Серед альтернативних нафтопродуктів найбільш поширеним і перспективним вважається біодизельне паливо [1].
Використання біодизельних палив знижує емісію майже всіх шкідливих речовин порівняно із застосуванням нафтових дизельних палив.
На сьогоднішній день наукові праці відіграють важливу роль в розвитку технологій, а особливо в напрямку збереження екологічного стану і використання поновлювальних джерел енергії та зменшення забруднень навколишнього середовища. Щодо біодизелю, то на сьогодні наукові роботи направлені на:
-
розробку технологій виробництва біодизелю;
-
використання різної сировини для виробництва біодизелю;
-
спрощення технології її виготовлення;
-
очищення біодизелю;
-
переробку гліцеринової фракції і її використання.
Дослідженням по переробці гліцеринової фракції, яка є одинією з основних компонентів органічних відходів при виробництві біодизелю, зацікавились багато компаній, так як з даної сировини можна отримувати чистий гліцерин, маслянисту фракцію і інші компоненти.
Також впроваджується технологія зниження вартості дизельного біопалива за рахунок утилізації побічних продуктів його виробництва. Налічується три варіанти зниження собівартості біодизелю і використання гліцеринової фракції:
-
використання гліцеринової фракції в якості котельного палива;
-
часткова переробка гліцеринової фракції: вилучення метанолу і повернення на повторне виробництво та використання гліцеринової фракції в якості котельного палива;
-
переробка гліцеринової фракції до отримання технічного 80% гліцерину [2].
Виробничий очищений гліцерин використовують для виробництва технічних миючих засобів. Після глибокого очищення отримують фармакологічний гліцерин, тонна якого на ринку коштує близько 8 тис. гривен. Додаючи фосфорну кислоту до технічного гліцерину можна отримати фосфорні добрива, які використовують для потреб сільського господарства, можна використовувати в парфумерній, харчовій − як добавка до напоїв, як зм’якшувальний засіб або основа мазей, добавка до масла. Тобто можна відмовитися від імпортних технічних миючих засобів і фосфорних добрив [3].
Гліцерин може поглинати з повітря до 40 % води по відношенню до його початкової маси. Завдяки цій властивості він отримав широке розповсюдження в косметиці, як речовина, що швидко відбирає воду з тваринної та рослинної тканини. Він застосовується майже у всіх косметичних препаратах як пом’якшуючий засіб та є одним з основних видів сировини для виготовлення зубних паст. Він не засихає, не гіркне, замерзає при дуже низьких температурах і тому застосовується як речовина, що перешкоджає висиханню та замерзанню косметичних виробів. У шкіряному виробництві та текстильній промисловості – для обробки пряжі і шкіри з метою їх пом’якшення та надання еластичності. З гліцерину добувають вибухову речовину нітрогліцерин, що використовується для виготовлення динаміту [3].
Однією із перспективних підходів використання гліцерину у біотехнологічній галузі як субстрату для культивування мікроорганізмів [4].
Спиртовий розчин нітрогліцерину має судинорозширювальну дію й у вигляді ліків використовується при серцевих захворюваннях [2].
При проведенні наукової роботи нами було розроблено метод переробки гліцеринової фракції з отриманням технічного гліцерину і маслянистої фракції. Для даного дослідження бралися два види гліцеринової фракції:
-
після попередньої очистки гліцеринової фракції з виділенням з неї частки етилового спирту і летких компонентів;
-
гліцеринова фракція без очистки.
В даному дослідженні було отримано позитивні результати. Нами було розроблено дві методики переробки гліцеринової фракції.
Перша методика полягає в тому, що гліцеринова фракція нейтралізується розчином кослоти. Після нейтралізації отримана реакційна маса поступово розділяється на два шари: верхній – маслянистий шар; нижній – гліцерин з кристалами солі. Ці два шари відділяються один від одного. Нижній шар розділяється на гліцерин і кристали солі і за допомогою фільтра Шота відфільтровують кристали солі від гліцерину з подальшим промиванням кристалів солі спиртом. Інша методика полягає в попередньому розчиненні гліцеринової фракції в етиловому спирті для зменшення її в’язкості. Далі проводиться нейтралізація кислим розчином з наступною фільтрацією на фільтрі Шота кристалів солі. Потім проводиться відгонка спирту і інших летких компонентів з фільтрату, після чого отримана суміш розділяється на маслянисту фракцію і технічний гліцерин. Були використані деякі додаткові методи для розділення компонентів з мінімізацією їх втрат.
