Homepage Slider

You are here

Οι πρώτες ύλες της παραγωγής βιοντίζελ

Ως πρώτες ύλες για την παραγωγή του 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 το κραμβέλαιο, το σογιέλαιο, το ηλιέλαιο, το φοινικέλαιο και το βαμβακέλαιο. Η διαθεσιμότητα και το κόστος κάθε ελαίου εξαρτώνται από τις καλλιεργητικές παραμέτρους του αντίστοιχου φυτού, οι οποίες επηρεάζονται από τις κλιματολογικές συνθήκες αλλά και την αγροτική πολιτική κάθε χώρας. Έτσι, το σογιέλαιο παράγεται σε αρκετά μεγάλες ποσότητες στις ΗΠΑ, το κραμβέλαιο και το ηλιέλαιο στην Ευρώπη και το φοινικέλαιο σε χώρες της Ασίας (Ινδονησία, Μαλαισία κ.ά.). Στην Ελλάδα παράγονται σπορέλαια σε διάφορες ποσότητες, όπως το ηλιέλαιο και το βαμβακέλαιο, ενώ τα τελευταία έτη έχουν ξεκινήσει προσπάθειες ανάπτυξης καλλιεργειών νέων ελαιούχων φυτών για τα ελληνικά δεδομένα, όπως της ελαιοκράμβης.

Άλλα πολλά υποσχόμενα φυτικά έλαια είναι το λάδι της Jatropha curcas με πολύ μεγάλη διάδοση στις Ινδίες, Μεξικό και άλλες θερμές ξερικές περιοχές, καθώς και το λάδι των σπόρων της Αγριαγκινάρας (Cynara Cridunculus), η οποία μπορεί να αναπτυχθεί σε μεγάλη έκταση στην Ελλάδα και να αποτελέσει μία οικονομική λύση για την παραγωγή βιοντίζελ.
Επίσης, μεγάλο ενδιαφέρον έχει επικεντρωθεί στην ανάπτυξη της καλλιέργειας μικροφυκών (algae) με σκοπό, εκτός των άλλων, την εκμετάλλευση του ελαίου για την παραγωγή βιοντίζελ. Η καλλιέργεια μικροφυκών υπόσχεται εξαιρετικές αποδόσεις σε έλαιο, της τάξης τουλάχιστον 1.600 - 1.700 lt ελαίου το στρέμμα ανά έτος, σύμφωνα με δεδομένα πραγματικών καλλιεργειών που έχουν γίνει σε ανοιχτές δεξαμενές. Θεωρητικά, σε ιδανικές συνθήκες και με τη χρήση φωτοβιοαντιδραστήρων, η παραγωγή μπορεί να ξεπεράσει τα 4.000 - 15.000 lt ελαίου το στρέμμα ανά έτος.
 
Η πρώτη ύλη αποτελεί τον σημαντικότερο παράγοντα στην παραγωγή του βιοντίζελ, αφού εκτιμάται πως συμβάλλει τουλάχιστον στο 70% του συνολικού κόστους παραγωγής του βιοκαυσίμου. Παγκοσμίως, υπάρχουν περισσότερα από 280 είδη φυτών με μικρή ή μεγαλύτερη περιεκτικότητα των σπόρων σε λάδι, των βολβών ή των ριζών τους.
 
Στον επόμενο πίνακα παρουσιάζονται οι αποδόσεις σε σπόρο και η περιεκτικότητα σε λάδι του σπόρου διαφόρων ελαιούχων φυτών.
 
Διεθνής ονομασία
Ελληνική ονομασία
Απόδοση
σε σπόρο (t/ha)
Περιεκτικότητα
σε λάδι (%)
Απόδοση
σε λάδι (t/ha)
Coconut palm
Καρύδα
4,17
36
1,5
Cotton
Βαμβάκι
1,2
15 - 25
0,29
Flax, linseed
Λινάρι
1,8
30 - 48
0,70
Hemp
Κάνναβη
0,5 - 2,0
28 - 35
0,14 - 0,7
Oil palm
Φοινικέλαιο
30
26
7,8
Olive
Ελιά
1,0 - 12,5
40
0,4 - 5,0
Rapeseed
Ελαιοκράμβη
2,0 - 3,5
30 - 50
1,26
Safflower
Ατρακτυλίδα
1,8
18 - 50
0,63
Sesame
Σουσάμι
0,5
50 - 60
0,25
Soybean
Σόγια
2,1
18 - 24
0,38
Sunflower
Ηλίανθος
2,5 - 3,2
35 - 52
0,88 - 1,67
White mustard
Σπ. μουστάρδας
1,5 - 2,5
22 - 42
0,64
 
