Biodieselul

Biodieselul

Biodieselul reprezinta o sursa de combustibil lichid complet regenerabil care poate fi folosit ca o alternativa la combustibilul diesel obtinut din petrol. Acesta se obtine din lipide naturale , ca uleiuri vegetale sau grasimi animale, noi sau folosite, prin procese industriale de esterificare si trans-esterificare. Se poate folosi in substituirea totala sau partiala a petrodieselului. Istoric Procesul de fabricatie a combustibililor din materii prime regenerabile se utilizeaza inca din anii 1800 iar principiile in mare sunt aceleasi de astazi. Istoria biodieselului este mai mult politica si economica decat tehnologica. Inca de la inceputul secolului XX incepe introducerea introducerea benzinei pentru alimentarea automobilelor. automobilelor. Companiile Companiile petroliere s-au vazut obligate sa rafineze suplimentar titeiul in speranta obtinerii unui surplus de distilat de tip  benzina. Ceea ce au obtinut a fost un combustibil combustibil excelent pentru motoarele diesel la un  pret mult mult mai mic decat uleiurile uleiurile vegetale. vegetale. Pe de alta parte parte folosirea folosirea resurselor resurselor regenerabile regenerabile  prezenta  prezenta inca de atunci atunci o preocupar preocuparee a fermierilor fermierilor pe piata piata noua impreuna impreuna cu cu petrolistii petrolistii.. Producerea biodieselului din uleiuri vegetale nu este un proces nou. Conversia uleiur uleiuril ilor or veget vegetale ale si a gras grasim imil ilor or anima animale le in este esteri ri monoa monoalk lkil ilic icii sau sau biodi biodies esel el este este cunoscut cunoscutaa ca tranest tranesterif erificar icare. e. Duffy Duffy si Patric Patrick k au realiz realizat at transes transester terific ificare areaa inca de la inceputu inceputull anului anului 1853. 1853. Totusi Totusi motorul motorul Diesel Diesel apare apare abia in anul 1893, cand faimosul faimosul inventator german Dr. Rudolf Diesel publica articolul intitulat "Teoria si Constructia unui Motor Termic Termic Rational". Acest Acest articol descrie descrie un motor revolutionar revolutionar in care aerul va fi comprimat cu ajutorul unui piston la o foarte mare presiune, care va da nastere unei temperaturi ridicate ce ducea la aprinderea combustibilului. In cazul Dr. Diesel, acest motor  functiona cu ulei vegetal. Diesel a primit patent pentru acest tip de motor in 1893 si i-a demonstrat functionalitatea in 1897. Dr. Diesel folosind ulei de alune ca si combustibil, a expus la Paris in 1900 acest motor(Nitsche and Wilson 1965). Datorita inaltului grad de compresie si a temperaturii mari create, motorul era capabil sa functioneze cu o mare varietate de uleiuri vegetale. In 1911 la Expozitia Mondiala de la Paris, Dr. Diesel a pus in functiune motorul cu ulei de alune si a declarat "Motorul Diesel functioneaza cu ulei vegetal si va fi de un considerabil ajutor pentru dezvoltarea agriculturii in tarile cu acest potential". Una din primele utilizari a uleiurilor vegetale transesterificate intr-un motor are loc in Africa de Sud inaintea celui de-al doilea Razboi Mondial. Numele de biodiesel (bio-in greaca-viata si diesel motorul lui Diesel) a fost dat uleiurilor vegetale transesterificate  pentru a descrie descrie posibilitate posibilitateaa utilizarii utilizarii lui ca si combustibil combustibil pentru motorul lui Diesel Diesel (Demir Bas 2002). Uleiul vegetal se folosea in motoarele diesel inca din anii 1920. Dupa 1920 producatorii de motoare diesel preiau distilatul cu vascozitate scazuta din petrolmotorina-mult mai ieftin si mai accesibil decat uleiul vegetal. Reluarea experimentala a uleiului vegetal ca si combustibil alternativ are loc la inceputu inceputull anilor anilor '80. '80. In parale paralell in aceeasi aceeasi perioada perioada se deschid deschid mai multe multe instala instalatii tii de  producere  producere a biodieselului biodieselului in Europa iar cateva orase importante importante incep folosirea folosirea