Результати отримані при проведенні дослідження представлені в таблиці 1.1 і 1.2 і на рисунках 1.1 і 1.2.
Таблиця 1.1 – Вміст компонентів отриманих при переробці очищеної гліцеринової фракції отриманих за методикою 1.
|
Склад гліцеринової фракції |
м, г |
V,% |
|
Масляниста фракція |
21,03 |
41,96 |
|
Гліцерин |
18,41 |
36,73 |
|
К |
2,012 |
4,01 |
|
Леткі компоненти |
8,67 |
17,30 |
|
Всього |
50,122 |
100 |
Рисунок 1.1 – Діаграма процентного складу очищеної гліцеринової фракції отриманої за методикою 1.
Таблиця 1.2 – Вміст компонентів отриманих при переробці гліцеринової фракції без очиски отриманих за методикою 2.
|
Склад гліцеринової фракції |
м, г |
V,% |
|
Масляниста фракція |
5,57 |
35,2 |
|
Гліцерин |
4,45 |
28,13 |
|
К |
0,99 |
6,24 |
|
Леткі компоненти |
4,81 |
30,4 |
| Всього |
15,82 |
100 |
Рисунок 1.2 – Діаграма процентного складу гліцеринової фракції за методикою 2.
Проводилися також дослідження по визначенню вмісту летких компонентів в гліцериновій фракції з попередньою очисткою і без очистки методом відгонки під вакуумом. Суть попередньої очистки полягає в тому, що з гліцеринової фракції було видалено частину спирту, який планується повернути на стадію синтезу, та частину біодизелю. Результати вмісту летких компонентів представлені на рисунку 1.3.
Рисунок 1.3 – Діаграма процентного вмісту летких компонентів в гліцериновій фракції.
З даної діаграми ми бачимо, що попередня очистка гліцеринової фракції дає можливість зменшити вміст летких компонентів (етилового спирту і інш.) з 29,5% до 16,8%.
Нами була розроблена технологічна схема переробки гліцеринової фракції з отриманням технічного гліцерину, маслянистої фракції і відігнаного етилового спирту, який знову можна використовувати в синтезі біодизелю. Дана технологічна схема зображена на рисунку 1.4.
Рисунок 1.4 – Схема технологічна переробки гліцеринової фракції.
1 – збірник гліцеринової фракції; 2- реактор з мішалкою; 3 – ємність для маслянистої фракції; 4 – збірник гліцерину; 5,7,10 – фільтр; 6 – випарник маслянистої фракції; 8 – збірник маслянистої фракції; 9 – випарник гліцеринової фракції; 12 – збірник гліцерину; 13 – холодильник – конденсатор; 14 – збірник етанольно – екстрагованої фракції.
Дана технологічна схема дає можливість максимально використати гліцеринову фракції. По даній технології пропонується використовувати технічний гліцерин в сільськогосподарській промисловості, адже гліцерин використовують при обробці насіння і сіянців, так як розбавлені розчини гліцерину допомагають проростанню вівса та інших злаків, або ж технічний гліцерин можна піддавати більш повній і глибшій очистці до отримання фармацевтичного гліцерину. Щодо маслянистої фракції, то її можна використовувати як засіб для розпалювання або ж просто спалювати в котельні, або використовувати для виробництва мастил для автомобілів.
Библиографический список
- Щербініна И.О., Кочірко Б.Ф., Лютіш О.С. Проблеми виробництва біодизсльного палива в Україні // Вісник Н АУ. - 2006. - № 4 - С. 178-181.
- Бурдейний Д.М. Шляхи зниження собівартості біопалива за рахунок утилізації гліцеринового осаду// Збірник наукових праць/Вінниця: ВНУХТ. – 2011. – №7. – С. 51 – 55.
- http://biodieselmach.com/rus/index.php/vse-o-biodizele/oblasti-primeneniya-glicerina/
- Хом’як Д.І., Боровик О.О., Гриценко Н.А., Конон А.Д., Пирог Т.П. Використання відходів виробництва біодизелю для синтезу поверхнево – активних речовин NOCARDIAVACCINIIK-8 та дослідження їх впливу на біодеструкцію нафти/ // Збірник наукових праць/Вінниця: ВНУХТ. – 2011. – №8. – С. 110 – 111.
Количество просмотров публикации: Please wait