання і, як наслідок, до утворення відкладень. Хелатувальні присадки, що зв'язують важкі метали з органічними сполуками, з яких переважно і складається біодизель, можуть знижувати або навіть усувати негативний вплив від їх присутності [37].

На рисунку 2.8 показано технологічну схему виробництва біодизеля, і описано всі етапи виробництва біодизеля. У реактор-змішувач 2 подається необхідна кількість метанолу з місткості 1 та лужного каталізатора. Відбувається процес підготовки розчину каталізатора у метанолі, з місткості 3 подається рослинна олія до реактора 4 туди ж закачують розчин каталізатора. Відбувається перша ступінь трансестерифікації. Далі реакційна суміш перекачується до реактора відстійника 5, де відбувається розділення гліцеринової та ефірної фаз. Неочищений гліцерин відправляють у місткість 15, а забруднені метилові ефіри жирних кислот перекачують у другий реактор 6.

Рис. 2.8 Технологічна схема лінії виробництва метилових ефірів жирних кислот. Н1-Н10 - насос; К1 - компресор; Б1-Б6 - місткість; РК1-РК2 - реактор змішувач; Р1-Р2 т реактор; РО - реактор відстійник; РС - реактор відбору метанолу; С1 - сушка; РП1-РП2 - реактор промивання; КВ1 - котел водогрійний; Т1 - теплообмінник; ХЛ - холодильник; УЛ - уловлювач; 1 - містить метанол; 2 - реактор змішувач; 3 - рослинну олію; 12 - відходи; 14 - воду; 15 - гліцерин сирий; 18 - біодизель

У ньому відбувається друга ступінь трансестерифікації та розділення гліцеринової та ефірної фаз. Далі неочищений гліцерин знов потрапляє у місткість 15. Забруднені метилові ефіри перекачують у реактор відбору метанолу. Пари метилового спирту проходять крізь холодильник, конденсуються в уловлювачі та спирт знову можна використати у технологічному процесі. У другому реакторі - змішувачі 10 готується розчин кислоти для промивки. Метилові ефіри перекачують у реактор промивання 11, туди ж подають розчин кислоти. Деякий час триває перемішування реагентів, потім проводять відстоювання та відділяють забруднену воду у місткість відходів 12, а метилові ефіри перекачують у другий реактор промивки 16. Тут промивка відбувається чистою водою, знов розділяють відходи та метилові ефіри, які подають у сушку 17. У сушці з метилових ефіри видаляють залишки води і на виході одержують готовий біодизель. Температурний режим процесу у реакторах підтримують за рахунок системи водяного нагріву 13.

Дану технологічну схему лінії виробництва біодизеля можна повністю укомплектувати сучасним вітчизняним обладнанням, що випускають машинобудівні заводи для ліній очищення рослинних олії. Лише потрібно деяка його конструкційна зміна з врахуванням фізико-хімічних властивостей сировини та технологічних аспектів одержання біодизелю [32].

Періодичний процес метанолізу з лужним каталізатором у реакторах із перемішуючим і нагріваючим пристроями найпростіший та найпоширеніший варіант виробництва біодизеля.

У процесі виробництва біодизельного палива можна виділити окремі операції: трансестерифікація, розділення ефірної та гліцеринової фаз, видалення метанолу, промивка та видалення залишків води. Тільки із врахуванням у технологічній схемі всіх цих операцій кінцевий продукт - біодизель буде відповідати вимогам стандартів.

При виробництві біодизеля особливу увагу потрібно звернути на етапи формування якості і собівартості біопалива (на прикладі РМН). Зокрема, це етапи, пов'язані з вирощуванням біомаси і її збиранням, первинною переробкою і зберіганням, виробництвом рослинної олії, її етерифікаціею, очищенням біодизельного пального.

Кожний з вказаних етапів виробництва дизельного біопального доцільно регламентувати нормативами. Так, при вирощуванні біомаси і її збиранні необхідно забезпечити застосування ресурсозберігаючих технологій вирощування економія ресурсів до 30 %, сучасних технологій збирання врожаю зменшення втрат на 10...20 %, а також освоїти нові олійні культури зниження собівартості сировини до 40 %. Наприклад, при виробництві олії потрібно досягти її густини на рівні 900...930 кг/м², кислотного числа не більше 2 мг КОН /г, вміст фосфору не більше 12 мг/кг, золи не більше 0,01 %, а метанового числа не менше 39. Невиконання нормативних вимог веде до зниження якості РМН, а витрати при цьому тільки зростають.

