У цій статті ми розглянемо виробництво біодизеля за допомогою технологічної лінії GlobeCore, в якій функцію реактора виконує апарат вихрового шару типу АВС. Ця технологічна лінія може використовуватися для виробництва біодизеля з найрізноманітнішої сировини, починаючи від рослинних олій і закінчуючи тваринними жирами.

З точки зору екології, цікаве використання для виробництва біодизеля різних відходів, утилізація яких пов’язана з низкою труднощів. До таких відходів, наприклад, належить пережарена рослинна олія, яка утворюється у великій кількості в різних пекарнях і ресторанах, а також кислі курячі жири. Саме на прикладі останніх ми розглянемо процес отримання біодизеля за технологією GlobeCore.

Як утворюється курячий жир і що з ним робити

Курячий жир утворюється у великих кількостях під час забою сільськогосподарської птиці або при глибокій переробці тушок на птахофабриках. Ці відходи можуть використовуватися при виробництві кормів для домашніх тварин з метою посилення смакових якостей готової продукції, але іноді нелегально викидаються або зливаються разом із стічними водами, забруднюючи водойми і ґрунт.

Ситуацію можна змінити, якщо врахувати, що курячі жири можуть бути відмінною сировиною для виробництва біодизельного палива. При цьому вони не потребують додаткового очищення, як рослинні олії, і обходяться набагато дешевше.

Виробництво біодизеля — суть технології

Розглянемо технологію виробництва біодизеля. Щоб отримати біодизельне паливо, необхідно в гліцеринових ефірах, що входять до складу курячого жиру, замінити гліцерин спиртом. Така заміна відбувається під час реакції переетерифікації (переетерифікація жирів). У результаті утворюється метиловий ефір, тобто необхідний нам біодизель, і гліцерин, який використовується у фармацевтичній та лакофарбовій промисловості.

Компанією GlobeCore розроблений комплекс для виробництва біодизельного палива з курячого жиру, який може використовуватися як безпосередньо на птахофабриках, так і представниками приватного бізнесу, зацікавленими в отриманні біодизеля з дешевої сировини. Нами реалізовані нові технології і конструкторські рішення, які дозволили зробити комплекс компактним і оптимізувати виробництво біодизеля.

Обладнання для виробництва біодизеля

Розглянемо виробництво біодизеля за допомогою цього комплексу детальніше. Комплекс складається з кількох блоків:

• блоку дозування і попереднього змішування;
• блоку переетерифікації;
• блоку розділення;
• блоку очищення.

Блок дозування і попереднього змішування включає в себе гідродинамічну кавітаційну установку. Змішувач установки виконаний у вигляді інжектора, який закінчується турбулізатором. Насос подає попередньо підігрітий курячий жир у змішувач. У інжекційній камері змішувача створюється тиск нижче атмосферного, і виникає розрідження, за рахунок якого спирт і каталізатор у необхідних пропорціях всмоктуються в змішувач. Проходячи турбулізатор змішувача, компоненти з’єднуються в єдиний потік і надходять у блок переетерифікації.

Блок переетерифікації складається з апарата вихрового шару — пристрою, в якому за допомогою індуктора в робочій камері створюється обертове електромагнітне поле. Під дією цього поля в камері по складних траєкторіях рухаються феромагнітні частинки, які зіштовхуються між собою, зі стінками камери і з частинками оброблюваної речовини. Завдяки безпосереднім ударним впливам, електромагнітній обробці і утворюваній кавітації в робочій камері апарата відбувається мікродисперсне змішування і завершення реакції переетерифікації, яка триває лічені секунди. Це основна відмінність лінії GlobeCore від “бочкових” технологій. Реакція протікає швидко і не потребує прискорення шляхом введення надлишку метанолу, який потім потрібно відганяти за допомогою додаткового обладнання.

Фото 1 — Апарати вихрового шару — реактори для технологічних ліній з виробництва біодизельного палива

Після завершення реакції переетерифікації отримана суміш безперервно надходить у роздільну ємність. Важчий гліцерин осідає вниз, а легший біодизель підіймається вгору. Після розділення обидві фракції відкачуються різними насосними групами. Гліцерин надходить у зовнішню ємність на зберігання, а біодизель проходить через блок очищення. Очищення необхідне, оскільки каталізатор тільки прискорює хімічну реакцію переетерифікації і не бере в ній участі. Якщо залишити його в паливі, це призведе до корозії двигуна. Залишки каталізатора видаляються при проходженні біодизельного палива через шар спеціального адсорбенту. Якщо кислотність курячого жиру висока, то для максимального вилучення біодизеля з вихідної сировини реакція переетерифікації проводиться у дві стадії. На виході ми отримуємо готове біодизельне паливо з хорошою займистістю і високим цетановим числом для використання в дизельних двигунах.

Таким чином, застосування технологій GlobeCore дозволяє одночасно налагодити переробку небезпечних для екології відходів птахофабрик і скоротити кількість шкідливих викидів від автомобілів з дизельними двигунами за рахунок застосування альтернативного палива.

Процеси в робочій камері апарата вихрового шару

Як було зазначено вище, в якості реактора при виробництві біодизеля за технологією GlobeCore використовується апарат вихрового шару. У робочій камері цього пристрою протікають фізичні і хімічні процеси, які дозволяють у потоці здійснювати різні дії з вихідними компонентами. Розглянемо ці явища:

• Акустичні хвилі та кавітація – прискорюють масообмінні процеси.
• Кожна феромагнітна частинка є своєрідним мікроелектролізером, завдяки безперервній роботі якого робоча камера апарата насичується іонами різної полярності, що дозволяє прискорювати хімічні реакції.
• Магнітострикція феромагнітних частинок, яка виникає при їх перемагнічуванні. Лінійні розміри частинок змінюються з великою частотою, в результаті чого формуються силові імпульси великої сили, які інтенсифікують хіміко-дифузійні процеси.
• Кумулятивний вплив магнітострикційних імпульсів, кавітації, індукційних струмів, мікродуг, швидкого руху феромагнітних частинок і інших факторів у кілька порядків збільшує поверхню взаємодії (поверхню розділу фаз). Спостерігається зростання поверхневої енергії, за рахунок чого відбувається різке прискорення процесу переетерифікації.

Застосування апарата вихрового шару в якості реактора при виробництві біодизельного палива також дозволяє знизити концентрацію каталізатора і проводити переетерифікацію при більш низькій температурі реакційної суміші.

Переваги апаратів вихрового шару в процесі виробництва біодизельного палива

Тепер трохи про переваги самих апаратів. Апарати вихрового шару – компактне обладнання, яке легко може вбудовуватися в уже діючі комплекси з виробництва біодизельного палива з метою їх модернізації, замінюючи громіздкі ємності і неенергоефективні механічні мішалки. Апарат вихрового шару може працювати в потоці, а споживана потужність залежно від моделі (АВС-100 або АВС-150) становить 45 і 95 кВт відповідно. При цьому апарати прості в обслуговуванні та експлуатації, а термін їх служби становить десятки років.

Для отримання додаткової інформації або консультації технічних спеціалістів GlobeCore скористайтеся контактами з відповідного розділу сайту.