Nominovani za "Aurea" nagradu
Tehnološki fakultet Leskovac – Kontinualni reaktor za biodizel

Tim stručnjaka Tehnološkog fakulteta u Leskovcu izumeo je postrojenje za kontinualnu sintezu biodizela reakcijom metanolize na atmosferskom pritisku i niskoj temperaturi. Inovativni tehnološki postupak omogućava manju potrošnju energije i reaktanata zbog čega je proizvodnja biodizela ovim postupkom znatno jeftinija od postojeće. Uređaj sadrži novi tip reaktora u kome se odvija reakcija konverzije triglicerida i drugačije reakcione uslove. Vrednost investicije, računajući i vreme uloženo u razvoj, je oko 10.000 EUR.

Postrojenje se sastoji od dva protočna reaktora sa vibracionom mešalicom (RVM) povezanih u niz i dva gravitaciona separatora za razdvajanje nemešljivih faza. Konstrukcija mešalice (niz perforiranih kružnih pločica na zajedničkom vratilu), omogućava sitnjenje kapi alkoholne faze, povećava brzinu prenosa mase prema međufaznoj površini i postiže veliku brzinu procesa čak i na sobnoj temperaturi. Reakcija alkoholize triglicerida se izvodi uz veoma kratko vreme zadržavanja reakcione smeše u reaktoru i na niskoj temperaturi, a postiže se visok prinos metilestara- od 98 do 100 %.

Po svojoj koncepciji i kapacitetu postrojenja od 5 l/h orijentisano je pre svega ka potrošačima koji imaju potrebu za oko 1.000 litara dizel goriva godišnje. Primenom poznatih hemijsko-inženjerskih principa uvećanja razmera reaktora, kapacitet postrojenja se prema potrebama može višestruko uvećati. Za sada nema uređaja sa ovako specifičnom vrstom mešalice, inovativnom tehnologijom i kapacitetom.

INOVATIVNOST

Postojeće tehnologije za dobijanje biodizela

Biodizel, koji u hemijskom smislu predstavlja smešu metil estara viših masnih kiselina, dobija se rekacijom transesterifikacije u prisustvu baze kao katalizatora. Biodizel se kako u svetu, tako i kod nas dobija u mnogobrojnim pogonima različitog kapaciteta. Tehnologija koja se primenjuje u pogonima za dobijanje biodizela zasniva se na homogeno katalizovanoj reakciji metanolize biljnog ulja različitog porekla na temperaturama koje su blizu temperature ključanja metanola. Kod postojećih tehnoloških postupaka osim visoke temperature na kojoj se odigrava reakcija, karakterističan je značajan višak metanola u odnosu na potrebnu, hemijskom reakcijom, definisanu količinu.

Inovativno rešenje Tehnološkog fakulteta u Leskovcu je postrojenje za kontinualnu sintezu biodizela reakcijom metanolize na niskoj temperaturi. Postrojenje se sastoji od dva protočna reaktora sa vibracionom mešalicom (RVM) povezanih u niz, i dva gravitaciona separatora za razdvajanje nemešljivih faza. U protočnom RVM, zahvaljujući povratno-periodičnom kretanju mešalice, u svakom segmentu između perforiranih pločica se ostvaruje intenzivno mešanje nemešljivih tečnosti. Vibraciono mešanje, kao i višestruko proticanje faza kroz otvore ploča mešalice, favorizuje sitnjenje kapi alkoholne faze i smanjuje otpor prenosu mase u graničnom sloju oko kapi. Kao rezultat sitnjenja kapi, ubrzava se prenos mase prema granici dve nemešljive faze i time brzina reakcija konverzije triglicerida u estre masnih kiselina na niskoj temperaturi. Primenom RVM omogućava se vođenje procesa na atmosferskom pritisku i niskoj temperaturi. Konstrukcija mešalice (niz perforiranih kružnih pločica na zajedničkom vratilu), omogućava sitnjenje kapi alkoholne faze, povećava brzinu prenosa mase prema međufaznoj površini i postiže veliku brzina procesa čak i na sobnoj temperaturi. Reakciju alkoholize triglicerida se izvodi uz veoma kratko vreme zadržavanja reakcione smeše u reaktoru i na niskoj temperaturi. Postiže se visok prinos metilestara od 98 do 100 %.

Za izgradnju postrojenja u zavisnosti od dobavljača bi bilo potrebno od jednog do tri meseca. Delovi za proizvodnju su od domaćih dobavljača, a sirovine su iz domaćih fabrika (methanol, MSK, Kikinda), dok je ulje (suncokret, repica) sa njiva poljoprivrednih dobara.

