Homepage Slider

You are here

Βιοντίζελ

Το βιοντίζελ είναι ένα υποσχόμενο βιοκαύσιμο, το οποίο προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που περιέχουν τριγλυκερίδια, δηλαδή από την ελαιούχο βιομάζα, όπως είναι τα φυτικά έλαια και τα ζωικά λίπη. Θεωρείται ως το πλέον διαδεδομένο υγρό βιοκαύσιμο, το οποίο έχει παρόμοιες φυσικές ιδιότητες με το συμβατικό πετρελαϊκό ντίζελ και είναι πλήρως συμβατό και αναμίξιμο με αυτό σε οποιαδήποτε αναλογία. Έτσι, αποτελεί ένα άριστο υποκατάστατο του συμβατικού ντίζελ και μπορεί να χρησιμοποιείται τόσο αυτούσιο όσο και σε διάφορες αναλογίες σε μίγματα με αυτό στις ήδη υπάρχουσες πετρελαιομηχανές. Η χρήση του έχει θετική επίδραση στις εκπομπές καυσαερίων και βελτιώνει τη λιπαντικότητα του βαθειά αποθειωμένου ντίζελ όταν αναμιγνύεται με αυτό ακόμη και σε μικρές αναλογίες. Σε αντίθεση με το πετρελαϊκό ντίζελ, έχει σχεδόν μηδενική περιεκτικότητα σε θείο, η καύση του δεν αυξάνει το επίπεδο του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, είναι μη τοξικό και βιοαποικοδομήσιμο καύσιμο και έχει υψηλότερο σημείο ανάφλεξης. Η ενέργεια που παράγεται από την καύση του είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή του.

Οι πρώτες ύλες μπορούν να παραχθούν ή προκύπτουν ως απόβλητα και υπολείμματα σε τοπικό επίπεδο, ενισχύοντας την οικονομία δημιουργώντας ευκαιρίες για νέες επενδύσεις και θέσεις εργασίας.
Νέες ή υπάρχουσες καλλιέργειες μπορούν να χαρακτηριστούν ως ενεργειακές, υποστηρίζοντας έτσι την αγροτική παραγωγή στην Ελλάδα. Το βιοντίζελ μπορεί να γίνει ένα όχημα εναλλακτικής αγροτικής πολιτικής για καινούργιες καλλιέργειες, πιο αποδοτικές για τους αγρότες.
Η ενεργειακή αξιοποίηση των ελαιούχων αποβλήτων, υπολειμμάτων και παραπροϊόντων μονάδων μεταποίησης αγροτικών προϊόντων και άλλων βιομηχανικών μονάδων, με την εφαρμογή νέων διεργασιών παραγωγής, ενισχύει τη βιωσιμότητα των επιχειρήσεων υπέρ της παραγωγής φθηνού προϊόντος (βιοντίζελ δεύτερης γενιάς) σε τοπικό επίπεδο και υπέρ της προστασίας του περιβάλλοντος.
 
Το βιοντίζελ παράγεται μέσω της μετεστεροποίησης των τριγλυκεριδίων (TGs) και της εστεροποίησης των ελεύθερων λιπαρών οξέων (FFAs) με αλκοόλες μικρού μοριακού βάρους. Συνήθως χρησιμοποιείται η μεθανόλη λόγω του χαμηλού κόστους και των φυσικοχημικών πλεονεκτημάτων που διαθέτει. Η αντίδραση καταλύεται από βάσεις, οξέα και ένζυμα και πραγματοποιείται σε χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες.
Τα τριγλυκερίδια αποτελούν το κύριο συστατικό (σε ποσοστό μέχρι και 98% κ.β.) των φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών. Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα περιέχονται σε σημαντικές περιεκτικότητες στα μπρούτα φυτικά έλαια και ζωικά λίπη, καθώς και στα απόβλητα ή υπολειμματικά έλαια και λίπη.
 
