Homepage Slider

You are here

Διεργασίες παραγωγής βιοντίζελ

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.
 
Ελκυστικές εναλλακτικές πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοντίζελ είναι τα χρησιμοποιημένα φυτικά έλαια και ζωικά λίπη καθώς και τα όξινα ακατέργαστα σπορέλαια και λίπη τα οποία έχουν χαμηλότερη τιμή από αυτή των ραφιναρισμένων. Παρόλα αυτά, η μετατροπή σε βιοντίζελ πρώτων υλών με υψηλό περιεχόμενο σε ελεύθερα λιπαρά οξέα (FFAs) και υγρασία (Η2Ο) απαιτεί πιο πολύπλοκες διεργασίες. Όπως ειπώθηκε, όταν ένας βασικός ομογενής καταλύτης χρησιμοποιείται για τη μετεστεροποίηση μιας ελαιούχου ύλης που περιέχει ελεύθερα λιπαρά οξέα, τότε παράγονται σαπούνια, δυσκολεύοντας και περιπλέκοντας την όλη διεργασία και προκαλώντας την απώλεια επιπλέον πρώτης ύλης η οποία διαλύεται στα σαπούνια. Το πρόβλημα αυτό, βέβαια, μπορεί να ξεπερασθεί με τη χρήση όξινου καταλύτη.
 
Η εστεροποίηση των λιπαρών οξέων σε εστέρες (βιοντίζελ), ως στάδιο προεπεξεργασίας πριν από την αντίδραση της μετεστεροποίησης, έχει το πλεονέκτημα της αξιοποίησης και όχι της απόρριψης των ελεύθερων λιπαρών οξέων, παράγοντας βιοντίζελ, καθώς και της απλούστευσης της διεργασίας της μετεστεροποίησης. Οι ομογενείς όξινοι καταλύτες, όπως το πυκνό θειικό οξύ, χρησιμοποιούνται ως καταλύτες και στην αντίδραση της εστεροποίησης. Όμως, παρόλο που οι καταλύτες αυτοί είναι δραστικοί, έστω και με μικρότερες μετατροπές, δημιουργούν τα γνωστά προβλήματα διάβρωσης κ.λπ., οπότε δεν χρησιμοποιούνται πλέον στη βιομηχανία.
 
Για την παραγωγή βιοντίζελ χωρίς τα προβλήματα των κλασικών διεργασιών γίνονται προσπάθειες ανάπτυξης νέων, οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων διεργασιών παραγωγής βιοντίζελ με τη χρήση νέων στερεών ετερογενών καταλυτών, στις οποίες 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 ξεκίνησε τη δραστηριότητά της στην Εργαστηριακή Μονάδα Μηχανικής Διεργασιών Υδρογονανθράκων και Βιοκαυσίμων της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ και αποτελεί την πρώτη επιστημονική ομάδα στη χώρα μας που ασχολήθηκε ερευνητικά και όχι μόνο με τη συστηματική ανάπτυξη στην Ελλάδα όλης της απαραίτητης υποδομής και της δυνατότητας παραγωγής και διαχείρισης πιστοποιημένου βιοντίζελ πρώτης, δεύτερης και τρίτης γενιάς, με πρώτες ύλες διάφορα ραφιναρισμένα ή μη φυτικά έλαια (ηλιέλαιο, βαμβακέλαιο, σογιέλαιο, κραμβέλαιο, φοινικέλαιο, πυρηνέλαιο, ελαιόλαδο κ.ά.) και ζωικά λίπη, χαμηλού και 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 του βιοντίζελ, έχουν μελετηθεί όλα τα είδη των πρώτων υλών που είναι κατάλληλες για τις κλασικές διεργασίες - τεχνολογίες, οι ιδιότητές τους, η ποιότητά τους 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, υπάρχει πλήρης γνώση και δυνατότητα παρακολούθησης των ενδιάμεσων σταδίων των αντιδράσεων της μετεστεροποίησης και 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.
Επίσης, αναπτύχθηκε και η θερμική μέθοδος παραγωγής βιοντίζελ, ιδίως από όξινα λάδια και λίπη, σε υψηλές θερμοκρασίες απουσία καταλύτη.
Τα αποτελέσματα όλων αυτών των εργασιών 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.
 