В цьому напрямі діяльності науковими співробітниками НАУ розроблена технологія виробництва біодизельного пального з декількох олійних культур. Спільно з вітчизняними машинобудівними заводами запропоновано відповідне устаткування технологічних ліній (з очищенням біодизельного пального на рівні європейських норм). Затверджений перший в Україні стандарт на біодизельне пальне СОУ 24.14-37-561: 2007. Ефіри метилові жирних кислот для дизельних двигунів. Вимоги і методи оцінки. Він був введений в дію з 1 червня 2007 року [38].

2.2 Фізико-хімічні властивості рослинних олій і палив на їх основі

1 червня 2007 року був затверджений перший в Україні стандарт на біодизельне пальне СОУ 24.14-37-561: 2007. Ефіри метилові жирних кислот для дизельних двигунів. Вимоги і методи оцінки [38]. Відповідно до даного стандарту виділяють три групи властивостей біодизелю: фізико-хімічні, експлуатаційні, екологічні. Основні фізико-хімічні властивості рослинних олій і палив на їх основі показано в таблицях 2.4-2.5.

Рослинні олії є жирами насіння плодів різних рослин, які отримують відтиском чи вилученням з використанням розчинників. Рослинні олії на 95-97 % складаються із триацилгліцеринів - органічних з'єднань, складних повних ефірів гліцерину, а також моно і диацилгліцеринів. Ацилгліцерини в свою чергу, містять в своєму складі молекули різних жирних кислот, пов'язаних з молекулами гліцерину С₃Н₅(ОН)₃ [40,41].

По своїй хімічній структурі молекули жирних кислот відрізняються один від одного лише вмістом атомів вуглецю і рівнем насичення жирною кислотою, тому властивості рослинних олій визначаються, в основному, вмістом і складом жирних кислот, що утворюють триацилгліцерин. Зазвичай це насичені і ненасичені (з одною і трьома подвійними зв'язками) жирні кислоти з парною кількістю атомів вуглецю (перевага С₁₆ і C₁₈). Крім того, в рослинних оліях в невеликій кількості присутні жирні кислоти з непарною кількістю атомів вуглецю (від С₁₅ до С₂₃).

Рослинні олії при нормальних умовах знаходяться в твердому стані, але частіше всього вони представлені олійною рідиною з підвищеною в порівнянні з дизельним паливом густиною (зазвичай р =900-1000 кг/м³) і в'язкістю (v=60-100 мм²/с при t=20°C і v=30-40 мм²/с при t=40°C) і порівняно високою температурою самозапалення (таблиця 2.4) [42,43,44]. Рідинні рослинні олії в свою чергу поділяються на висихаючи (льняна, конопляна, тунгова), напіввисихаючі (макова, соєва, соняшникова, ріпакова ) і невисихаючі (касторова олія).

Жирні кислоти, є основним компонентом рослинних олій, являють собою високомолекулярні кисловмісні з'єднання вуглецевою основою. Тому всі рослинні олії горять і можуть використовуватись в якості моторних палив. Низька випаровуваність та висока в'язкість рослинних олій виключає їх використання в бензинових двигунах. Але вони можуть успішно використовуватись в якості палив для дизельних двигунів. Цьому сприяють



Таблиця 2.4

Фізико-хімічні властивості рослинних олій.

Фізико-хімічні показники	Олія
	Ріпакова	Арахісова	Соняшникова	Соєва	Пальмова	Оливкова	Хлопкова	Касторова
Густина при 20 °С, кг/м3	916	917	923	924	918	914	919	1069
Кінематична в'язкість мм2/с при 20 °С 40 °С 100 °С	75 36 8,1	81,5 36,5 8,3	65,2 30,7 7,4	- 32 7,7	- - 8,6	- - 8,4	- - 7,7	- - 19,9
Цетанове число	36	37	33	50	49
Кількість повітря необхідна для згорання 1 кг речовини кг	12,6	11,2	11,1
Нижча теплота згорання МДж/кг	37,3	37	37	36-39	37,1
Температура самозапалення °С	318	-	320	318	315	285	316	296
Температура застигання °С	-20	-	-16	-12	+30	-12	-18	-27
Вміст сірки % (масс)	0	-	-	-	-	-	-	-
Вміст по масі С Н О	78 10 12	78 12,3 9,4	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -	- - -
Кислотність мг КОН / 100 мл палива	4,66	-	2,14	0,02	0,17	5,90	0,23	0,19
Нагароутвореня 10 % залишку: % не більше	0,4	-	0,51	0,4	-	0,20	0,23	-

Зауваження: «-» - властивості не визначались.

