НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАПСОВОГО МАСЛА
Шипика А.С., Скринецкая И.В., Ефимов В.Г.
Донецкий национальный технический университет
Проанализированы возможные пути использования рапсового масла как возобновляемого альтернативного источника энергии, его основные достоинства и недостатки.
Поиск альтернативных источников энергии является одной из наиболее актуальных задач ученых всего мира. Особенно данная проблема приобрела актуальный характер в виду истощения природных ресурсов, следствием чего является увеличение их себестоимости. В качестве возобновляемого сырья для энергетических целей может быть использовано рапсовое масло.
Направление использования масличных семян, в первую очередь, зависит от состава в них жирных кислот. Семена рапса используют для производства пищевого и технического масел. Согласно ГОСТу выделяют два класса рапса по содержанию эруковой кислоты в масле и глюкозинолатов в шроте (шрот - побочный продукт маслоэкстракционного производства, получаемый после извлечения жира из семян масличных растений экстрагированием органическими растворителями [1]): 1 класс (для пищевых целей) – эруковая кислота - до 5 %, глюкозинолатов – до 3%, второй класс (технический рапс) - не нормируют. В настоящее время выделяют три основных направления его использования для технических целей: в качестве топлива, смазочных средств, в качестве исходного материала для синтеза в химической промышленности. При энергетическом использовании рапсового масла в качестве топлива возможно централизованное и децентрализованное производство. Централизованное производство заключается в модификации рапсового масла – получение биодизеля, и использование в дизельных двигателях любых марок (полученное масло поступает на завод для химической переработки, а потом автозаправки). При химической реакции растительное масло смешивается с метанолом и катализаторами в результате образуется биодизель и побочный продукт – глицерин. Децентрализованное производство: незначительная модификация дизельных двигателей и использование только отфильтрованного рапсового масла [2]. Главное достоинство такого топлива — практически полная его биоразлагаемость. Содержащиеся в нем 10—12 % масс, кислорода позволяют заметно уменьшить выбросы в атмосферу углеводорода и сажи, а также оксидов азота из-за снижения температур сгорания - выброс оксида азота уменьшается на 50%. Рапсовое масло не содержит соединений серы, в нем нет полициклических ароматических углеводородов, однако биотопливо обладает такими недостатками как: горючее хуже по своему качеству; увеличиваются затраты топлива на 10%; необходимость переделывать форсунки двигателя; ускоряются процессы коррозии металла и старения резины; необходима более частая замена масла в двигателе.
Перспективным считается получаемый из рапсового масла метиловый эфир, который используют в качестве самостоятельного топлива или добавки к дизельному топливу нефтяного происхождения. Данный эфир представляет собой смесь метиловых эфиров жирных кислот. Получают его путем прямой переэтерификации ацилглицеринов рапсового масла с метиловым спиртом при температуре 80—90°С в присутствии едкого калия. По своим физико-химическим свойствам он близок к стандартным дизельным топливам. При работе на нем дизель становится экологически чище. Недостатком метилэфира рапсового масла является то, что это химически активная (агрессивная) жидкость, поэтому при его использовании в качестве добавок к дизельному топливу элементы, контактирующие с ним, должны иметь защитное покрытие. Кроме того, его производство нельзя отнести к числу экологически чистых.
Применение рапсового масла имеет не только экономический, а прежде всего экологический эффект. Однако практическая реализация разработок связана со значительными трудностями, которые вызваны, в первую очередь, необходимостью существенного расширения посевных площадей под рапс, что может быть достигнуто в Донецкой области путем использования не только сельскохозяйственных угодий, но и загрязненных территорий промышленных площадок.
Список литературы: