Спосіб отримання дизельного біопалива з насіння соняшнику

Реферат: Спосіб отримання дизельного біопалива з насіння соняшнику включає процеси трансформації насіння в олію, переестерифікацію олії при додаванні метилового спирту й лужного каталізатора з відділенням гліцеролової фракції, очищення метилових ефірів жирних кислот від органічних домішок, метанолу, води й випадкових механічних включень, трансформацію в дизельне біопаливо, при тиску 1-2,5 атмосфери, а температура сировини й готової продукції знаходиться в межах від - 5 °C до +65 °C. Використовується насіння соняшнику, а на етапі переестерифікації олії до суміші метилового спирту й лужного каталізатора KОН додатково додається хімічно чистий фенолфталеїн з розрахунку 0,2-0,5 грам на 100 літрів олії. UA 85994 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ ДИЗЕЛЬНОГО БІОПАЛИВА З НАСІННЯ СОНЯШНИКУ UA 85994 U UA 85994 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до виробництва й первинної переробки сільськогосподарської продукції, зокрема до способів одержання рідких біопалив рослинного походження. Відомий спосіб (Пат. № 14022 UA, опуб. 17.04.2006, бюл. №4) одержання метилових ефірів (біодизелю) з насіння олійних культур, що включає процеси трансформації насіння олійних культур в метиловий ефір, а саме: попереднього очищення і сушіння насіння до вологості 5-7 %, "холодного" відтискання з нього олії, багатоступеневої фільтрації одержаної олії від механічних та інших супутніх домішок, переестерифікації олії при додаванні метилового спирту й лужного каталізатора з відділенням гліцеролової фракції, а також наступного очищення метилового ефіру жирних кислот від органічних домішок, метанолу, води й випадкових механічних включень. Недоліком даного способу є те, що при його реалізації з використанням соняшникової олії процес відділення гліцеролової фракції контролюється візуально до повного видалення гліцеролу з реактора. Даний процес ускладнюється тим, що метиловий ефір (дизельне біопаливо) і гліцеролова фракція, отримані після переестерифікації олії мають схоже забарвлення, що унеможливлює точне відділення гліцеролу і призводить або до втрат біопалива, або до неповного видалення гліцеролу та істотної зміни показників якості метилових ефірів. Зокрема, підвищується кислотне число палива та вільного гліцерину, виникає необхідність проведення додаткових операцій очищення біопалива. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу у процесі відділення гліцеролової фракції, зниження втрат і підвищення виходу палива з кращими експлуатаційними показниками та скорочення витрат на очищення дизельного біопалива з насіння соняшнику. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання метилових ефірів (біодизелю) з насіння олійних культур, що включає процеси трансформації насіння олійних культур у метилові ефіри, а саме: попередньої очищення й сушіння насіння до вологості 5-7 %, "холодного" відтискання з нього олії, багатоступеневої фільтрації одержаної олії від механічних та інших супутніх домішок, переестерифікацію олії при додаванні метилового спирту й лужного каталізатора з відділенням гліцеролової фракції, а також наступного очищення метилових ефірів жирних кислот від органічних домішок, метанолу, води й випадкових механічних включень. Всі названі процеси, що супроводжують трансформацію насіння олійних культур в метилові ефіри, відбуваються при тиску, близькому до атмосферного, а температура сировини й готової продукції (метилових ефірів) знаходиться протягом здійснення усього способу в межах від - 5 °C до +65 °C. Згідно з запропонованим способом використовується насіння соняшнику, а на етапі переестерифікації олії, при приготуванні суміші метилового спирту й лужного каталізатора KОН (мітилату калію) до неї додається хімічно чистий фенолфталеїн з розрахунку 0,2-0.5 грама фенолфталеїну на 100 літрів олії. Суміш мітилату калію забарвлюється в червоний колір, після чого вона подається в реактор, де і відбувається перетворення олії у біопаливо, з утворенням гліцеролової фракції, забарвленої у червоний колір, яку досить легко відрізнити від метилового ефіру. Шляхом введення даного інноваційного рішення, обґрунтування раціональних режимних параметрів, у комплексній взаємодії суттєвих ознак дозволяє стабілізувати кислотне число і зменшити кількість вільного гліцерину, що обумовлює усунення необхідності проведення додаткових операцій очищення дизельного біопалива. А використання температурних режимів у межах від - 5 °C до +65 °C, забезпечує додаткове видалення парафінів та води з сировини "процес виморожування проводиться за температури 0-5 °C", а це, в свою чергу, покращує очистку метилових ефірів без погіршення показників їх якості. Спосіб здійснюється так. Спочатку насіння соняшнику попередньо очищується і сушиться до вологості 5-7 %. Наступним процесом є "холодне" відтискання олії з очищеного й висушеного насіння протікає за атмосферного тиску й при такому температурному режимі роботи пресах, що ні насіння, ні макуха, ні олія, ні контактні поверхні обладнання не нагріваються вище +65 °C. Багатоступенева фільтрація одержаної олії від механічних домішок проводяться при тиску 1-2,5 атм., за температури від - 5 до +65 °C. На етапі переестерифікації олії, при додаванні суміші метилового спирту й лужного каталізатору KОН (митилату калію) до нього додається хімічно чистий фенолфталеїн з розрахунку 0,2-0.5 грама фенолфталеїну на 100 літрів олії. Суміш мітилату калію забарвлюється в червоний колір, після чого вона подається до реактора, де і відбувається перетворення олії у біопаливо, з утворенням гліцеролової фракції, забарвленої у червоний колір, яку досить легко відрізнити від метилового ефіру. Потім проводять відділення гліцеролового шару, що утворився в ході реакції. Промивання шару метилового ефіру жирної кислоти ведуть водою в два прийоми для зменшення вмісту домішок. Далі проводять відділення промивної води, фільтрування метилових ефірів жирних кислот і продування сухим повітрям для мінімізації вмісту води, вирівнювання рН палива і відбирання метанолу з гліцеринового 1 UA 85994 U 5 10 15 шару. Очищення дизельного біопалива від органічних домішок, метанолу, води й випадкових механічних включень проводиться при тиску, близькому до атмосферного, й температурі сировини (олії), витратних матеріалів (метанолу, каталізаторів, повітря тощо), а також продуктів переробки (метилових ефірів, гліцеролової фракції, технологічної води тощо) на рівні не вище +65 °C, що дозволяє не погіршувати на заключних етапах переробки сировини якість кінцевого продукту (метилових ефірів). У разі, якщо сировина (олія) або витратні матеріали (метанол, каталізатори, повітря тощо) перегріваються понад +65 °C, відбувається істотна зміна показників якості кінцевого продукту (метилових ефірів), що потребує здійснення додаткових операцій переробки. Як сировину використовують насіння соняшнику, а як каталізатор - гідроксид калію. Прийоми і режими здійснення способу спрямовані на отримання рідкого біопалива, які в процесі отримання його з соняшникового насіння, важлива попередня обробка насіння, що включає процес попередньої очистки й висушування до вологості 5-7 % - необхідна умова для більш ефективного проходження реакції і збільшення виходу кінцевого продукту. Таким чином, удосконалення способу отримання дизельного біопалива з насіння соняшнику дозволяє оптимізувати процес відділення гліцеролової фракції, знизити втрати і підвищити вихід палива з кращими експлуатаційними показниками та скоротити витрати на його очищення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Спосіб отримання дизельного біопалива з насіння соняшнику, що включає процеси трансформації насіння в олію, переестерифікацію олії при додаванні метилового спирту й лужного каталізатора з відділенням гліцеролової фракції, очищення метилових ефірів жирних кислот від органічних домішок, метанолу, води й випадкових механічних включень, трансформацію в дизельне біопаливо, при тиску 1-2,5 атмосфери, а температура сировини й готової продукції знаходиться в межах від - 5 °C до +65 °C, який відрізняється тим, що використовується насіння соняшнику, а на етапі переестерифікації олії до суміші метилового спирту й лужного каталізатора KОН додатково додається хімічно чистий фенолфталеїн з розрахунку 0,2-0,5 грам на 100 літрів олії. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2