порівняно невисока термічна стабільність рослинних олій і прийнятна температура їх самозапалення, рівна t_св = 120-320 °C. При цьому цетанове число ЦЧ різних рослинних олій змінюються в границях від 33 до 50 одиниць (дивись таблицю 2.4), що співпадає з цетановим числом дизельного палива (ЦЧ = 40-55) [45,46,47,48].

Особливістю рослинних олій є наявність в їх складі доволі великої кількості кисню (8-12 %). Це приводить до деякого зниження їх теплоти згорання. Так, найнижча теплота згорання рослинних олій складає 36-39 МДж/кг проти 42-43 МДж/кг у дизельного палива, яке практично не містить кисню. Але присутність в рослинних оліях кисню підвищує температуру їх згорання в дизельних двигунах і значно покращує їх екологічні властивості.

Використання рослинних олій в чистому вигляді в якості палива для дизелів стримується підвищеним нагароутворенням - відкладеннями нагарів на розпилювальних форсунках і інших деталях, що складають камеру згорання. Підвищення нагароутворення сприяє наявність в рослинних оліях важких ефірних смол. Якщо дизельне паливо ГОСТ 305-82 мають нагароутворення 10% - залишку, що не перевищує 0,3 %, то нагароутворення рослинних олій зазвичай складає 0,4 - 0,5 % (дивись таблицю 2.4). Для зниження нагароутворення рослинних олій необхідна їх очистка від важких ефірних смол, а також проведення міроприємств направлених на зниження нагароутворення в камері згорання дизельного двигуна (періодична робота на високо форсованих режимах роботи, періодична подача водопаливних емульсій через розпилювальні отвори і ін.).

Утворення смолистих речовин залежить перш за все від наявності в складі олій нестійких граничних вуглеводнів чи органічних кислот, які при контакті з киснем утворюють високомолекулярні продукти окиснення - смоли. З збільшенням вмісту смол в рослинних оліях, як правило, збільшується їх кислотність. Підвищена кислотність палив викликає корозію деталей системи паливоподачі і двигуна в цілому. Кислотність більшості рослинних олій не перевищує кислотності дизельного палива по ГОСТ 305-82, рівною 5 одиницям [49,42]. Тому корозійна активність рослинних олій порівняно невисока і знаходиться на рівні, властивому стандартному дизельному паливу.



Таблиця 2.5

Фізико-хімічні властивості палив, вироблених із рослинних олій.

Фізико-хімічні властивості	Паливо на основі рослинних олій
	Рафінад соняшниковий	Рафінад соєвий	Метиловий ефір ріпакової олії	Етиловий ефір ріпакової олії	Метиловий ефір соєвої олії	Метиловий ефір пальмової олії
Густина при 20 °С, кг/м3	920	923	877	895	884	870
Кінематична в'язкість мм2/с при 20 °С	34,4	31,2	8,0-2,5	32,0	4.1	4,5
Цетанове число	40	27	48	-	46	62
Кількість повітря необхідна для згорання 1 кг речовини кг	-	-	12,6	12,6	-	-
Нижча теплота згорання МДж/кг	-	-	37,8	36,8		40,1
Температура самозапалення °С	202	220	230	-	141	174
Температура застигання °С	-20	-12	-21	-	-1	-
Вміст сірки % (масс)	0,007	0,005-0,01	0,002	-	0,005-0,01	-
Вміст по масі С Н О	-	-	77,5 12,0 10,5	77,6 12,0 10.4	-	-
Кислотність мг КОН / 100 мл палива	-	-.	0,3	0,3	-	-

Зауваження: «-» - властивості не визначались.

В таблицях 2.6 і 2.7 показані всі показники яким повинен відповідати якісний біодизель.



