Ученые нашли способ оптимизировать свойства биодизеля, смешивая рапсовое, льняное и сафлоровое масла в соотношении 90%, 5% и 5% соответственно. Такой подход позволяет получать топливо с заданными характеристиками без химических добавок и снижает логистические затраты на 10-15% по сравнению с импортным сырьем, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.
Одно из главных препятствий для коммерческого применения биодизеля — влияние состава жирных кислот сырья на его свойства: низкотемпературные характеристики, окислительную стабильность, удельную теплоту сгорания и вязкость. Предварительное смешивание растительных масел перед переэтерификацией ученые считают перспективным подходом: сочетание сырья с взаимодополняющими профилями жирных кислот позволяет нивелировать ограничения и улучшить свойства. Однако выбор масел часто зависит от доступности в регионе и стоимости, а не от оптимизации свойств.
«Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами предложили подход, позволяющий оптимизировать физико-химические свойства биодизельного топлива на основе масел и, в перспективе, создать экономически эффективную стратегию для производства биодизеля с заданными характеристиками без химических добавок», — говорится в сообщении.
По словам инженера-исследователя лаборатории тепломассопереноса Владлены Чоботовой, предложенная учеными комплексная прогностическая модель адаптирована к распространенному в регионах умеренно-континентального климата сырью — рапсу, льну и сафлору. Такой подход превращает предварительное смешивание масел из простой логистической меры в точный инструмент адаптации свойств биотоплива к стандарту EN 14214 без химических добавок.
В качестве сырья ученые выбрали нерафинированные рапсовое, льняное и сафлоровое масла — из-за присущих им свойств, региональной доступности и более низкой стоимости по сравнению с рафинированными аналогами. Свойства рапсового масла позволяют получать биодизель с высоким цетановым числом и окислительной способностью, льняного — снижать вязкость, а сафлорового — получать топливо со свойствами, промежуточными между рапсовым и льняным. В качестве спиртового и щелочного катализаторов использовались метанол и гидроксид калия соответственно.
В ходе исследований ученые разработали восемь прогностических моделей, которые связывают состав сырья со свойствами топлива. Их точность подтвердила статистическая проверка. Также установили, что смешивание рапсового, льняного и сафлорового масел перед переэтерификацией почти линейно меняет состав жирных кислот. Выход метиловых эфиров составил 96,8-99,2%, что соответствует стандарту EN 14214. Минорные жирные кислоты значимо влияют на вязкость и низкотемпературные свойства. Оптимальное соотношение — 90% рапса, 5% льна и 5% сафлора. Алгоритм можно встроить в автоматизированные системы управления сырьем для корректировки рецептуры при колебаниях цен и качества.
Об исследовании
Полученные результаты показали, что использование доступных в регионе масел снижает логистические затраты на 10-15% по сравнению с импортным сырьем. При этом предложенную оптимизационную модель можно легко адаптировать к другим региональным комбинациям масел, что делает ее перспективной для локализованного и экономически эффективного производства биодизеля. В исследовании участвовали ученые Томского политехнического университета и Института теплофизики им. Кутателадзе СО РАН. Результаты исследований, выполненных при поддержке РНФ, опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology (Q1).
Войдите, чтобы отправить комментарий