 biodieselului la autobuze in locul motorinei. Mai aproape de noi Renault si Peugeot aproba utilizare biodieselului la cateva dintre motoarele lor de autocamioane. In fapt concurenta dintre biodiesel si motorina nu a dezvoltat un suport tehnologic global din considerente politico-economice, cunoscut fiind ca principalii producatori de motoare si echipamente diesel au ca actionar principal companii petroliere. Ca termen general biodieselul poate fi definit ca un combustibil domestic regenerabil  pentru motoare diesel, derivate din uleiuri naturale. In termeni tehnici, biodieselul este un combustibil pentru motoare diesel constand din esteri monoalkylici ai acizilor grasi derivati din uleiuri vegetale si grasimi animale. Chimic vorbind sunt in special metili sau etili esteri ai acizilor grasi derivati din surse de lipide regenerabile prin procesul de transesterificare. In mod tipic lanturi lungi ai acizilor grasi ca: uric, palmitic, stearic, oleic, etc. din ulei de rapita, de soia, de floarea soarelui, de palmier, mai recent din alge si grasimi animale, sub forma de amestecuri sunt convertite chimic in biodiesel prin reactia cu metanol sau etanol in prezenta hidroxidului de Na sau K ca si catalizator. Materii prime Alegerea materiei prime este probabil decizia cea mai importanta de luat in cadrul  procesului de fabricatie, deoarece costul materiei prime reprezinta, in mod obisnuit, 60 80% din costul total de productie. De asemenea, disponibilitatea pe termen lung a materiei  prime este un element care trebuie luat in consideratie atunci cand se face selectia reactantilor. In plus, in timpul realizarii planului de afaceri, trebuie sa se tina cont de felul in care cresterea pietei de biodiesel influenteaza costurile pe viitor ale materiei prime (si a glicerinei). Cele mai obisnuite uleiuri folosite ca materie prima, in procesul de fabricare a  biodieselului, sunt cele de soia, de canola, porumb, rapita si de palmier. Noile uleiuri de  plante potentiale pentru acest proces includ: uleiul din seminte de mustar, alune americane, floarea soarelui, alge si seminte de bumbac. In plus exista si alte materii prime din care se pot extrage ulei. In selva amazoniana sunt folosite ca materie prima: piñón, sacha inchi, mamona, si palmierul de ulei. Deasemenea se pot folosi si uleiuri folosite (ex. uleiul uzat la bucatarie) in cazul lui materia este ieftina, in plus in acest mod se recicleaza cea ce altfel ar fi fost reziduu.  Nu este surprinzator ca in America de Nord, materia prima cea mai folosita pentru fabricare de biodiesel este uleiul de soia, avand in vedere ca acesta reprezinta 75% din totalul uleiurilor vegetale obtinute anual in aceasta tara. La nivelul anului 2002, uleiul de soia (8,3 x 10" kg) este urmat, in ordine descrescatoare, de uleiul de porumb (1,08 x 109 kg), uleiul de seminte de bumbac (458 x 106 kg), de floarea soarelui (453 x 106 kg) si de alune americane (99,8 x 106 kg).

Cercetatorii de la Technische Universitat Munchen au prezentat un nou proces catalitic, care permite conversia microalgelor in combustibil diesel. Metoda a fost descrisa in publicatia Angewandte Chemie de echipa profesorului Johannes A. Lercher. Microalgele sunt o alernativa interesanta la biocombustibilii obtinuti din soia si rapita. Ele sunt celule individuale sau lanturi scurte de celule din algele care se gasesc in apa, relateaza Physorg.com. Apar in aproape orice apa si pot fi cultivate foarte usor.