Таблиця 2.6

Хімічні показники якості дизельного біопалива згідно СОУ 24.14-37-561:2007

№п/п	Назва показника	Значення
1	Масова частка сірки, %, не більше	0,001
2	Випробування на мідній пластинці	Витримує
3	Стабільність окислення за температури 1100С, годин, не менше	6,0
4	Кислотне число, мг КОН на г, не більше	0,50
5	Йодне число, г йоду на 100 г, не більше	120
6	Масова частка ефірів, %, не менше	96,5
7	Масова частка метилового ефіру ліноленової кислоти, %, не більше	12,0
8	Масова частка поліненасичених метилових ефірів, %, не більше	1
9	Масова частка метанолу, %, не більше	0,20
10	Масова частка моногліцеридів, %, не більше	0,80
11	Масова частка дігліцеридів, %, не більше	0,20
12	Масова частка тригліцеридів, %, не більше	0,20
13	Масова частка вільного гліцерину, %, не більше	0,02
14	Масова частка загального гліцерину, %, не більше	0,25
15	Масова частка фосфору, %, не більше	0,001
16	Вміст лужних металів (Na + K), мг/кг, не більше	5,0

Таблиця 2.7

Фізичні показники якості дизельного біопалива згідно СОУ 24.14-37-561:2007

№п/п	Назва показника	Значення
1	Цетанове число, не менше	51
2	Кінематична в`язкість за температури 400С, мм2/с	3,5-5,0
3	Густина за температури 150С, кг/м3	860-900
4	Температура спалаху у закритому тиглі, 0С, не менше	120
5	Гранична температура фільтрованості, 0С, не вище	-5
6	Коксівність 10%-го залишку, %, не більше	0,30
7	Зольність, %, не більше	0,02
8	Вміст води, %, не більше	0,05
9	Вміст механічних домішок	Відсутні

Недоліком рослинних олій, що використовуються в якості палива в дизельних двигунах, є висока температура їх застигання, обумовлена головним чином. наявністю в їх складі насичених жирних кислот. Найкращі низькотемпературні властивості мають ріпакова та льняна олія (температура застигання t = - 20 °C) [42].

Важливою властивістю рослинних олій є властивість змішуватись в будь-яких пропорціях з більшістю органічних розчинників (в тому числі і з продуктами переробки нафти - бензином і дизельним паливом), що пов'язано з невеликою полярністю олій: їх діелектрична проникність при 20 °С рівна 3,0 - 3,2.

Наведені данні свідчать про те що, рослинні олії мають фізико-хімічні властивості відмінні від властивостей нафтового дизельного пального по ГОСТ 305-82. Тому в дизельних двигунах доцільніше використовувати продукти пробки рослинних олій - а саме їх рафінад, етилові і метилові ефіри цих олій. Фізико-хімічні властивості цих палив наведені в таблиці 2.5 [50,42,43].

2.3 Експлуатаційні властивості рослинних олій і палив на їх основі

Відмінності фізичних властивостей рослинних олій і палив на їх основі від властивостей стандартних дизельних палив впливає на протікання процесів в дизельному двигуні. В першу чергу це відноситься до процесів паливоподачі і сумішоутворення. Ці процеси, в значній мірі визначаються такими фізичними властивостями палива як густина, в'язкість, ступінь стиснення, поверхневий натяг.

В порівнянні з дизельним паливом рослинні олії, мають підвищену густину. Так якщо дизельне паливо «Л» для швидкохідних дизелів (ГОСТ 305-82) при температурі t = 20°C мають густину р = 820-840 кг/м³, а ріпакова олія, характеристики якої показані на рис 2.8 - р = 910 кг/м³ [51]. При цьому РМ відмінні меншою залежністю густини від температури, ніж дизельне паливо (ДП).

Меншу густину в порівнянні з рослинними оліями мають їх ефіри. При температурі t = 20°C густина РО з характеристиками на рисунку 2.8 складає р = 910 кг/м³, а метиловий ефір ріпакової олії з характеристиками на рис. 2.9 має густину р=884 кг/м³ [52].

Ще більш наближені властивості до ДП можна отримати при використанні сумішей МЕРО з ДП (характеристика 2 - 4 на рисунку 2.9). Варто відмітити близький характер залежностей густини палив від тиску їх стиснення, отриманих для дизельних палив і сумішей нафтового дизеля з МЕРО [53].