 
Μία από τις νέες διεργασίες, που αφορά στην απ΄ ευθείας παραγωγή βιοντίζελ σε ένα στάδιο από οποιαδήποτε πρώτη ύλη που περιέχει τριγλυκερίδια, οποιασδήποτε ποιότητας και μορφής, όπως φυτικά λάδια [μπρούτα, όξινα (π.χ. 10 wt.%), υπερόξινα (π.χ. 60 wt.%), απόβλητα λάδια κακής ποιότητας, χρησιμοποιημένα και τηγανισμένα λάδια κ.ά.] και απόβλητα ζωικά λίπη, με τη βοήθεια ενός ετερογενούς βασικού στερεού καταλύτη ο οποίος δεν επηρεάζεται από την παρουσία οξύτητας και υγρασίας σε οποιεσδήποτε συγκεντρώσεις στην πρώτη ύλη, και το σχηματισμό αμέσως μετά την αντίδραση σχετικά καθαρών προϊόντων [βιοντίζελ και διαυγούς υψηλής ποιότητας γλυκερίνης σε σχέση με τη γλυκερίνη που προκύπτει ως απόβλητο από τις συμβατικές διεργασίες], αποτελεί μοναδική περίπτωση παγκοσμίως. Η διεργασία αυτή αναπτύχθηκε στις αρχές του 2003 στο εργαστήριο μας στο ΕΜΠ και έχει ήδη σχεδιαστεί σε ημιπιλοτική κλίμακα με σκοπό την άμεση κατασκευή πιλοτικής μονάδας δυναμικότητας 1000 τόνων βιοντίζελ το χρόνο, ώστε να είμαστε σε θέση να περάσουμε στη βιομηχανική της εφαρμογή.
Ο ετερογενής στερεός βασικός καταλύτης, που χρησιμοποιήθηκε με ιδιαίτερη επιτυχία, είναι ένας τυπικός καταλύτης στον οποίο δόθηκε το κωδικό όνομα HAS. Ενώ όλοι οι βασικοί ετερογενείς καταλύτες που χρησιμοποιήθηκαν έδειξαν πολύ καλή συμπεριφορά στα ραφιναρισμένα έλαια, αλλά όχι στα όξινα, με τα οποία σε ορισμένους μάλιστα παρατηρήθηκε σημαντική μείωση της δραστικότητάς τους, ο HAS ήταν ο μόνος που παρουσίασε αυξημένη δραστικότητα με την παρουσία των ελεύθερων λιπαρών οξέων στο λάδι. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιήθηκε κυρίως ραφιναρισμένο και εργαστηριακά παραγόμενο όξινο βαμβακέλαιο. Σε κάθε περίπτωση, ο HAS ήταν ο μόνος βασικός ετερογενής καταλύτης που έδωσε πλήρη μετατροπή των τριγλυκεριδίων, σε χρόνο μάλιστα μικρότερο των τριών (3) ωρών, η συμπεριφορά του δε αυτή παρέμεινε αμετάβλητη ακόμα και παρουσία σημαντικών ποσοτήτων νερού στο λάδι. Επιπλέον, τόσο οι μεθυλεστέρες όσο 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. Αποτέλεσμα όλων αυτών είναι, το συνολικό κόστος της παραγωγής του βιοντίζελ και διαχείρισης των παραπροϊόντων της παραγωγικής διαδικασίας να είναι πολύ μικρότερο από το αντίστοιχο κόστος των κλασικών διεργασιών.
 
Στα πειράματα χρησιμοποιήθηκαν ως πρώτες ύλες
οι χειρότερες ελαιούχες ύλες, όπως
εξευγενισμένο βαμβακέλαιο με οξύτητα ≤ 0,5% και
όξινο βαμαβακέλαιο με οξύτητα  9,5%,
χρησιμοποιημένα και απόβλητα φυτικά λάδια
κακής ποιότητας (με σημαντική περιεκτικότητα σε νερό),
ακατέργαστα και απόβλητα ζωικά λίπη,
τεχνικά παρασκευασμένο υπερόξινο βαμβακέλαιο
με μεγάλη ποσότητα περιεχομένου νερού κ.ά..
 
Ως αλκοόλη χρησιμοποιήθηκε η μεθανόλη αναλυτικής καθαρότητας.
Η μεθανόλη προστέθηκε σε περίσσεια
(συνήθης μοριακή αναλογία μεθανόλης/ελαίου = 6/1 molmol-1).
 