Postrojenje obuhvata dva elementa za poređenje sa industrijskim postrojenjima. Prvo- novi tip reaktora u kome se odvija reakcija konverzije triglicerida u metil estre i drugo- reakcione uslove pod kojima se odigrava reakcija metanolize.

Po svojoj koncepciji i kapacitetu postrojenja od 5 l/h, projekat je orijentisan prema potrošačima koji imaju potrebu za oko 1.000 litara dizel goriva godišnje. Primenom poznatih hemijsko-inženjerskih principa uvećanja razmera reaktora, kapacitet postrojenja se prema potrebama može višestruko uvećati. Radni vek postrojenja, na osnovu kvaliteta komponenti i mogućnosti servisiranja uz normalnu eksploataciju (8 sati dnevno) je najmanje 5, a najviše 10 godina.

Postrojenje razvijeno na Tehnološkom fakultetu u Leskovcu je rezultat višegodišnjeg rada na upoznavanju kinetike reakcije metanolize. Istraživanja u pravcu povećanja kapaciteta postrojenja kao i prelaska na heterogeni sistem izvođenja reakcije su u toku.

DRUŠTVENA KORISNOST

Za proizvodnju biodizela koriste se obnovljive sirovina kao što su ulje suncokreta, soje, uljane repice, uljarica, za čije gajenje postoje veliki potencijali u Srbiji. Time se, osim angažovanja poljoprivrednog zemljišta, upošljava i radna snaga.

Poljoprivredna dobra koja bi imala u pogonu postrojenje bila bi stimulisana za proizvodnju uljarica jer se iz tako dobijenih sirovina dobija gorivo po skoro dvostruko nižoj ceni od cene goriva na tržištu naftnih derivata. Osim ulja, posle ceđenja kao sporedni proizvod ostaje sačma koja se može koristiti kao stočna hrana sa vrlo značajnim poboljšanjem mlečnosti u čemu prednjači naročito sačma uljane repice.

Kao sirovina za proizvodnju biodizela može se koristiti i korišćeno ulje iz restorana posle termičke obrade. Svaki restoran koji priprema više od 20 obroka dnevno mora da odvaja otpadno jestivo ulje i predaje ga operaterima. Iako je to zakonska odredba, dosta ugostiteljskih objekata ne poštuje doneta pravila, tako da ulje neretko završi u rekama. Prema nekim procenama, Srbi troše 16 litara po glavi stanovnika jestivog ulja, što je oko 10.000 tona otpadnog jesivog ulja godišnje. Nažalost, te količine za sada nisu iskorišćene.

Ukupan efekat eksploatacije postrojenja je u doprinosu energetske nezavisnosti proizvodnjom sopstvenog dizel goriva, društvenom korisnosti zapošljavanjem radne snage i ekologiji u uvođenju obnovljivog izvora energije.

Biodizel je ekološko gorivo, koje ne izaziva efekat staklene bašte, CO2 je neutralno, manje je zapaljivo od drugih vrsta goriva, ima bolje karakteristike za podmazivanje motora, a odličan je rastvarač jer prilikom prve upotrebe otklanja svu koroziju u dovodima za gorivo. Može se mešati sa dizel gorivom u svim razmerama bez prepravki na motoru. Rok trajanja biodizela bez dodatnih aditiva je oko 6 meseci, a ono što može predstavljati problem je to što se ovo gorivo na nižim temperaturama stinajva, zapušava, odnosno prelazi u čvrsto stanje. Zato je neophodno njegovo aditiviranje. Kao nus produkt proizvodnje biodizela nastaje glicerin.

FINANSIJSKI POTENCIJAL

Projekat je kompetitivan u odnosu na postojeće tehnologije po tome što ima manju potrošnju energije i reaktanata zbog čega je proizvodnja jeftinija. Korisnici postrojenja su u prednosti zbog toga što na cenu proizvedenog goriva ne utiče promena cene energenata na svetskom tržištu. Postrojenje je komercijalno orijentisano što je pokazano vremenom potrebnim da se vrati ulaganje u postrojenje.

Prema projektovanoj ceni, postrojenja košta oko 6.000 €. S obzirom na to da kosrisnici mogu da koriste tri vrste sirovina za dobijanje biodizela, postrojenje se može isplatiti za 12 meseci (u slučaju kada se kupuje ulje), 9 meseci kada se radi o sopstvenoj proizvodnji uljarica na poljoprivrednom gazdinstvu, do 6 meseci kada se koriste otpadno ulje iz restorana.

Izumitelji uređaja kažu da je strateški partner uvek dobrodošla varijanta, pošto je tim koji je realizovao postrojenje više usmeren istraživanju novih tehnologija i postupaka.

Postavite komentar