Рослинні олії, є гліцериновими ефірами жирних кислот, відмінних підвищеною в'язкістю, що перевищує на порядок в'язкість стандартних дизельних палив. При нормальних атмосферних умовах в'язкість дизельного палива «Л» (v=3-4 мм²/с) на порядок нижче в'язкості ріпакової олії. Так в відповідності з характеристикою 1 на рисунку 2.11 при t=24°C в'язкість РМ рівна v=79 мм²/с [54]. Разом з тим, при більш високих температурах, характерних для систем паливоподачі дизельних двигунів (при температурі навколишнього середовищ t=20°C температура палива в системі паливоподачі складає біля t=40°C [47]), в'язкість РМ різко падає і при t=40°C складає приблизно v=40 мм²/с

Всі ці показники погіршують процес подачі по магістралях паливо проводів рослинних олій в камеру згорання дизеля.

Значне зниження в'язкості можна досягти при переході від рослинних олій до їх ефірів. При виробництві ефірів рослинних олій із молекули ацилгліцеридів видаляються надлишки гліцерину, що призводе до зниження в'язкості отриманих палив. В результаті ці ефіри мають в'язкість, значно меншу в'язкості самих масел. При температурі t=20°C в'язкість метилового ефіра ріпакової олії складає v=7 мм²/с (рисунку. 2.12) [55]. Це нижче ніж густина чистих олій, але в 1,5 - 2 рази вище густини нафтового дизеля. Потрібне значення в'язкості можна отримати при змішуванні МЕРО з дизельним паливом

Рослинні олії в порівнянні з дизельним паливом відрізняються меншим ступенем стиску. При нормальних умовах коефіцієнт стиску нафтового дизельного пального складає біля б=70-10^-11 Па^-1, то для соєвої олії він рівний б=52-10^-11 Па^-1 (див. Характеристики 1 і 3 на рисунку 2.13). Проміжні значення коефіцієнта стиснення б мають суміші рослинних олій з нафтовим дизелем (характеристика 2 дивись рисунок 2.13), а також ефіри рослинних олій і їх суміші з дизельним паливом (рисунок. 2.14) [52]. Можна відмітити порівняно невеликі відмінності значення коефіцієнта стиснення нафтових дизельних палив і палив на основі ефірів рослинних олій

Значний вплив на характеристики розпилення палива має коефіцієнт поверхневого натягу у. Рослині олії мають поверхневий натяг, більший ніж у дизельного палива. При нормальних атмосферних умовах (t=20°C, p=0,l МПа) коефіцієнт поверхневого натягу дизельного палива рівний у=27,1 мН/м, ріпакової олії - у=33,2 мН/м, метилового ефіру ріпакової олії - у=33,2 мН/м, (рисунку 2.15) [56]. По характеристикам на рисунку 2.15 слід відмітити порівняно слабку залежність коефіцієнта поверхневого натягу палив що розглядаються від температури.

Вказані особливості фізичних властивостей рослинних олій та палив на їх основі проводять значний вплив на параметри процесу паливоподачі, приводять до трансформації характеристик впорскування і розпилення даного палива і послідуючих процесів сумішоутворення і згорання. [50]. Висока густина і в'язкість цих палив, що подаються в камеру згорання стандартної системи паливоподачі дизеля, є причиною збільшення їх циклічної подачі і годинної витрати в порівнянні з дизельним паливом по ГОСТ 305-82. Підвищена густина рослинних олій і палив на їх основі приводить до збільшення далекобійності струменя розпиленого палива. Збільшення довжини струменя розпилювальних біопалив погіршується їх гіршою само запалювальною здатністю (збільшення періоду затримки самозапалення рисунок. 2.16) [57]. В результаті за період затримки запалення струменя розпиленого рослинної олії досягають стінок камери згорання, частина палива, що потрапляє на стінки, не згорає повністю, зменшується частина об'ємного сумішоутворення, можуть спостерігатися зменшення рухливості поршневих кілець і забруднення моторного мастила.

Через високу в'язкість рослинних олій і їх підвищеного коефіцієнта поверхневого натягу зменшується кут розкриття паливного факелу і збільшується розмір капель розпилення. Крім того підвищений поверхневий натяг рослинних олій підвищує нерівномірність їх розпилення. Велике значення густини цих палив призводить до збільшення максимального тиску впорскування. Дійсний момент впорскування зміщується при цьому в сторону збільшення кута випередження впорскування палива.

2.4 Екологічні властивості біодизельного палива

Найбільшим споживачем дизельного палива в Україні є автомобільний транспорт, та сільське господарство. Разом вони відіграють значну роль в економіці України. Але великі обсяги споживання нафтових палив негативно впливають на екологічну ситуацію в країні, разом їх сумарні викиди в атмосферу приблизно такі ж, які робить за рік енергетична галузь або сумарно всі інші галузі народного господарства.