Οι συμβατικές διεργασίες εφαρμογής της αντίδρασης μετεστεροποίησης βασίζονται συνήθως στη χρήση βασικών ομογενών καταλυτών, όπως το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), το υδροξείδιο του καλίου (KOH), το μεθοξείδιο του νατρίου (CH3ONa) κ.ά.. Παρόλο που η αντίδραση, με τη χρήση βασικού ομογενούς καταλύτη, ολοκληρώνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα (το πολύ σε 1 ώρα) και σε χαμηλές θερμοκρασίες (60 ± 5οC) και πιέσεις (~1 bar), υπάρχουν προβλήματα στην εφαρμογή της που σχετίζονται με την ποιότητα και την καθαρότητα των πρώτων υλών. Η βασική ομογενής κατάλυση απαιτεί ως πρώτες ύλες φυτικά έλαια και ζωικά λίπη απαλλαγμένα από υγρασία (<0,05% κ.β.) και ελεύθερα λιπαρά οξέα (<0,5% κ.β.). Η χρήση πρώτων υλών με υψηλότερες συγκεντρώσεις υγρασίας και οξύτητας έχει ως συνέπεια την εμφάνιση προβλημάτων που σχετίζονται με το σχηματισμό σαπώνων μέσω της ανεπιθύμητης αντίδρασης της σαπωνοποίησης των ελεύθερων λιπαρών οξέων από τον βασικό καταλύτη. Η αντιμετώπιση των προβλημάτων αυτών έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους παραγωγής του βιοντίζελ. Επίσης, η διαδικασία καθαρισμού της γλυκερίνης που προκύπτει ως παραπροϊόν της αντίδρασης, για την παραγωγή γλυκερίνης υψηλής αξίας, είναι δαπανηρή σε σχέση με τη συνεχώς μειούμενη τιμή της γλυκερίνης.
 
Η αντίδραση της μετεστεροποίησης καταλύεται επίσης και από οξέα, όπως το π. θειικό οξύ (H2SO4). Οι όξινοι ομογενείς καταλύτες δεν επηρεάζονται από την παρουσία ελεύθερων λιπαρών οξέων στην πρώτη ύλη και καταφέρνουν να ολοκληρώνουν την αντίδραση, αλλά με μικρότερους ρυθμούς αντίδρασης. Επίσης, οι όξινοι ομογενείς καταλύτες αντιμετωπίζουν προβλήματα που σχετίζονται με τη διάβρωση που προκαλούν στον μηχανολογικό εξοπλισμό. Το προϊόν (βιοντίζελ) πρέπει να καθαριστεί από τα υπολείμματα του όξινου καταλύτη, τα οποία είναι εξαιρετικά διαβρωτικά για τον κινητήρα και ρυπογόνα για το περιβάλλον εάν καούν μαζί με το καύσιμο. Για τους παραπάνω λόγους η όξινη ομογενής κατάλυση δεν προτείνεται πλέον για βιομηχανικές εφαρμογές.
 
Στις συμβατικές διεργασίες εφαρμογής της κλασικής μεθόδου της αντίδρασης μετεστεροποίησης βασίζεται η έως τώρα ανάπτυξη των εργοστασίων παραγωγής βιοντίζελ πρώτης γενιάς σε ολόκληρο τον κόσμο, όπου ως πρώτες ύλες χρησιμοποιούνται ραφιναρισμένα ή εξουδετερωμένα φυτικά έλαια και ζωικά λίπη. Όμως, η χρήση εξευγενισμένων πρώτων υλών έχει ως αποτέλεσμα την επιβάρυνση της τελικής τιμής του παραγόμενου βιοντίζελ.
 
Για την παραγωγή βιοντίζελ χωρίς τα προβλήματα των κλασικών-συμβατικών διεργασιών γίνονται προσπάθειες ανάπτυξης νέων, οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων διεργασιών, με τη χρήση νέων στερεών ετερογενών καταλυτών. Στις διεργασίες αυτές βασίζεται η ανάπτυξη μονάδων παραγωγής βιοντίζελ δεύτερης γενιάς, όπου ως πρώτες ύλες μπορούν να χρησιμοποιούνται όξινα χρησιμοποιημένα και απόβλητα φυτικά έλαια, απόβλητα και υπολειμματικά ζωικά λίπη υψηλής οξύτητας, λιπαρά οξέα, ολεΐνες κ.ά..
 