Lantul de restaurante fast-food McDonald's si compania Neutral Fuels au format un  joint venture pentru producerea de combustibil biodiesel, folosid uleiul vegetal reciclat din restaurantele din Emiratele Arabe Unite. Fabrica va avea o capacitate de productie anuala de 1 milion de litri de biodiesel, potrivit lui Karl Feilder, presedintele Neutral Group, din Dubai, relateaza Bloomberg. Pentru inceput, combustibilul va fi vandut doar catre anumite companii si nu va fi disponibil pe piata larga, a adaugat Feilder. Cele 90 de restaurante McDonald's din Emiratele Arabe Unite folosesc peste 20.000 de litri de ulei vegetal. Tehnologie de obtinere Biodieselul se obtine prin reactia de transesterificare a uleiurilor vegetale sau a grasimilor de origine animala. Reactia in sine este foarte simpla: 100 parti de uleiuri sau grasimi +10 parti metanol (alcool metilic) = 100 parti biodiesel + 10 parti glicerol (glicerina)

sau 100 Kg ulei + 10 Kg metanol = 100 Kg biodiesel + 10 Kg glicerol.

In realitate, tehnologia de obtinere a biodieselului este un pic mai complicata. Uleiurile vegetale sau animale sunt compuse in principal din trigliceride – esteri ai glicerolului sau asa numitii acizi grasi. In reactia de transesterificare, un ester reactioneaza cu un alcool, obtinandu-se un alt alcool si un ester derivat din alcoolul utilizat in reactie. De exemplu, la reactia dintre un ester al etanolului si metanol, se obtine un ester al metanolului si etanol. In reactia de obtinere a biodieselului, esteri ai glicerolului (grasimile vegetale sau animale) reactioneaza cu metanolul, obtinandu-se esteri de metanol (biodiesel) si glicerol. Reactia de transesterificare are loc in asa numitele reactoare, unde grasimile sau uleiurile sunt amestecate la anumite temperaturi cu alcoolul metilic in prezenta unui catalizator (de obicei o baza). Cantitatea reziduala de glicerol permisa in biodieselul obtinut prin reactia de transesterificare, este de maxim 0,24 %. Cei mai folositi catalizatori la obtinerea biodieselului sunt hidroxidul de sodiu  NaOH (soda caustica) si hidroxidul de potasiu KOH. Catalizatorii au rolul de a accelera reactia dintre alcool si ester. In urma acesteia, se obtine un produs bazic ce trebuie neutralizat cu ajutorul unui acid. In urma neutralizarii se obtine o sare. La neutralizarea hidroxidului de sodiu (NaOH) cu acid clorhidric (HCl) se obtine sare de bucatarie ( NaCl) si apa. HCl + NaOH = NaCl + H2O In concluzie, pentru obtinerea a 100 Kg de biodiesel sunt necesare urmatoarele ingrediente in proportiile specificate: • •

100 Kg grasimi vegetale sau animale ; 10 Kg alcool metilic;

• •

0,3 kilograme de catalizator (soda caustica – NaOH); 0,25 kilograme acid mineral (acid clorhidric – HCl);

Conform definitiei standardizate, biodieselul este un combustibil compus din esteri mono-alchilici derivati ai grasimilor animale sau vegetale – B100. Denumirea B100 se foloseste pentru biodieselul necombinat cu motorina. Pentru amestecurile cu motorina in diverse proportii sunt folosite urmatoarele notatii: • •

•

B2 =amestec format din 2 % biodiesel si 98 % motorina; B5 =amestec format din 5 % biodiesel si 95 % motorina (prevazut de legislatia din Romania) ; B20 =amestec format din 20 % biodiesel si 80 % motorina;

Uleiurile vegetale, grasimile animale, alcoolul si catalizatorii utilizati la obtinerea  biodieselului, sunt alese dupa considerente economice. Ca sursa de trigliceride se pot utiliza uleiuri vegetale (uleiul de rapita, uleiul de floarea soarelui, uleiul de soia), grasimi animale rezultate in procesul de prelucrare a carnii si grasimi reciclate. Ca si alcool, se pot folosi metanolul, etanolul, izopropanolul si butilul. Este preferat metanolul (alcoolul metilic) datorita pretului mic pe Kg. Ca si catalizatori pot fi folosite baze (NaOH, KOH), acizi sau enzime. Alegerea catalizatorilor se face functie de pret si functie de produsul obtinut in urma reactiei de neutralizare. Procesul tehnologic :