Негативний екологічний вплив, що має багатоплановий характер, виявляється, насамперед, в тому, що під час роботи дизельних двигунів до атмосферного повітря викидаються шкідливі речовини з відпрацьованими й картерними газами.

За статистичними даними [58] в 2008 в Україні було спожито 5468,3 тис. тонн дизельного палива, що перевищило на 15 % рівень споживання цих палив у 2000 р.

Викиди шкідливих речовин автотранспортом до атмосферного повітря у 2008 р зросли на 46% у порівнянні з 1997 і становили 2097,0 тис. тонн - 95,1% викидів від пересувних джерел або 29,8 % від загального обсягу шкідливих викидів до повітряного басейну.

За цими ж статистичними даними в 2008 р в Україні на 1 кв. км території припадало 3457 кг шкідливих речовин, викинутих двигунами внутрішнього згорання до атмосфери, а на одного мешканця - близько 45 кг, що на 58 % більше, ніж у 1997.

У густонаселених регіонах та містах ці показники є значно гіршими. Наприклад, у м. Києві шкідливі викиди автотранспортом до повітря в 2008 р становили 191,0 тис. т, що в 2,7 рази більше, ніж у 1995, а на 1 кв. км території припадало 238,8 т, що в 69 разів перевищувало середній рівень у країні.

Згідно із Законом України „ Про деякі питання ввезення на митну територію України транспортних засобів ” (у редакції Закону України від 30.11.2005 №3151-IV) [59] з 2006 введено екологічні норми „Євро-2” для всіх імпортованих та нових вітчизняних легкових автомобілів, автобусів і сідельних тягачів. Дотримання жорстких екологічних вимог до КТЗ та їх двигунів, що запроваджено в Україні і в інших країнах-учасницях Женевської Угоди 1958 року [60-61], потребує використання моторних палив високої якості, або використання палив з високими екологічними показниками, а саме використання альтернативних видів палива таких як біодизель [62-63].

Вимоги до моторних палив стають дедалі жорсткішими. Прикладом цього є Директива 2003/17/EC [64], якою доповнено Директиву 98/70/EC. За цією Директивою та європейським стандартом EN 590-2004 на дизельне паливо в країнах-членах ЄС з 1січня 2005 року допускають виробництво лише малосірчаних дизельних палив з вмістом сірки до 10 мг/кг. Дизельне паливо з 2005 року повинне містити не більше 11% за масою поліциклічних ароматичних вуглеводнів та мати температуру спалаху не менше ніж 55єС, цетанове число і цетановий індекс, відповідно, не менше ніж 51 та 46.

В 2007 р вступив в дію стандарт на біодизельне паливо СОУ 24.14-37-561: 2007 [38].

Як відомо біодизель майже не містить сірки і його екологічні показники набагато вищі ніж в нафтового дизельного палива, деякі показники екологічності біодизеля показані на рисунку 2.17.

Перевагою біодизельного палива (RME) відносно традиційного є його швидке біологічне розщеплення (за 21 день на 98%) [38].

Якісний біодизель відповідає вказаним вище вимогам і це підтверджено роками дослідів.

2.5 Обладнання для виробництва біодизеля

Економіка України істотно залежить від імпорту енергоресурсів, тому розробка нових сучасних технологій і обладнання для одержання відновлюваних джерел енергії є дуже актуальним завданням. Якщо враховувати, що 75% земель України придатні для вирощування ріпаку (тобто сировини для одержання біодизельного палива), то цю залежність можна зменшити. Нині у світі помітна тенденція до збільшення вирощування олійних культур та, відповідно, виробництва олії як для харчових цілей, так і для технічних. Безперечно, виробництво олійних культур має всі підстави стати одним із головних пріоритетів України в міжнародному розподілі праці. А розвиток технологій для виробництва біодизеля, в першу чергу дозволить забезпечити національні потреби в даному виді обладнання.

На ринку України представлено багато видів обладнання для виготовлення біодизелю, як вітчизняного так і закордонного виробництва. Це новий вид технічних засобів механізації сільського господарства. Досить часто покупцям пропонують обладнання низького технічного рівня, на якому одержують біодизельне паливо недостатньої якості. А це призводить до передчасного виходу з ладу дизельних двигунів та викликає негативне ставлення суспільства до нового виду палива. Весь вироблений в Україні біодизель повинен відповідати вимогам національного стандарту на біодизель СОУ 24.14-37-561: 2007. Також однією з найважливіших умов одержання якісного біодизельного палива є суворе дотримання технології та регламенту виробництва [38].