Η καρδιά της επιστημονικής ομάδας της AGROENERGY αποτελεί την πρώτη επιστημονική ομάδα της χώρας μας που ασχολήθηκε ερευνητικά και όχι μόνο, στη Σχολή Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ), με τη συστηματική ανάπτυξη όλης της απαραίτητης υποδομής και δυνατότητας παραγωγής και διαχείρισης πιστοποιημένου βιοντίζελ πρώτης, δεύτερης και τρίτης γενιάς στην Ελλάδα, με πρώτες ύλες διάφορα ραφιναρισμένα ή μη φυτικά έλαια (ηλιέλαιο, βαμβακέλαιο, σογιέλαιο, κραμβέλαιο, φοινικέλαιο, πυρηνέλαιο, ελαιόλαδο κ.ά.) και ζωικά λίπη, χαμηλού ή αρνητικού κόστους χρησιμοποιημένα φυτικά λάδια (π.χ. τηγανέλαια) και ζωικά λίπη, όξινα και υπερόξινα απόβλητα και υπολειμματικά φυτικά λάδια και ζωικά λίπη, λιπαρά οξέα, ολεΐνες κ.ά..
Στα πλαίσια της έρευνας αυτής έχει πλήρως αναπτυχθεί και βελτιστοποιηθεί η κλασική μέθοδος παραγωγής βιοντίζελ, έχουν μελετηθεί όλα τα είδη των πρώτων υλών που είναι κατάλληλες για τις κλασικές διεργασίες, οι ιδιότητες, η ποιότητα και οι τρόποι παρασκευής τους, έχει αποκτηθεί πλήρης τεχνογνωσία για τα πρόσθετα βελτίωσης των ιδιοτήτων του βιοντίζελ, έχει αναπτυχθεί μοναδικό δίκτυο προσδιορισμού και πιστοποίησης του βιοντίζελ σύμφωνα με το ΕΝ-14214, έχει αποκτηθεί πλήρης γνώση και δυνατότητα παρακολούθησης των ενδιάμεσων σταδίων των αντιδράσεων της μετεστεροποίησης και της εστεροποίησης και γενικότερα της παραγωγικής διαδικασίας καθώς και δυνατότητα αναμόρφωσης και εκμετάλλευσης της ακατέργαστης γλυκερίνης με διάφορους τρόπους.
Το βασικό αντικείμενο της έρευνας ήταν η ανάπτυξη και αριστοποίηση νέων, οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων διεργασιών παραγωγής βιοντίζελ δεύτερης και τρίτης γενιάς, με τη χρήση διαφόρων νέων καταλυτών (στερεών ετερογενών καταλυτών), με σκοπό την παραγωγή βιοντίζελ από κάθε είδος φυτικού ελαίου και ζωικού λίπους, κυρίως από τα μη ραφιναρισμένα φυτικά έλαια και ζωικά λίπη, από όξινα και υπερόξινα χρησιμοποιημένα, υπολειμματικά και απόβλητα φυτικά λάδια και ζωικά λίπη κακής ποιότητας (με σημαντική περιεκτικότητα σε νερό), από ολεΐνες, από ελεύθερα και άλλα λιπαρά οξέα κ.ά..
 
Στόχος της έρευνας των επιστημόνων της AGROENERGY ήταν η σημαντική μείωση του κόστους παραγωγής βιοντίζελ με τη βελτίωση, βελτιστοποίηση και ανάπτυξη χημικών διεργασιών που θα μπορούν, καταρχήν, να μετατρέπουν υπολειμματική και απόβλητη, χαμηλού ή και αρνητικού κόστους, ελαιούχο βιομάζα σε βιοντίζελ και επιπλέον να είναι φιλικές προς το περιβάλλον, με χαμηλές απαιτήσεις σε ενέργεια και όσο το δυνατόν πιο συμβατές με τον όρο «βιοκαύσιμα».
 