Se incalzeste si se mentine uleiul la 60 grade Celsius in Preincalzitorul de ulei. Apoi, se introduce o sarja de 400 litri printr-un contor debitmetric in Reactor (acesta este creerul instalatiei). Tot in Reactor se introduce si Metanolul, dar si Metoxidul de sodiu (nemtesc, marca Degussa), apoi se mixeaza, temperatura scazand la 30 grade Celsius. Se incalzesc toate acestea pana la 85 grade Celsius, cand, la presiunea de 1.2-1.3 Bari, amestecul trecand  prin niste sectiuni special proiectate, are loc o reactie chimica denumita si TRANSESTERIFICAREA uleiului, adica transformarea acestuia in doua componente cu densitati diferite: Biodiesel si Glicerol. Apoi se transvazeaza in unul din cele 5 Bazine de decantare de cate 600 litri, unde compusul dens al uleiului numit glicerol, dupa 2 ore se aduna la fundul acestora, iar biodieselul brut ramane deasupra lor. Apoi, se transvazeaza mai intai glicerolul si dupa aceea biodieselul. Glicerolul se poate folosi drept combustibil  pentru incalzire, ca materie prima pentru fabricarea sapunului sau se poate purifica (cu o

alta instalatie) in vederea obtinerii de Glicerina pura ( care se poate folosi la fabricarea medicamentelor si in industria cosmeticelor). Urmeaza "spalarea uscata" sau purificarea biodieselului, care se face cu Silicat de magneziu, prin balbotare, cand se elimina eventualele urme de: acizi grasi, metanol si vapori de apa din biodiesel. Apoi, se face filtrarea la un micron, in vederea inlaturarii urmelor de magnesol, dupa care urmeaza Filtrarea finala a produsului si stocarea acestuia. Instalatia contine: preincalzitor de ulei, presa si filtre ulei + un reactor Fast Breeder  (sau 2 Reactoare fara presa), 5 bazine decantare glicerol, 2 bazine colectare glicerol, 3  bazine purificare magnesol, compresor aer, filtru magnesol, bazin intermediar, 2 bazine  biodiesel si pompele de transvazare, conductele si contorul aferente. Mai am aprox. 2 tone de silicat de magneziu pentru purificare (inclus in pret), si: 2 Rezervoare a cate 33000 litri fiecare si o pompa transvazare biodiesel de 40 tone pe ora, care nu intra in acel pret.

Utilaje pentru obtinerea Biodieselului Instalatii de productie biodiesel necesare: -instalatii de productie ulei vegetal. -preincalzitoare si mixere materie prima si  biodiesel Schita utilaje -reactoare procesare biodiesel, -reactoare ultrasonice procesare biodiesel, -centrifuga separare biodiesel glicerina. -centrifuga tubulara separare biodiesel glicerina -filtre cu rasini schimbatoare de ioni purificare  biodiesel, -filtre finale biodiesel cu placi filtrante si cartus filtrant -sisteme neutralizare ffa cu acizi si rasini, -sisteme purificare glicerina cu rasini si rafinare, -piese de schimb si consumabile: rezistente electrice antiex, pompe biodiesel, pompe glicerina, pompe electrice si cu actionare manuala metanol, pompe lichide vascoase, pompe  pneumatice, bazine decantare biodiesel, tablouri electrice, contoare particule biodiesel, contoare ulei vegetal, contoare metanol, bazine biodiesel, bazine ulei vegetal, bazine metanol, centrifuga corpuri straine, sisteme de monitorizare si control reactoare, filtre cu rasini schimbatoare de ioni.