В Україні промисловий випуск біодизеля ще не налагоджений, однак дрібні аграрні підприємства й фермери для власних потреб його вже виготовляють (приблизно 20 тисяч тон). Установки для виробництва біодизелю із соняшникової, соєвої й рапсової олії різного розміру і відповідно різної ціни виготовляють у різних областях України, на різних підприємствах.

Відповідно до державної програми до 2010 року використання біодизеля повинне, як і в Європі, збільшитися до 5.75% загального використання пального, а до 2015 року - до 15%. Виробництво якісного біодизеля можна організувати на різних підприємствах. На дрібнотонажних установках - до 3 тисяч тон за рік. на регіональних заводах - до 30 тисяч тон і підприємствах державного значення - до 100 тисяч тон [67].

На мій погляд, треба категорично відмовитися від імпорту біодизельного устаткування, а через тендерний механізм із залученням експертів і фахівців вибрати вітчизняних виробників біодизельних заводів для задоволення внутрішніхт потреб в даному виді обладнання. До них можна віднести полтавський завод «УКРБУДМАШ», який виробляє біодизельні установки потужністю від 1 до 14 м³/год. (від 8 до 90 тис. тонн біодизеля на рік). Нині один із таких заводів монтується в Іспанії, демонструвалися ці установки в США, Сінгапурі й інших країнах. Виробництво біодизельных установок європейської якості налагоджено в Дніпропетровську (ТОВ «Біодизельдніпр»), Краматорську (НВП «Спеціальні технології»), Києві (НВО «Тренд»), Донецьку (ТОВ «Техносоюз»), ТОВ «Елерон» та ЗАТ «Порцелакінвест» (м. Київ), ВАТ Чернівецький емаль завод «Карпати» (м. Чернівці), ТОВ «Елтеко - Україна - Рось» (м. Черкаси), ТОВ «Тан» (м Чернігів).

ТОВ «Техносоюз» пропонує елементи технологічного обладнання для виробництва біодизеля продуктивністю 30 т/добу. ТОВ «Техносоюз» виробляє завод по виробництву біодизеля в модульному виконанні, який включає наступні відділення: очистки рослинної олії, отримання метилових ефірів жирних кислот (біодизеля) та переробки біодизельної фази рисунку 2.18.

Біодизельна установка виробляє дизельне біопаливо з рослинних олій (ріпакової, соняшникової, соєвої) в безперервному процесі шляхом трансестерифікації метанолом в присутності лужного каталізатора з отриманням метилових ефірів жирних кислот, як дизельного біопалива, так і сумішей нафтового дизельного палива з метиловими ефірами - сумішевого дизельного біопалива.

За даними НДІ «МАСМА» дизельне біопаливо вироблене на обладнанні фірми «Техносоюз» за всіма показниками відповідає європейському стандарту якості EN 14214. А за даними моторних випробувань науково-дослідного технологічного університету ХНТУ сільського господарства ім. П.М. Василенка біопаливо яке виробляє установка, не викликає ніяких негативних явищ при роботі двигуна.

Технологія виробництва біодизеля ТОВ «Техносоюз» захищено патентом України на корисну модель № 23270 «Спосіб отримання ефірів жирних кислот».

Потужне обладнання для виробництва біодизелю виробляє ТОВ «Біодизельдніпро». Вони виробляють маслопреси продуктивністю 350 кг/год. і 4900 кг/год. Преси дозволяють забезпечити залишкову олійність в межах 7-9 %. Також фірма виготовляє преси БМП продуктивністю 50, 120, 250, 350, 400 кг/год. та масло преси продуктивністю 100, 200 і 300 кг/год. Остання модель відрізняється від першої наявністю масляного фільтра і додатковим електронагрівом.

Унікальною є установка для отримання біомаси із водоростей. Продуктивність установки БІО-М-1 - 1 т/добу; БІО-1М-5 - 5 т/добу; БІО-М-1а - 10 т/добу.

ТОВ «Біодизельдніпро» виробляє також міні-установки для виробництва біодизеля. Продуктивність типорозмірного ряду біодизельних установок компанії складає від 1 до 24 т/добу. Слід відмітити, що станом на 2008 рік виготовлено і змонтовано біля 80 біодизельних установок, в тому числі біля 10 - закордоном.