Τα φυτικά έλαια και ζωικά λίπη αποτελούνται από γλυκερίδια (κυρίως τριγλυκερίδια) διαφόρων λιπαρών οξέων. Επίσης, περιέχουν σε μικρές ποσότητες φωσφατίδια, μη-σαπωνοποιήσιμα συστατικά, καροτένια, τοκοφερόλες, ενώσεις θείου, ίχνη νερού και ελεύθερα λιπαρά οξέα. Στο  διπλανό σχήμα παρουσιάζεται ένα χαρακτηριστικό μόριο τριγλυκεριδίου. Τα τριγλυκερίδια είναι τριεστέρες της γλυκερόλης (γλυκερίνης) με λιπαρά οξέα. Τα ποσοστά των τριγλυκεριδίων που περιέχουν τα φυτικά έλαια ποικίλουν, ανάλογα με την προέλευση του ελαίου, από 95-98%.
Τα λιπαρά οξέα (π.χ. CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH) ποικίλουν ως προς το μήκος της ανθρακικής αλυσίδας και τον αριθμό των διπλών δεσμών.
Η χημική δομή και η ονομασία των κυριότερων λιπαρών οξέων φυτικών ελαίων και ζωικών λιπών δίνονται στους πίνακες που ακολουθούν:
 
Λιπαρό οξύ (Δομή 1)
Κοινή ονομασία
 
Χημικός τύπος
4:0
Βουτυρικό
Butyric
CH3(CH2)2COOH
6:0
Καπροϊκό
Caproic
CH3(CH2)4 COOH
8:0
Καπριλικό
Caprylic
CH3(CH2)6 COOH
10:0
Καπρικό
Capric
CH3(CH2)8 COOH
12:0
Λαυρικό
Lauric
CH3(CH2)10 COOH
14:0
Μυριστικό
Myristic
CH3(CH2)12 COOH
16:0
Παλμιτικό
Palmitic
CH3(CH2)14 COOH
18:0
Στεαρικό
Stearic
CH3(CH2)16 COOH
18:1
Ελαϊκό
Oleic
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7 COOH
18:2
Λινελαϊκό
Linoleic
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6 COOH
18:3
a-Λινολενικό
a-Linoleic
CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6 COOH
22:1
Ερουκικό
Erucic
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11 COOH
20:5
-
EPA 2
CH3CH2(CH=CHCH2)5(CH2)2 COOH
22:6
-
DHA 2
CH3CH2(CH=CHCH2)6CH2 COOH



1 xx:y υποδηλώνει xx άτομα άνθρακα στην ανθρακική αλυσίδα του λιπαρού οξέως με y διπλούς δεσμούς
2 Συντομογραφίες των συστηματικών ονομάτων του εικοσα-πεντα-εν-οϊκού οξέος και εικοσιδυα-εξα-εν-οϊκού οξέος
 
 
Λιπαρό οξύ
Σημαντικές πηγές
4:0
βούτυρο, γαλακτοκομικά λίπη
6:0
καρύδα, πυρήνας φοίνικα
8:0
‘’
10:0
‘’
12:0
‘’
14:0
‘’
16:0
βαμβακόσπορος, φοίνικας
18:0
βούτυρο κακάου, ζωικό λίπος
18:1
βαμβακόσπορος, ελιά, φοίνικας, κράμβη
18:2
καλαμπόκι, σουσάμι, σόγια, ηλίανθος
18:3
λιναρόσπορος
22:1
ελαιοκράμβη υψηλού ερουκικού οξέος
20:5
ψάρια και ζωικά λίπη
22:6
ψάρια και ζωικά λίπη
 
Τα λιπαρά οξέα των τριγλυκεριδίων είναι ευθείας αλυσίδας, αποτελούνται από ζυγό αριθμό ατόμων άνθρακα και φέρουν την καρβοξυλομάδα στο άκρο της ανθρακικής αλυσίδας. Τα λιπαρά οξέα μπορεί να είναι κορεσμένα ή ακόρεστα. Σημαντικά συστατικά των ελαίων, αν και βρίσκονται σε μικρές αναλογίες, είναι τα μη σαπωνοποιήσιμα συστατικά. Μη σαπωνοποιήσιμα συστατικά μιας λιπαρής ουσίας είναι οι αδιάλυτες στο νερό ουσίες, που δεν σαπωνοποιούνται με υδροξείδιο του καλίου (ΚΟΗ) και δεν είναι πτητικές στους 80οC. Τα μη σαπωνοποιήσιμα συστατικά περιλαμβάνουν υδρογονάνθρακες, χρωστικές, ανώτερες αλκοόλες και στερόλες (χοληστερόλη στις ζωικές, φυτοστερόλη στις φυτικές λιπαρές ύλες). Τα περισσότερα λάδια με συνηθισμένη καθαρότητα περιέχουν λιγότερο από 2% μη σαπωνοποιήσιμα συστατικά.
 