Schema instalatiei de obtinere a biodieselului in flux continuu ( din ulei de florea-soarelui)

Situatia pe plan intern privind utilizarea biodieselului

Avand in vedere diminuarea productiei proprii de titei a Romaniei, cat si epuizarea rezervelor sale intr-un viitor apropiat, se impune cu stringenta realizarea unor combustibili alternativi avand la baza materii prime provenite din resurse regenerabile, de tipul uleiurilor  vegetale. Necesitatea reducerii poluarii mediului datorita gazelor de esapament, cat si alinierea la normativele Uniunii Europene in acest domeniu, recomanda de asemenea inlocuirea motorinei cu un combustibil ecologic. In prezent, Romania colaboreaza cu ICECHIM in ceea ce priveste aplicatiile pe motoarele diesel indigene. De asemenea,este la inceput de drum intr-o colaborare internationala intr-un parteneriat din care fac parte: MASTER SA Bucuresti, Universitatea „Politehnica" Bucuresti, Universitatea Tehnica din Perugia si Universitatea din Torino, prin care se urmareste realizarea unor modele de simulare numerica a functionarii motorului alimentat cu biodiesel, precum si dezvoltarea unor metode de evaluare a diversilor   biocombustibili obtinuti din uleiuri vegetale si din uleiuri arse rezultate in industria „Fast Food". In 2008, Romania ocupa locul 18 in topul statelor europene cu cea mai mare productie de biodiesel, cu o productie de 65 de tone, capacitatea de productie fiind triplata fata de 2007. Scurt istoric al Biocombustibililor in Romania •

•

•

•

•

•

•

1984: INMA realizeaza cercetari privind utilizarea pentru motoarele Diesel a uleiurilor vegetale, acoolului din topinambur si a biogazului lichefiat; 1995: USAMV Cluj-Napoca – ing. Al. Naghiu sub conducerea prof. N. Bataga (UTC-N) realizeaza cercetari privind utilizarea biocombustibililor in cazul motoarelor cu injectie peliculara. 2000: ICIA – ing. M. Chintoanu initiaza cercetari privind tehnologia de producere a biocombustibililor de tip biodiesel. 2000: UTC-N - prof. N. Burnete, prof. N. Cordos initiaza cercetarile privind utilizarea diverselor uleiuri vegetale ca si combustibili in cazul motoarelor Diesel. 2001: prof. N. Cordos, prof. N. Burnete, ing. M. Chintoanu testeaza la motoare Diesel amestecuri de uleiuri vegetale cu motorina. 2003: prof. N. Burnete, prof. Al. Naghiu, ing. M. Chintoanu realizeaza cercetari cu metilester la motoare Diesel. 2006: prof. N. Burnete, prof. Al. Naghiu, ing. M.