Конструкція біодизельних установок базується на використанні технологій реактора безперервної дії, що забезпечує необхідну швидкість і якість протікання реакції пере етерифікації, а також дозволяє, за даними фірми, економити енергоресурси в 5-7 разів.

Компактний міні-завод МЗДП-1 продуктивністю 2 т/добу пропонує ТОВ «Елерон». Міні-завод МЗДП-1 мобільний і легко транспортується (Займає дві третини причепа-довгоміра), працює в автоматичному режимі, керованому мікропроцесором, та швидко вводиться в експлуатацію. Габаритні розміри міні-заводу 8х2,4х2,9 м.

Компактну і просту в експлуатації міні-установку для виробництва біодизеля «Велес» пропонує підприємство «Елтеко-Україна-Рось», яке виробляє біодизельні установки продуктивністю 1200, 2500, 5000 т біодизеля в рік.

ТОВ «ТАН» виробляє обладнання особливістю якого є те що процес виробництва біодизелю про протікає в 2-х цехах, обладнання яких об'єднано в модулі. Строк окупності проекту за даними компанії - 2 роки. В першому цеху виробляється рослинна олія шляхом використання 2 прес-екструдерів. Отримане масло очищається від механічних домішок через пластини вертикального напірного само вивантажувального фільтра, від воску шляхом застосування пластинчатого фільтра. В цеху виробництва метилового ефіру до рослинної олії додають метанол і каталізатор (ОН або NаОН), змішують в реакторі-змішувачі і транспортують в реактор-відстійник, де проходить гравітаційне розділення метилових ефірів і гліцерину Потім метиловий ефір очищають від залишків метанолу і мил.

Розроблена підприємством «ЕСО ВІО» технологія виробництва біодизеля запатентована і є результатом українсько-чеського співробітництва Національного аграрного університету і Інституту сільськогосподарської техніки з Праги.

ВАТ Чернівецький емальзавод "Карпати" виробляє установку для отримання біодизеля із олії в безперервному або циклічному режимі методом переетерифікаиії. В склад установки входить все необхідне технологічне обладнання для здійснення процесу виробництва біодизельного палива. Для очищення і фільтрування біодизеля завод використовує багатоступеневий спосіб з використанням фільтрів з фільтрувальними патронами та фільтрів з сучасними фільтруючими елементами-сорбентами. Для виробництва 1000 л біодизеля необхідно 1000 л очищеної рапсової олії, метилового спирту - 186 л, та каталізатор КОН - 5 кг. Додатково до лінії в разі потреби може входити обладнання для отримання олії вижимні преси; фільтрувальна лінія для олії, ємкості для шроту і олії.

Перспективне обладнання для виробництва біодизеля на основі шведської технології пропонує "Порцелакінвест". Вони пропонують установку "AGERATEC" продуктивністю від 32 т/добу. Обладнання фірми "AGERATEC" відрізняється низькою витратою енергії, модульністю виконання, безвідходністю виробництва рисунку 2.20.

Рис 2.20 Установка для виробництва біодизелю шведської фірми "AGERATEC"

ЗАТ “Порцелакінвест” (Київ) пропонує також виробникам сільгосппродукції, для організації власного виробництва біодизелю комплектні біодизельні установки БО-400 на базі шнекових пресів фірми Farmet (Чехія) і естерифікаторів W-400 BIOPRESS фірми HYDRAPRESS (Польща), продуктивність яких -- 400-2000 л/добу. Закладені потужності: електродвигуна -- 3,95 кВт; електронагрівача -- 15 кВт, потрібна площа для установки -- 25 м² -- обслуговує її одна особа.

Завод «УКРБУДМАШ» технологічні лінії по виробництву біодизеля продуктивністю від 500 до16000 літрів за годину, при цьому отримання біодизелю можливе з всіх типів рослинних та тваринних жирів. Крім того на даному обладнанні можливе отримання біодизелю з пережареної олії, водоростей і фузу [73].

Комплекс призначений для отримання біодизеля шляхом пере етерифікації біологічної сировини, шляхом високодисперсного змішування з каталізатором і подальшою сухою очисткою біодизеля до відповідності європейським стандартам EN 14214 і американському стандарту ASTM.

Унікальна технологія дозволяє виробляти біодизель без довгих пере налаштувань з будь-якого виду рослинних олій, а також жирів тваринного походження.