Modelarea și Optimizarea Procesului de Obținere a Biodieselului

1. MEMORIU JUSTIFICATIV

Înlocuirea combustibililor fosili cu biocombustibili este o tendinţă ce s-a definit în contextul creşterii preţului petrolului şi este prezentată ca fiind o alternativă ecologică, ce creează locuri de muncă şi nu are un impact social major. Aceste considerente nu sunt însă adevărate în mod automat, ci poate dimpotrivă. În primul rând, fără politici şi măsuri de reducere a dependenţei de autovehiculele personale, impactul utilizării biocombustibililor asupra fenomenului schimbărilor climatice ar fi marginal - gradul de utilizare a transportului rutier ar continua să crească. Producţia şi utilizarea biocombustibililor poate duce la reducerea presiunilor sociale şi de mediu produse de extracţia petrolului, însă ar duce la creşterea presiunilor asupra pădurilor, biodiversităţii şi producţiei alimentare. Ar avea loc reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră din arderea combustibililor fosili, însă ar avea loc eliberarea dioxidului de carbon fixat în păduri – în urma defrişării pentru obţinerea de teren arabil în vederea cultivării biocombustibililor.

Prin utilizarea combustibililor proveniţi din uleiuri vegetale" s-a demonstrat că pentru regiile locale de transport biocombustibilii sunt o soluţie mai economică decât combustibilii convenţionali. Celălalt avantaj este reducerea cu circa 70% a emisiilor de gaze cu efect de seră. Trebuie avute însă în vedere problemele legate de: mono-culturi; defrişarea suprafeţelor forestiere pentru a face loc culturilor pentru biocombustibili; impactul acestora asupra biodiversităţii şi asupra structurii culturilor pentru obţinerea de alimente; eliminarea organismelor modificate genetic.

Biocarburanţii pot fi utilizaţi în formă pură sau în amestec la autovehiculele existente şi pot folosi actualul sistem de distribuţie al carburanţilor convenţionali. Biodieselul poate fi produs prin transformarea unei largi varietăţi de grăsimi vegetale şi animale, dar combustibilul cu cei mai buni parametri se obţin din uleiul de rapiţă (rapiţa are cel mai bun indice de iod, rezistentă la temperaturi scăzute, stabilitate la oxidare şi dă cele mai bune rezultate în presarea la rece).

Rapiţa se situează pe locul cinci, sub aspectul producţiei de ulei comestibil, între plantele oleaginoase. Uleiul de rapiţă are largi utilizări industriale şi alimentare.

Biocombustibilii cei mai cunoscuţi în prezent sunt biodieselul (obţinut din plante oleaginoase precum rapiţa şi floarea soarelui) şi bioetanolul (obţinut din zahăr şi amidon, respectiv din recoltele de sfeclă şi cereale). Aceşti doi combustibili de transport lichizi au capacitatea de a înlocui, în mare măsură, motorina şi benzina. Aceştia pot fi utilizaţi pentru motoarele maşinilor moderne (nemodificaţi pentru amestecurile joase sau cu modificări minore pentru amestecurile înalte) şi distribuiţi prin intermediul infrastructurilor existente. Cercetarea este pe cale să descopere tehnici de producţie „de a doua generaţie” care pot produce biocombustibili din materiale lemnoase, din ierburi şi unele tipuri de deşeuri.

În România, pe piaţa abia descoperită a carburanţilor din uleiuri vegetale, “biodieselul” este încă incredibil de ieftin, nefiind accizat. În timp ce giganţii petrolieri pregătesc investiţii în fabrici de producere a motorinei vegetale, micii producători profită deja de materia primă excedentară.

Un litru de biodiesel se vinde pe piaţă cu 2,6-3 lei, adică este mai ieftin şi decât uleiul comestibil, nu numai faţă de motorina clasică.

AVANTAJE BIODIESEL:

Este biodegradabil;reduce emisiile cu 50%;emisiile sale de hidrocarbon şi dioxid de carbon sunt neutre; este sigur (punctul de aprindere este de ± 1700C);este uşor de amestecat cu motorina obişnuită

METODA:

Biodieselul se formează ca urmare a unei reacţii chimice numită transesterificare, ceea ce înseamnă că glicerolul din ulei e substituit de alcool în prezenţa unui catalizator.

Cu ajutorul metodei se produce un biodiesel de calitate. Succesul însă depinde de utilizarea corespunzătoare a kitului de biodiesel, cunoştinţe acumulate şi nu în ultimul rând de îndemânare.

Capitolul I. CARACTERISTICILE PRODUSULUI FINIT

BIODIESELUL

În majoritatea ţărilor se caută metode de înlocuire a combustibililor clasici (fosili) cu combustibili regenerabili, principalul fiind biodieselul. Pentru industria din România producţia de biodiesel constituie un element de noutate.

Cel mai cunoscut şi utilizat combustibil neconvenţional durabil este biodieselul.

Biodieselul se fabrică din grăsimi vegetale sau animale, extrase direct sau recuperate, reciclate, pe baza reacţiei de esterificare cu metanol. Materia primă folosită la fabricarea biodieselului trebuie să răspundă cerinţelor minimale exprimate în standardul EN 14214, conform celor prezentate în tabelul.1.

Tabelul 1. Proprietăţile principalelor materii prime

DENUMIRE CERINŢĂ VALOARE DUPĂ EN 14214

Trigliceride 99,1-99,4%

Conţinutul de fosfor Maxim 20 mg/Kg

Acizi graşi liberi(FFA) Maxim 1,5%

Nesaponificabile Maxim 2%

Polimerii Maxim 2%

Reziduuri Maxim 0,1%

Conţinutul de apă Maxim 0,1%

Numărul iodin (g/100g) Maxim 120

Solide (particule mărime <20 microni) 25-35 mg/kg

Număr peroxid 1

Biodieselul este utilizat datorită următoarelor raţiuni:

- poate fi utilizat pentru orice motor diesel, fără modificarea acestuia; - poate fi stocat oriunde, similar motorinei din petrol;

- reduce emisiile de dioxid de carbon, cauza principală a efectului de seră, cu aproape 100%;

- poate fi folosit singur sau în orice amestec cu combustibilul de tip motorină din petrol; - creşte durata de utilizare a motoarelor, datorită faptului că este un lubrifiant mai bun decât motorina;

- scade considerabil celelalte emisii poluante;

- este biodegradabil şi netoxic, este sigur de transportat şi nu este considerat un material cu risc crescut;

- oferă independenţă faţă de creşterea preţului materiilor prime petroliere de pe piaţă;

- convine, corespunde introducerii măsurilor politice şi directivelor aparţinând diferitelor organisme, guverne şi instituţii;

- are un impact ecologic care satisface îmbucurător directivele Protocolului de la Kyoto.