Situatia pe plan extern privind utilizarea biodieselului

Primele pozitii sunt ocupate de Germania, cu o productie de 2.819 tone in 2008, si Franta, care a produs 1.815 tone de biodiesel in aceiasi perioada. La nivelul UE, productia de biodiesel a crescut in 2008 cu 35,7%, la 7.755 tone, de la 5.713 tone in 2007, in timp ce capacitatea totala de productie a celor 27 de state membre a crescut cu 30,6%, la 20.909 tone, de la 16.000 tone in anul anterior. Pe plan international, scaderea rezervelor de titei si majorarile consecutive ale pretului acestuia, au creat premize favorabile abordarii fabricatiei de combustibili alternativi. In acelasi sens benefic actioneaza si legislatiile antipoluare, care limiteaza sever  cantitatea de noxe din gazele de esapament ale motoarelor cu ardere interna. Oxizii de azot si de sulf, fumul si hidrocarburile incomplet arse din gazele esapate de motoarele care utilizeaza combustibili clasici, sunt agenti poluanti majori ai atmosferei. De asemenea, acumularea in atmosfera a bioxidul de carbon rezultat din arderea combustibililor clasici, contribuie la amplificarea efectului de sera. Se impunea astfel realizarea unor combustibili alternativi prin a caror ardere sa se diminueze sensibil cantitatea de noxe evacuate in atmosfera, si prin utilizarea unor resurse de materii prime regenerabile sa se elimine efectul de sera datorita acumularii de bioxid de carbon in atmosfera. In S.U.A. protejarea rezervelor strategice de titei si asigurarea protectiei mediului ambiant, constituie factori determinanti ai politicii administratiei de stat. intreprinderile  particulare si sectorul public au reactionat la dependenta (din punct de vedere al aprovizionarii cu titei) de tarile OPEC, inca din anul 1973. In 1993, Bank of America era  proprietara celui mai mare parc de vehicule particulare din lume, care functionau cu combustibili alternativi. O solutionare pozitiva a acestor probleme s-a ivit o data cu introducerea in fabricatie a combustibililor pentru motoarele diesel, obtinuti prin chimizarea uleiurilor vegetale. in prezent, clasica dar poluanta motorina poate fi inlocuita cu succes de astfel de biocombustibili ecologici fara a fi nevoie de modificari ale motoarelor diesel. Produsele respective care s-au impus cu rapiditate pe piata si sub diverse denumiri ca biodiesel, petrole vert, LKW diesel, se pot achizitiona de la benzinarii din tari ale Europei si S.U.A., la aceleasi preturi cu cel al motorinei (in unele locuri chiar usor  mai scazute). Un exemplu tipic de astfel de biocombustibil, are la baza esteri metilici obtinuti prin metanoliza trigliceridelor continute in uleiul de rapita. Pe plan international au existat si exista numeroase preocupari legate de obtinerea si utilizarea combustibililor  alternativi din uleiuri vegetale. Preocupari de acest gen deja exista in multe tari europene. Astfel, in anul 2000 in 10 tari din Europa functionau instalatii producatoare de  biocombustibili diesel, obtinuti prin procesarea chimica a uleiurilor vegetale, cu o capacitate totala de 1.210.000 t/an, “Biodieselul" este un produs „domestic", un combustibil ,re-innoibil" periodic, care  poate fi utilizat in motoare diesel care nu necesita modificari asupra sistemului de alimentare. Este un produs sigur, biodegradabil reducand serios -produsii poluanti ca: cenusa, particulele solide, monoxidul de carbon, hidrocarburile si noxele. Performantele, cerintele legate de stocare precum si cele legate de intretinere sunt similare combustibililor 

 petrolieri. Biodieselul nu contine aromatice si nici sulfuri, are o cifra cetanica destul de ridicata si are calitati de ungere superioare combustibilului petrolier. in plus, de exemplu in S.U.A., utilizatorii pot beneficia de credite acordate de EPAct (Energy Policy Act), deci  printr-o politica la nivel guvernamental. Eficienta economica