Η συγκέντρωση καταλύτη ήταν συνήθως ίση με το
1% της ποσότητας του ελαίου.
 
Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν
σε θερμοκρασιακό εύρος 170 - 210οC.
 
Η πίεση στον αντιδραστήρα ήταν 20 - 27 bar,
λόγω της περίσσειας της μεθανόλης
στις θερμοκρασίες των πειραμάτων.
 
Ο αντιδραστήρας ήταν διαλείποντος έργου υψηλής πίεσης.
 
Ο καταλύτης που χρησιμοποιήθηκε ήταν o HT-2.
(Το όνομα HAS-2 είναι κωδικό όνομα).
 
 
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗΣ ΜΕΤΕΣΤΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ
ΜΕ ΤΟΝ HASΗΤ-2)
 
Συνεργική δράση οξύτητας και βασικού καταλύτη.
 
Ανεκτικότητα του καταλύτη στο H2O
ακόμα και σε υψηλές συγκεντρώσεις.
 
Καταλύει τη μετεστεροποίηση και την εστεροποίηση.
 
Ικανοποιητικοί χρόνοι αντίδρασης.
 
Η γλυκερίνη, που παράγεται, είναι
υψηλής ποιότητας (glass clean) και αξίας.
 
Δεν απαιτείται πλύση του τελικού προϊόντος (βιοντίζελ).
 
Η συγκεκριμένη διεργασία δίνει προϊόν προδιαγραφών.
 
Οποιαδήποτε ελαιούχος πρώτη ύλη,
ανεξάρτητα από την ποιότητάς της,
μπορεί να μετατραπεί σε βιοντίζελ.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Στον πίνακα που ακολουθεί αναφέρονται επιγραμματικά τα σημαντικότερα προτερήματα της νέας διεργασίας σε σύγκριση με τις κλασικές διεργασίες παραγωγής βιοντίζελ που εφαρμόζονται έως σήμερα.
 
Πρώτες ύλες
Κλασικές διεργασίες
Κλασικές διεργασίες
με προ-επεξεργασία
Νέα διεργασία
Ραφινέ έλαια
Ναι
Ναι
Ναι
Τηγανέλαια (1% οξύτητα)
Ναι (μικρή απόδοση)
Ναι
Ναι
Τηγανέλαια (2-5% οξύτητα)
Όχι
Ναι
Ναι
100% ζωικό λίπος
Όχι
Ναι (ασύμφορο οικονομικά)
Ναι
50% ζωικό λίπος
Όχι
Ναι (απώλειες σε σαπούνι)
Ναι
10% ζωικό λίπος
Όχι
Ναι (απώλειες σε σαπούνι)
Ναι
<10% FFAs
Όχι
Ναι (απώλειες σε σαπούνι)
Ναι
>30% FFAs
Όχι
Όχι
Ναι
100% FFAs
Όχι
Όχι
Ναι
Μεθανόλη 99.9%
Ναι
Ναι
Ναι
Αιθανόλη 98%
Όχι
Όχι
Ναι
Βιοαιθανόλη (95%)
Όχι
Όχι
Ναι
5% υγρασία
Όχι
Όχι
Ναι
>5% υγρασία
Όχι
Όχι
Ναι
Καθαρή γλυκερίνη
Όχι
Όχι
Ναι
Μη επικίνδυνος καταλύτης
Όχι
Όχι
Ναι
Εξουδετέρωση καταλύτη
Ναι
Ναι
Όχι
 

περισσότερα...

 
 
Σε συνδυασμό με τη διεργασία αυτή αναπτύχθηκε και
η θερμική μετεστεροποίηση σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις
απουσία καταλύτη (Θερμική - μη καταλυτική μέθοδος).
 
Στα περισσότερα πειράματα χρησιμοποιήθηκε
εξευγενισμένο βαμβακέλαιο με οξύτητα ≤ 0,5% και
όξινο βαμαβακέλαιο με οξύτητα  9,5%.
 
Ως αλκοόλη χρησιμοποιήθηκε η μεθανόλη αναλυτικής καθαρότητας.
Η μεθανόλη προστέθηκε σε περίσσεια
(μοριακή αναλογία μεθανόλης/ελαίου = 6/1 molmol-1).
 
Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε θερμοκρασιακό εύρος
170 - 200οC.
 