Τα αποτελέσματα της ερευνητικής αυτής δραστηριότητας ήταν ιδιαίτερα ικανοποιητικά, αφού, εκτός των άλλων, σε πολύ μικρούς χρόνους αντίδρασης είναι δυνατή πλέον η μετατροπή σε βιοντίζελ πρώτων υλών χαμηλού ή και αρνητικού κόστους, χωρίς ιδιαίτερη προεπεξεργασία της πρώτης ύλης και χωρίς τη δημιουργία των ανεπιθύμητων παραπροϊόντων και αποβλήτων των κλασικών διεργασιών που επιβαρύνουν το περιβάλλον. Το βιοντίζελ και η γλυκερίνη παράγονται σε κατάσταση υψηλής καθαρότητας αμέσως μετά την αντίδραση, οπότε δεν χρειάζεται να υποστούν περαιτέρω όλη εκείνη την επεξεργασία που απαιτούν οι κλασικές διεργασίες, και η οξύτητα (μέρος της πρώτης ύλης) δεν απομακρύνεται ως σαπουνόπαστα (κακό υποπροϊόν) αλλά μετατρέπεται σε βιοντίζελ, με αποτέλεσμα το συνολικό κόστος παραγωγής του βιοντίζελ και διαχείρισης των παραπροϊόντων της παραγωγικής διαδικασίας να είναι πολύ μικρότερο από το κόστος της κλασικής μεθόδου, προστατεύοντας ταυτόχρονα και το περιβάλλον.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον αποτελούν τα πειράματα, που πραγματοποιήσαμε, με καταλύτες ειδικά ένζυμα σε χαμηλές θερμοκρασίες (35οC), χρησιμοποιώντας ραφιναρισμένα ή μη φυτικά έλαια, με προϊόντα επίσης υψηλής καθαρότητας.
Τα αποτελέσματα των εργασιών αυτών έχουν δημοσιευθεί σε μεγάλα επιστημονικά περιοδικά και ανακοινωθεί σε πολλά διεθνή συνέδρια και η αποδοχή τους από την επιστημονική κοινότητα και επιχειρηματίες είναι πάρα πολύ ενθαρρυντική.
 
 
Undefined

Βιοντίζελ, ένα υποσχόμενο βιοκαύσιμο

Η ανάγκη για τη χρήση εναλλακτικών και ανανεώσιμων καυσίμων έναντι του πετρελαίου και των προϊόντων του έχει αρχίσει να παίζει έναν πολύ σημαντικό ρόλο στον ανεπτυγμένο κόσμο, τόσο για περιβαλλοντικούς όσο και για οικονομικούς και διαχειριστικούς λόγους. Η Ευρωπαϊκή Ένωση και ασφαλώς η Ελλάδα εξαρτώνται σημαντικά από μεγάλες εισαγωγές ορυκτών καυσίμων. Έτσι, σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας...

Undefined

Ιστορική αναδρομή - Στρατηγική

Εξετάζοντας το παρελθόν της παραγωγής του βιοντίζελ, παρατηρούμε ότι οι πρώτες ενέργειες έγιναν το 1981 στη Νότια Αφρική. Στην Ευρώπη, οι χώρες με τη μεγαλύτερη παραγωγή είναι η Γερμανία, η Γαλλία και η Αυστρία. Στην Αυστρία, η παραγωγή του πρώτου βιοντίζελ πραγματοποιήθηκε σε μια πιλοτική μονάδα το 1985, ενώ το 1990 ξεκίνησε η εμπορευματοποίησή του. Το 1991 το βιοντίζελ...

Undefined

Βιοντίζελ και περιβάλλον

Ως προϊόν ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, το βιοντίζελ είναι ένα καθαρό, μη τοξικό και βιοαποικοδομήσιμο καύσιμο, δεν περιέχει αρωματικές ενώσεις και οι εκπομπές των ρυπαντών οξειδίων του θείου, μονοξειδίου του άνθρακα, άκαυστων υδρογονανθράκων και αιθάλης, που προέρχονται από την καύση του στις μηχανές ντίζελ, είναι πολύ χαμηλές. Η παρουσία του θείου στα καύσιμα ευθύνεται για τα οξείδια του θείου...