Ηλίανθος
Ετήσιο φυτό που καλλιεργείται ευρέως στη χώρα μας, ιδίως στη Βόρεια Ελλάδα, με κύριο σκοπό την παραγωγή φυτικού ελαίου για διατροφή. Μετά την εξαγωγή του ελαίου, τα υπολείμματα του σπόρου (η πίττα) χρησιμοποιούνται στην κτηνοτροφία ως ζωοτροφή αφού είναι πλούσια σε πρωτεΐνες.
Οι καλλιεργητικές τεχνικές είναι όμοιες με εκείνες των φυτών μεγάλης καλλιέργειας γραμμικής σποράς, όπως το βαμβάκι και ο αραβόσιτος. Ο ηλίανθος καλλιεργείται σήμερα σε ξερικά εδάφη, με μέση στρεμματική απόδοση τα 200 kg σπόρου/στρέμμα και απόδοση σε λάδι τα 70 - 90 kg ελαίου/στρέμμα, και σε ποτιστικά εδάφη, με πολύ υψηλότερες στρεμματικές αποδόσεις, της τάξης των 300 - 450 kg σπόρου στρέμμα, ενώ οι αποδόσεις σε λάδι κυμαίνονται από 140 - 200 kg ελαίου/στρέμμα.
 
Σόγια
Ετήσιο φυτό που αναπτύσσεται στα τροπικά και υποτροπικά κλίματα. Αποτελεί μία πολύ σημαντική πηγή υψηλής ποιότητας πρωτεΐνης και ελαίου. Ο σπόρος έχει την υψηλότερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη (40%) από όλα τα ελαιούχα φυτά και μία υψηλή περιεκτικότητα σε λάδι (20%). Υπολογίζεται ότι το σογιέλαιο αποτελεί το 50% της παγκόσμιας παραγωγής σπορέλαιων. Ένα προϊόν, που προκύπτει μετά την παραγωγή του ελαίου, είναι το αποκαλούμενο κέικ σόγιας, που παρασκευάζεται από την πίττα του σπόρου και χρησιμοποιείται ως ζωική τροφή πλούσια σε πρωτεΐνες.
 
Ελαιοκράμβη
Ετήσιο φυτό, το οποίο πολλαπλασιάζεται με σπόρο και καλλιεργείται κυρίως για την παραγωγή ελαίου. Μετά την εξαγωγή του ελαίου, το υπόλειμμα από τον σπόρο (η πίττα) χρησιμοποιείται στην κτηνοτροφία ως ζωοτροφή, αφού είναι πολύ πλούσια σε πρωτεΐνες.
Θεωρείται παγκοσμίως το τρίτο σημαντικότερο ελαιοπαραγωγό φυτό μετά τη σόγια και το φοινικέλαιο, με περιεκτικότητα του σπόρου σε λάδι που κυμαίνεται μεταξύ 30 - 50%. Οι καλλιεργητικές τεχνικές είναι όμοιες με εκείνες των χειμερινών σιτηρών, ενώ ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί κατά τη συγκομιδή και στον χρόνο που θα πραγματοποιηθεί αυτή, ώστε να αποφευχθεί η απώλεια του σπόρου από τις υψηλές θερμοκρασίες.
 
Βαμβάκι
Το βαμβάκι είναι το πλέον καλλιεργούμενο φυτό μεγάλης καλλιέργειας στην Ελλάδα, η οποία αποτελεί τον πρώτο παραγωγό βαμβακιού στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Από το σύνολο του σύσπορου βαμβακιού, το 32 - 33% είναι καθαρές εκμεταλλεύσιμες ίνες, το 52 - 54% είναι βαμβακόσπορος για ζωοτροφή ή επεξεργασία και το υπόλοιπο 14 - 16% είναι μικρού μήκους ίνες, φύλλα, σκόνη κ.λπ. Τα ποσοστά αυτά εξαρτώνται σημαντικά από την περιοχή, την ποικιλία και την ένταση της καλλιέργειας. Ο βαμβακόσπορος μπορεί, με θερμή πίεση, να δώσει έλαιο σε ποσοστό 12 - 18%, οπότε, με δεδομένο ότι ανά στρέμμα παράγονται περίπου 350 kg σύσπορο βαμβάκι, προκύπτει μία παραγωγή 20 - 32 kg ελαίου/στρέμμα το έτος. Το γεγονός αυτό καθιστά την καλλιέργεια ως μία παραγωγό πρώτης ύλης για παραγωγή βιοντίζελ μόνο εφόσον συνεχιστεί η εκμετάλλευση του βασικού προϊόντος της καλλιέργειας που είναι οι ίνες του βαμβακιού.
 