Η πίεση στον αντιδραστήρα ήταν 20 - 27 bar,
λόγω της περίσσειας της μεθανόλης στις θερμοκρασίες
των πειραμάτων.
 
 
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΜΕΤΕΣΤΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ
 
Το συγκριτικό πλεονέκτημα της θερμικής μετεστεροποίησης είναι
η απουσία καταλύτη από το σύστημα, με αποτέλεσμα την εύκολη επεξεργασία και καθαρισμό των τελικών προϊόντων (βιοντίζελ και γλυκερίνης).
 
Η γλυκερίνη που παράγεται από τη μη-καταλυτική διεργασία είναι υψηλής ποιότητας και αξίας.
 
Η παρουσία των ελευθέρων λιπαρών οξέων στην αντίδραση αποδείχτηκε ευεργετική για την αντίδραση, αφού τα λιπαρά οξέα λειτούργησαν ως καταλύτης της αντίδρασης μετεστεροποίησης.

περισσότερα...

 
 
Άλλη διεργασία, η οποία έχει ήδη αναπτυχθεί σε πιλοτική και σχεδιαστεί σε βιομηχανική κλίμακα, αφορά στην εστεροποίηση των ελεύθερων λιπαρών οξέων (παραγωγή μεθυλεστέρων, δηλαδή βιοντίζελ) όξινων και υπερόξινων χρησιμοποιημένων και αποβλήτων φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών, αποβλήτων λιπών, ολεϊνών, ελεύθερων λιπαρών οξέων κ.ά. με τη βοήθεια ενός ετερογενούς όξινου στερεού καταλύτη.
 
Η διεργασία αυτή μπορεί να λειτουργήσει:
α) Ως στάδιο προεπεξεργασίας των κλασικών διεργασιών παραγωγής βιοντίζελ από τα όξινα και υπερόξινα φυτικά έλαια και ζωικά λίπη,
     τα οποία μετά την εστεροποίηση της οξύτητας θα οδηγούνται στις υπάρχουσες - συμβατικής τεχνολογίας - μονάδες παραγωγής βιοντίζελ.
β) Ως αυτόνομη μονάδα επεξεργασίας, η οποία θα έχει ως τελικά προϊόντα το βιοντίζελ και το εξευγενισμένο έλαιο ή λίπος για οποιαδήποτε
     τεχνική χρήση.
γ) Ως αυτοτελή μονάδα παραγωγής βιοντίζελ, η οποία θα έχει ως τελικά προϊόντα το βιοντίζελ και τη γλυκερίνη.
 
Οι πρώτες ύλες που θα μπορούν να επεξεργαστούν στη μονάδα είναι οι ακόλουθες:
α) Φυτικά έλαια και ζωικά λίπη με οξύτητες πάνω από 5%.
β) Ελεύθερα λιπαρά οξέα που προκύπτουν από απόσταξη
    (οξύτητες από 5% - 100%).
γ) Ελεύθερα λιπαρά οξέα (ολεΐνες) που προκύπτουν από τη διάσπαση
    της σαπουνόπαστας.
δ) Μίγμα ελεύθερων λιπαρών οξέων που προκύπτουν από τη διάσπαση
    της ακατέργαστης (crude) γλυκερίνης.
ε) Όλα τα μίγματα ελαίων, λιπών και βιοντίζελ, με οποιαδήποτε περιεκτικότητα
    σε ελεύθερα λιπαρά οξέα και υγρασία.
 