Undefined

Ιδιότητες, άλλα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του βιοντίζελ

Εκτός από το γεγονός ότι πλεονεκτεί ως ανανεώσιμο καύσιμο, το βιοντίζελ εμφανίζει παρόμοιες φυσικοχημικές ιδιότητες με το συμβατικό ντίζελ, ενώ σε κάποιες περιπτώσεις έχει και καλύτερα χαρακτηριστικά από αυτό, όπως μεγαλύτερο σημείο ανάφλεξης οπότε είναι ασφαλέστερο στη χρήση, πολύ μικρότερη ποσότητα θείου αλλά μεγαλύτερη λιπαντική ικανότητα λόγω του οξυγόνου που περιέχει, και μεγαλύτερο αριθμό...

Undefined

Πώς παράγεται το βιοντίζελ

Η μέθοδος παραγωγής του βιοντίζελ, που εφαρμόζεται παγκόσμια σε βιομηχανικό επίπεδο, είναι αυτή της αλκοόλυσης (μετεστεροποίησης) των τριγλυκεριδίων, που αποτελούν το κύριο συστατικό των φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών, και της εστεροποίησης των ελεύθερων λιπαρών οξέων, με κάποια αλκοόλη μικρού μοριακού βάρους (κυρίως τη μεθανόλη).

Undefined

Οι πρώτες ύλες της παραγωγής βιοντίζελ

Ως πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοντίζελ έχουν δοκιμαστεί διάφορα φυτικά έλαια, που προέρχονται από τους σπόρους διαφόρων φυτών τα οποία για τον λόγο αυτό ονομάζονται ελαιούχα φυτά, καθώς και διάφορα ζωικά λίπη. Από τα έλαια μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζουν εκείνα που παράγονται σε μεγάλες ποσότητες και έχουν σχετικά μικρό κόστος, όπως...

Undefined

Τα προϊόντα και παραπροϊόντα της παραγωγής βιοντίζελ

Το κύριο προϊόν της μετεστεροποίησης των φυτικών ελαίων και των ζωικών λιπών με μεθανόλη είναι οι μεθυλεστέρες (βιοντίζελ). Παράλληλα, παράγεται και γλυκερίνη ως παραπροϊόν, σε ποσότητες ίσες με το 10% του βάρους του παραγόμενου βιοντίζελ. Επίσης, από τη διαδικασία παράγονται και μικρές ποσότητες λιπαρών οξέων.

Undefined

Η πολιτική και η νομοθεσία για το βιοντίζελ στην Ευρώπη και την Ελλάδα

Η πολιτική της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τις ανανεώσιμες και εναλλακτικές πηγές ενέργειας βασίστηκε στην ανάγκη να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα αειφορίας που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική ρύπανση και την κλιματική αλλαγή, να βελτιωθεί η ασφάλεια του ενεργειακού εφοδιασμού της Ευρώπης και να αναπτυχθεί η ανταγωνιστικότητα της Ευρώπης και η βιομηχανική και τεχνολογική καινοτομία. Το σταθερό πλαίσιο...

Undefined

Η έρευνα για το βιοντίζελ στην Ελλάδα

Στην Ελλάδα η έρευνα που είχε πραγματοποιηθεί μέχρι το 2001 για την παραγωγή βιοντίζελ ήταν πολύ περιορισμένη, παρόλο που υπήρχαν και υπάρχουν μεγάλες πηγές ελαιούχου βιομάζας και ιδιαίτερα φυτικών ελαίων. Εντοπίζοντας την ανάγκη για ανάπτυξη της έρευνας στην Ελλάδα για την παραγωγή βιοντίζελ, τόσο για τη βελτίωση των διεργασιών παραγωγής του όσο και για την διερεύνηση...

Undefined

Νέες διεργασίες παραγωγής βιοντίζελ

Το βασικό αντικείμενο της έρευνας, που πραγματοποίησε η καρδιά της επιστημονικής ομάδας της AGROENERGY στην Εργαστηριακή Μονάδα Μηχανικής Διεργασιών Υδρογονανθράκων και Βιοκαυσίμων της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ, ήταν η ανάπτυξη και αριστοποίηση νέων, οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων διεργασιών παραγωγής βιοντίζελ δεύτερης γενιάς, με τη χρήση...

Undefined

Pages

Page Back


Subscribe to RSS - Βιοντίζελ
Κατασκευή Ιστοσελίδων GIM Greek Internet Marketing