Este cunoscut faptul ca uleiurile vegetale au preturi de cost ridicate. In aceste conditii,  pretul de fabricare a biodieselului este sensibil mai ridicat fata de combustibilul diesel obtinut din titei. Eficienta economica impune testarea unor uleiuri vegetale cu preturi de cost mai scazute (ulei de porumb si palmier), care sa permita obtinerea unor randamente ridicate de biodiesel. De asemenea, se va incerca cresterea profitului si prin valorificarea superioara a produsului secundar, glicerina, prin eterificarea acesteia cu izobutena in vederea obtinerii de aditivi pentru combustibilii diesel. Eficienta economica a productiei de biocombustibili este influentata major de nivelul  productiei agricole ce furnizeaza materia prima. Cercetarile efectuate la Universitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara din Cluj-Napoca au stabilit tehnologiile optime de cultura a plantelor energetice (rapita, soia, floarea-soarelui), la nivelul potentialului maxim oferit de conditiile pedoclimatice ale tarii noastre. Producerea si utilizarea biocombustibililor din uleiuri vegetale se realizeaza in cadrul unui sistem complex, in cadrul caruia, pe langa biodiesel se obtin si unele subproduse (turte - utilizabile in hrana animalelor - si glicerina - necesara in industria chimica) care au o insemnata pondere in stabilirea eficientei economice a utilizarii noului combustibil. Pentru a evalua posibilitatea de utilizare a uleiurilor vegetale si a derivatilor lor in calitate de substituenti ai motorinei, s-au luat in considerare urmatoarele caracteristici  principale: intervalul de distilare, viscozitatea, densitatea, cifra cetanica, puterea calorica, comportarea la rece, stabilitatea in cursul stocarii. Intervalul de distilare conditioneaza posibilitatea de vaporizare a combustibilului si arderea completa a acestuia in motor. Viscozitatea combustibilului influenteaza alimentarea motorului si pulverizarea acestuia in camera de ardere. Cifra cetanica exprima calitatile de autoaprindere ale combustibililor in camera de ardere. Puterea calorica permite sa se  prevada puterea maxima ce se poate dezvolta de catre un motor, pentru un anumit debit al  pompei de injectie. Analiza comparativa, pe elemente chimice arata avantajul utilizarii biocombustibilului  provenit din uleiul de rapita fata de combustibilul clasic. Biodieselul este putin mai sarac decat motorina din punct de vedere al continutului de carbon (-8,98 %) si al continutului de hidrogen (-0,79 %). Este de remarcat faptul ca, in structura biodieselului este prezent oxigenul (cca. 10%) - care favorizeaza procesul de ardere din motor. De asemenea, se remarca lipsa totala a sulfului - ceea ce conduce la reducerea poluarii chimice (nu contribuie la emisiile de SO2). Din compararea carcteristicilor fizico-chimice ale combustibilului provenit din ulei vegetal cu cele ale combustibilului clasic (motorina) se remarca inca o data calitatile acestui nou combustibil.

Caracteristicile fizico-chimice ale combustibililor proveniti din ulei vegetal si ale motorinei Caracteristicile fizico-chimice

Ulei de rapita Biodiesel

Motorina

Densitatea la 20 ºC [kg/dm3]

0,92

0,88

0,84

C [mm2/s]°Viscozitatea cinematica la 20

74

6,30

4…6

Punctul de inflamabilitate [ºC]

317

184

80

Cifra cetanica

40

51

50

Puterea calorica [MJ/kg]

37,6

37

41,8

Utilizarea monoesterilor (biodiesel) obtinuti prin transesterificarea uleiurilor vegetale cu alcooli inferiori (metanol, etanol, etc.) nu implica modificari constructive ale motorului. O alta directie importanta de cercetare a fost cea legata de impactul utilizarii  biocombustibililor asupra mediului. In acest sens la Catedra de Mecanizare a Universitatii de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara din Cluj-Napoca s-a determinat gradul de  biodegradabilitate a biocombustibililor si s-au demarat cercetarile privind circuitul carbonului. Rezultatele experimentale obtinute dovedesc pe deplin calitatile combustibililor   proveniti din uleiuri vegetale care, pe viitor promit sa fie un concurent serios al combustibilului Diesel clasic. Performantele biodieselului in motoarele diesel

Biodieselul si amestecurile cu biodiesel ar trebui sa fie folosite numai in motoarele cu aprindere prin compresie care satisfac specificatiile asa cum sunt definite de Societatea Americana de Testare si Materiale. S-a constatat ca biodieselul folosit in forma pura reduce usor viata motorului. Cu toate acestea, costurile utilizatorului pentru aceasta usoara reducere a vietii motorului poate fi compensata de costul pentru implementarea mijloacelor de reducere a emisiilor  motorului. Au fost cercetati aditivi care pot reduce uzura motorului in cazul utilizarii  biodieselului. Experientele au aratat ca B20 poate reduce viata motorului in aceeasi masura in care o face si motorina, dar, in schimb, asigura beneficiile unor emisii poluante scazute,  precum si ale reducerii cererii de petrol. De fapt, studiindu-se functionarea unor motoare cu Bl00 s-a constat ca acestea sunt mai curate in interior si functioneaza mai bine. Biodieselul are o lubricitatea superioara, ceea ce contribuie la prelungirea vietii motorului. Una dintre preocuparile importante legate de utilizarea biodieselului este incapacitatea potentiala a amestecurilor cu biodiesel de a functiona bine in zonele reci. Utilizand un amestec B20, Five Sesons Transportation Inc., nu a raportat nici o problema