Μετά την επιτυχημένη πιλοτική εφαρμογή της Νέας αυτής Διεργασίας στην πιλοτική μας μονάδα στο ΕΜΠ και τα ιδιαίτερα ενθαρρυντικά αποτελέσματά της, έχουμε περάσει στη βιομηχανική εφαρμογή της.
Η AGROENERGY έχει πραγματοποιήσει τον αρχικό - βασικό βιομηχανικό σχεδιασμό και βρίσκεται στην ανεύρεση συνεργασίας με επενδυτές, οι οποίοι θα υποστηρίξουν την εγκατάσταση αρχικά μιας πιλοτικής βιομηχανικής μονάδας, με δυνατότητα επεξεργασίας 5 - 10 Mt ακατέργαστης πρώτης ύλης ημερησίως.
Η  πρότυπη αυτή μονάδα μπορεί να ενσωματωθεί, ως στάδιο προεπεξεργασίας, σε υπάρχουσες ή νέες, συμβατικής τεχνολογίας, μονάδες παραγωγής βιοντίζελ, στις οποίες και θα πραγματοποιείται ο τελικός εξευγενισμός (purification) του παραγόμενου βιοκαυσίμου.
Στόχος της συγκεκριμένης εφαρμογής, εκτός από το εμπορικό κέρδος που εξασφαλίζεται από την παραγωγική λειτουργία της μονάδας, αποτελεί η επιχειρηματική εκμετάλλευση της τεχνογνωσίας που ήδη υπάρχει και έχει αναπτυχθεί από την εταιρεία μας αλλά και αυτής που θα προκύψει από τη συγκεκριμένη πρότυπη εφαρμογή της. Όπως αναφέραμε και στις τηλεφωνικές μας επικοινωνίες, ενδιαφερόμαστε για την εξέλιξη - ανάπτυξη του προγράμματος και τη διαμόρφωση συνεργασιών με εταιρείες οι οποίες μπορούν και ενδιαφέρονται να στηρίξουν και να προωθήσουν το έργο αυτό.
Στόχος της εταιρείας μας είναι να κατασκευάσουμε, το συντομότερο δυνατόν, τη συγκεκριμένη παραγωγική μονάδα και στη συνέχεια να προωθήσουμε τη Νέα Διεργασία σε παγκόσμιο επίπεδο, μέσα από συνεργασίες με εταιρείες κατασκευής εξοπλισμού αλλά και γραμμών παραγωγής βιοντίζελ, με τις οποίες είμαστε ήδη σε επαφή, ή άλλες εταιρείες και ομίλους που ενδιαφέρονται να επενδύσουν σε νέες τεχνολογίες.
 
 
 
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗΣ ΕΣΤΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ
 
Με τη χρήση της υπερόξινης ρητίνης (ο όξινος ετερογενής καταλύτης) επιτυγχάνονται ικανοποιητικές αποδόσεις της αντίδρασης.
 
Πρώτες ύλες με υψηλή αλλά και χαμηλότερη οξύτητα μπορούν εύκολα να επεξεργαστούν σε επίπεδα αποδεκτά από τη βιομηχανία .
 
Η μέθοδος της εστεροποίησης μπορεί να λειτουργήσει ως μέθοδος προεπεξεργασίας όξινων και υπερόξινων ελαίων και λιπών στα ήδη υπάρχοντα εργοστάσια κλασικής παραγωγής βιοντίζελ, με στόχο την παραγωγή ποιοτικού βιοντίζελ από χαμηλής ποιότητας, απόβλητης και υπολειμματικής ελαιούχου πρώτης ύλης.
 
Ικανοποιητική απόδοση και μικρό κόστος ανάκτησης του καταλύτη.
 
 
Η AGROENERGY έχει εκπονήσει τεχνικοοικονομικές μελέτες βιωσιμότητας μονάδων και εργοστασίων παραγωγής βιοντίζελ διαφόρων δυναμικοτήτων, με πρώτες ύλες τηγανέλαια και ραφιναρισμένα φυτικά έλαια, χωρίς και με το στάδιο εστεροποίησης ως στάδιο προεπεξεργασίας, συγκρίνοντας την καταλυτική συμπεριφορά του πυκνού θειικού οξέος και της υπερόξινης ρητίνης καθώς και την οικονομικότητα των δύο διεργασιών εστεροποίησης (της κλασικής με το θειικό οξύ και της νέας με τη ρητίνη).
 

περισσότερα...

 
 