Ζωικά λίπη
 
Εκτός από τα σπορέλαια, μία εξαιρετική πηγή πρώτων υλών για την παραγωγή βιοντίζελ αποτελούν τα χαμηλής ποιότητας και αξίας λίπη και έλαια. Η συγκεκριμένη κατηγορία περιλαμβάνει ζωικά λίπη που μπορούν να ανακτηθούν από ζωικά υποπροϊόντα σφαγείου κατηγορίας 3 και 2. Οι πιο σημαντικές πηγές των λιπών είναι τα βοοειδή, οι χοίροι, τα αιγοπρόβατα και τα πουλερικά. Κατά μέσο όρο τα ζωικά υποπροϊόντα από τα βοοειδή περιέχουν 5% υποδόριο λίπος και 3,5% ενδομυϊκό λίπος, από τους χοίρους 6% υποδόριο και 4,5% ενδομυϊκό λίπος, από τα αιγοπρόβατα 3% υποδόριο και 3,1% ενδομυϊκό λίπος και από τα πουλερικά 1,4 - 1,6% ενδομυϊκό λίπος. Από τα δύο είδη λίπους, το μεγαλύτερο μέρος του υποδόριου χρησιμοποιείται κυρίως στην βιομηχανία τροφίμων, π.χ. στα αλλαντικά, ενώ το ενδομυϊκό λίπος μπορεί να ανακτηθεί με τη μέθοδο της αδρανοποίησης (rendering) από τα ζωικά υποπροϊόντα, όπως τα σπλάχνα και τα αποβαλλόμενα ζωικά υποπροϊόντα, με στόχο την παραγωγή βιοντίζελ.
 
 
Τηγανέλαια
 
Στη χώρα μας δραστηριοποιούνται πολλές εταιρείες συλλογής και μεταφοράς τηγανελαίων από διάφορες πηγές εστίασης, όπως εστιατόρια, ψησταριές και ξενοδοχειακές μονάδες, ενώ ήδη έχει ξεκινήσει προσπάθεια από Δήμους για τη συλλογή χρησιμοποιημένων λαδιών και από τα νοικοκυριά. Σύμφωνα με τα σημερινά ανεπίσημα στοιχεία, στην Ελλάδα συλλέγονται περίπου 20.000 - 30.000 τόνοι τηγανελαίου το έτος, ενώ τα επόμενα χρόνια αναμένεται σημαντική αύξηση της ποσότητας αυτής, αν αναλογιστεί κανείς τις ποσότητες των σπορελαίων που χρησιμοποιούνται μόνο στα εστιατόρια.
 
Απόβλητα λίπη και έλαια, λιπαρά οξέα, ολεΐνες
 
Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα τελευταία χρόνια οι χαμηλής ποιότητας και αξίας ελαιούχες ύλες, όπως όξινα λάδια που προκύπτουν από την επεξεργασία βρωσίμου ελαίου, ολεΐνες (acid oils) που προκύπτουν από τη διάσπαση της σαπουνόπαστας (απόβλητο ραφινερίας) καθώς και λιπαρών οξέων που προκύπτουν ως αποστάγματα από κολώνες απόσμησης και απόσταξης σε ραφινερίες ελαίων. Οι συγκεκριμένες πρώτες ύλες είναι χαμηλής ποιότητας και μπορούν να μετατραπούν σε βιοντίζελ μόνο μέσω συνδυασμού της εστεροποίησης και της μετεστεροποίησης και των νέων διεργασιών παραγωγής βιοντίζελ.
Στον επόμενο πίνακα παρουσιάζεται μία τυπική σύσταση αποβλήτων ραφινερίας ως πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοντίζελ.
 
Συστατικό (%)
Σαπουνόπαστα
Ολεΐνες
Αποστάγματα λιπαρών οξέων
 
 
 
ΡΑΑ
ΕΑΑ
Νερό
32 - 67
<1 - 3
-
-
Λιπαρά Οξέα
10 - 28
39 - 79
80 - 90
30 - 60
Γλυκερίδια
12 - 13
18 - 30
<1 - 14
5 - 12
Φωσφατίδια
5 - 9
-
-
-
Μη-σαπωνοποιήσιμα
<1
<1 - 4
5 - 10
25 - 33
 
 
Undefined

Page Back


Κατασκευή Ιστοσελίδων GIM Greek Internet Marketing