 pe parcursul celor 2,25 x 106 km facuti de flota sa. Exista cativa aditivi comerciali care pot fi folositi pentru a reduce problemele asociate utilizarii pe timp rece. Producatorii de autovehicule au aprobat cu greu utilizarea biodieselului in motoarele lor garantate. Cea mai mare parte a acestor producatori au aprobat, pana in momentul de fata, utilizarea amestecului B5. Principala lor preocupare se refera la degradarea  biodieselului, prin oxidare, ceea duce la cresterea cantitatii de apa libera cu impact advers asupra performantei si longevitatii motorului. Majoritatea expertilor considera ca  biodieselul trebuie sa fie depozitat pe perioade mai mici de sase luni, ceea ce face ce face greu de realizat supraproductia si depozitarea produsului, asta in cazul in care nu se realizeaza o stabilitate imbunatatita. Unii producatori de autovehicule si tractoare au aprobat utilizarea dieselului „curat" in motoarele lor si prin urmare ofera garantii pentru  biodiesel. Printre aceste companii se numara Caterpillar si John Deere. Cu toate acestea, operatorii de echipament sunt incurajati sa contacteze furnizorul de servicii al  producatorului respectiv pentru a asigura performanta si specificatiile de garantie referitoare la utilizarea produselor ce contin biodiesel in propriile echipamente.

Avantajele biodieselului o

o o

o

o o

o

o

Reducerea emisiilor poluante (GHG) → combustibil ultra curat, nu contine nici sulf si nici aromatice Toxicitatea → Biodieselul nu este toxic. Biodegradabilitatea → Biodieselul este de 4 ori mai biodegradabil decat motorina clasica. Siguranta mai mare in ceea ce priveste stocarea, manevrarea si utilizarea →  punctul de inflamabilitate mai ridicat (130 ºC fata de 60 ºC pentru motorina) Reducerea dependentei energetice de piata mondiala a petrolului Usurinta in utilizare → Biodieselul poate fi utilizat fara a modifica infrastructura de alimentare a vehiculelor ce au in constructie motoare diesel, cu mici sau fara modificari ale motorului din acest punct de vedere. Performante demne de incredere ale motoarelor care utilizeaza biodieselul → Biodieselul are o cifra cetanica ridicata si calitati de ungere ridicate, ceea ce confera  performante, siguranta si economie de combustibil. Mai curat si „re-innoibil" → Biodieselul produce emisii de evacuare reduse, micsoreaza fumul negru, efectul de sera si emisiile de particule si de noxe si nu  produce SO2 (raspunzator de ploile acide).

Principalele dezavantaje ale biodieselului Viscozitate

mai mare → pompare mai dificila;  Valori mai ridicate pentru temperatura de tulburare si punctul de lichefiere → probleme la pornirea motorului la temperaturi mai scazute → consum mai ridicat;  Procent mai ridicat al emisiilor de oxizi de azot (NOx);  Puterea mai mica a motorului → 5% mai mica comparativ cu dieselul clasic;  Depunerile de la nivelul injectorului;  Grad de uzura mai ridicat al motorului;

 Costuri

de productie mai mari.

BIBLIOGRAFIE http://www.usamv.ro/fisiere/file/teze-doctorat/2125.pdf  http://www.bursaagricola.ro/Info-Soia-3-23702-1.html http://www.biodieselmagazin.ro/revista/analize/132/resurse-regenerabile-si-

 biocombustibili http://www.dr-biodiesel.ro/biodiesel.html http://www.biodiesel-king.ro/prese.htm www.anserv.ro/despre-biocombustibili/biodiesel-combustibil-ecologic http://www.despretot.info/2012/05/obtinere-biodiesel-fabricare-biodiesel/ http://www.revista-informare.ro/showart.php?id=18&rev=1