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον αποτελεί η ενζυμική παραγωγή βιοντίζελ, στα πλαίσια της οποίας η καρδιά της επιστημονικής ομάδας της AGROENERGY έχει διεξάγει στο ΕΜΠ πειράματα μετεστεροποίησης ραφιναρισμένων και μη ραφιναρισμένων φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών με τη χρήση ειδικού ενζύμου ως βιοκαταλύτη, σε χαμηλές θερμοκρασίες (35ο- 40οC) και με στοιχειομετρικές μοριακές αναλογίες μεθανόλης/ελαίου (1:1 σε κάθε στάδιο της αντίδρασης). Το ένζυμο που χρησιμοποιήθηκε ήταν η λιπάση Β του μικροοργανισμού Candida Αntarctica. Οι λιπάσες ανήκουν στη κατηγορία των υδρολυτικών ενζύμων (υδρολάσες) και συγκεκριμένα στις υδρολάσες των καρβοξυλεστέρων. Δηλαδή, τα ένζυμα αυτά επιδρούν στους εστερικούς δεσμούς των γλυκεριδίων (μονο-, δι- και τργλυκεριδίων) των ελαίων και λιπών υδρολύοντάς τους. Σε συστήματα όπου η περιεκτικότητα σε νερό είναι πολύ χαμηλή (μη συμβατικά συστήματα) και παρουσία οργανικών διαλυτών έχει διαπιστωθεί ότι οι λιπάσες μπορούν να καταλύουν αποδοτικά αντιδράσεις μετεστεροποίησης γλυκεριδίων και εστεροποίησης λιπαρών οξέων με κάποια αλκοόλη. Στη βιβλιογραφία αναφέρονται περιπτώσεις ενζυμικής μεθανόλυσης φυτικών ελαίων και χωρίς τη χρήση οργανικών διαλυτών, με ή χωρίς την προσθήκη νερού. Μάλιστα, η πραγματοποίηση της αντίδρασης αυτής χωρίς την παρουσία κάποιου οργανικού διαλύτη είναι μεγάλης βιομηχανικής σημασίας, καθώς στο τελικό στάδιο αποφεύγονται οι δαπανηρές διεργασίες διαχωρισμού και ανάκτησης του διαλύτη.
 
Τα πλεονεκτήματα της διεργασίας αυτής είναι η χρήση μεθανόλης σε στοιχειομετρικές αναλογίες οπότε δεν απαιτείται ανάκτηση της όποιας περίσσειας, η αντίδραση σε χαμηλές θερμοκρασίες, η παραγωγή προϊόντων υψηλής καθαρότητας, η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης του καταλύτη κ.ά..
Τα πιο σημαντικά μειονεκτήματα είναι η υψηλή τιμή του ενζύμου και γενικά των ενζύμων και η απαίτηση χρήσης εξευγενισμένων ελαίων ως πρώτη ύλη για την αποφυγή της αποδραστικοποίησης του βιοκαταλύτη.
 
 
 
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΕΝΖΥΜΙΚΗΣ ΜΕΤΕΣΤΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ
 
Η ενζυμική διεργασία φαίνεται ως μία αρκετά υποσχόμενη διεργασία παραγωγής βιοντίζελ, χαμηλών ενεργειακών απαιτήσεων και φιλική προς τον χρήστη.
 
Ικανοποιητική απόδοση του βιοκαταλύτη.
 
Προβλήματα σχετικά με το υψηλό κόστος του ακινητοποιημένου καταλύτη και τη σταθερότητα σε έλαια και λίπη με υψηλά ποσοστά επιμολύνσεων (χρωστικών, οξύτητας, ξένων υλών).

περισσότερα...

 

 

 

Greek

Παραγωγή βιοντίζελ με χρήση ετερογενούς βασικού στερεού καταλύτη

Μία νέα διεργασία βασίστηκε στη χρήση ενός τυπικού βασικού ετερογενούς στερεού καταλύτη στον οποίο δόθηκε η ονομασία HAS, εφαρμόζοντας τη μέθοδο μετεστεροποίησης των τριγλυκεριδίων και εστεροποίησης των ελεύθερων λιπαρών οξέων φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών, ραφιναρισμένων ή μη, χρησιμοποιημένων και αποβλήτων φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών υψηλής περιεκτικότητας σε...

Undefined

Κινητική μελέτη της μετεστεροποίησης και εστεροποίησης όξινων φυτικών ελαίων

Σκοπός και αυτής της έρευνας, την οποία πραγματοποίησε η επιστημονική ομάδα της AGROENERGY στην Εργαστηριακή Μονάδα Μηχανικής Διεργασιών Υδρογονανθράκων και Βιοκαυσίμων της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ, ήταν η μελέτη της αντίδρασης της μετεστεροποίησης φυτικών ελαίων και της εστεροποίησης των ελεύθερων λιπαρών οξέων σε...

Undefined

Page Back


Subscribe to RSS - Διεργασίες παραγωγής βιοντίζελ
Κατασκευή Ιστοσελίδων GIM Greek Internet Marketing