CC BY
20
УДК 629.114.2
ФИЛЬТРАЦИЯ РАПСОВОГО МАСЛА ХОЛОДНОГО ОТЖИМА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ БИОТОПЛИВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Доржеев Александр Александрович
к.т.н., доцент кафедры агроинженерии ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Ачинский филиал Россия, г. Ачинск [email protected]
Аннотация: В статье приведены данные по получению прессового рапсового масла холодного отжима в нескольких сельскохозяйственных предприятиях Красноярского края. Предложена очистка рапсового масла с помощью фильтра ФМ-2 на функционирующей линии производства биотопливных композиций для дизелей сельскохозяйственных тракторов.
Ключевые слова: Рапсовое масло, прессовое масло холодного отжима, биотопливные композиции, очистка масла, фильтр, фильтрация, себестоимость смесевого топлива.
FILTRATION CANOLA OIL IS COLD PRESSED WHEN RECEIVING BIOFUEL
COMPOSITIONS
Dorjiev Alexander
Ph. D., associate Professor of Department Agroengineering Krasnoyarsk, Russia Krasnoyarsk state agrarian UNIVERSITY, Achinsk branch
Russia, Achinsk
Abstract: The article presents data on obtaining press rapeseed oil cold-pressed in several agricultural enterprises of Krasnoyarsk region. The proposed clearing of canola oil using filter FM-2 on functioning production line for bio-fuel compositions for diesel engines of agricultural tractors.
Keywords: Rapeseed oil, press oil, cold-pressed biofuel compositions, cleaning oil, filter, filtering, cost of mixed fuel
Возделывание семян рапса осуществляется для обеспечения населения энергетическими продуктами питания, получения в животноводстве комбинированных кормов и кормовых добавок в различных видах. Кроме того, продукты переработки рапса широко используются в лакокрасочной, текстильной и других отраслях промышленности. В последние десять лет рапс нашел широкое применение в производстве биотоплив, таких как биодизель и смесевое топливо [3,5].
В последнее время производители растительного масла все чаще используют технологии переработки семян без влаготепловой обработки и обрушивания семян, т.е. получают масло холодного отжима. В большинстве случаев такое масло идет на следующие цели: производство биодизеля, смесевого топлива, использование в качестве пищевого «ароматного» масла, производство биоразлагаемых масел (масло для цепных пил, гидравлическое масло), а также в производстве косметики [6].
В сельскохозяйственных предприятиях Красноярского края, возделывающих рапс
146
на семена функционируют упрощённые технологические линии на базе мини-цехов, базирующиеся на простом относительно недорогом оборудовании. Такое производство, как правило, не включает последующую очистку сырого прессового масла, а качественные показатели не соответствуют ГОСТ 31759-2012 «Масло рапсовое. Технические условия».
Большинство исследователей биотоплива на основе растительных масел основываются на доступности сырья, т.е. маслосемян при сопоставимой дизельному топливу (ДТ) себестоимости конечного продукта - биодизеля или смесевого топлива. Производство биодизеля требует масштабного производства и целесообразно при субсидировании государственными программами, например, как в странах ЕС [4]. Эффективность применения биотопливных смесей зависит от их себестоимости и практической реализации на мобильных энергосредствах.
Производимое прессовое масло холодного отжима всегда содержит влагу и механические примеси, что касается топлива для дизелей, в нем не должны присутствовать вода более, чем 200 мг/кг [1] и механические частицы, более 5 мкм. Согласно п. 3.2 стандарта [2] в рапсовом масле (РМ) допускается легкое помутнение: наличие сплошного фона мельчайших частиц воскоподобных и фосфорсодержащих веществ, незначительно снижающих прозрачность масла. Кроме того, в настоящем стандарте нормируется массовая доля влаги, которая не должна превышать 0,3 %.
Несоответствие приведенным показателям, а также высокие вязкость и плотность, препятствуют использованию РМ в качестве моторного топлива, как в чистом виде, так и в смесях с минеральным дизельным топливом до соотношения 70%РМ+30%ДТ. При увеличении количества РМ в смеси выше 70% происходит значительное ухудшение энергетических, топливно-экономических и других показателей дизеля [3].
Разработанные мероприятия по адаптации системы питания дизелей к использованию биотопливных композиций направлены на подогрев топлива в линии низкого давления, изменение характеристик топливного насоса высокого давления, модернизации камеры сгорания, конструктивное совершенствование форсунок и т.д. Различие в физико-химических показателях с ДТ требует предварительной очистки прессового РМ на стадии производства.
Для снижения химической агрессивности, вязкости, плотности, поверхностного натяжения и повышения теплотворной способности проработан ряд технических предложений по улучшению свойств биотопливных композиций на основе РМ. Прессовое масло предлагается очищать отдельными стадиями промышленной рафинации и использовать в смеси с дизельным топливом в соотношении 30%ДТ+70%РМ (или 25%ТС-1+30%РМ), с предварительным подогревом до 60-70°С перед сжиганием [5]. Данная технология переработки семян рапса для получения биотопливных композиций апробировалась в КСПК «Союз» Емельяновского района Красноярского края. Основной проблемой при использовании полученного топлива на дизелях сельскохозяйственных тракторов явилась трудность фильтрации.
При работе дизелей требовалось частая замена фильтрующих элементов. Так, на дизеле Д-240 трактора МТЗ-82, замену фильтрующих элементов фильтров тонкой очистки пришлось производить не через 960 часов работы (как заявлено производителем), а через 125, при этом также производился слив осадка из отстойников фильтров грубой очистки. Данное объясняется наличием в топливе механических примесей и воды, превышающим допустимые нормы, причем в несколько раз.
По состоянию закупочных для сельхозтоваропроизводителей Красноярского края цен на товарное минеральное дизельное топливо в 2015 году (40-41 руб./кг) и себестоимости полученных биотопливных композиций (28-28,7 руб./кг) указанного соотношения, разница в цене составляла примерно 30%. При таких условиях, для работы универсально-пропашных тракторов в летний и осенний периоды (при положительных
температурах окружающего воздуха) производители считали возможным более частую замену фильтроэлементов тонкой очистки топлива, а при необходимости - замену топливного насоса высокого давления при сезонном техническом обслуживании.
По статистической оценке основных производственных показателей в действующих предприятиях по переработке семян рапса в АПК Красноярского края установлено, что в начале 2016 года стоимость сырого рапсового масла резко выросла и, в настоящее время, приближена к закупочной цене на минеральное дизельное топливо (рисунок). Такой скачок цен вызван, прежде всего, спросом на прессовое растительное масло холодного отжима, кроме того, многие производители отмечают снижение урожайности семян рапса. Например, в Минусинском районе края производители сырого рапсового масла реализуют его по 40-45 руб./кг.
Для продолжения исследований вопроса получения биотоплива на основе рапсового масла в указанном предприятии целесообразно рассмотреть процесс очистки биотопливных композиций на стадии производства. Во избежание частой замены фильтроэлементов, предупреждения преждевременного износа деталей топливной системы и нагарообразования на деталях цилиндро-поршневой группы дизелей, необходимо очистить топливо от воды механических примесей. Существующую технологическую линию [5] предлагается усовершенствовать фильтрующим модулем.
Анализ фильтровальных установок, производительностью до 2 т/ч, позволил выделить наиболее подходящий вариант - фильтр ФМ-2 для очистки сырого рапсового масла Российского производства компании ОАО «Литмашприбор». Основные параметры фильтра представлены в таблице.
Таблица - Основные параметры фильтра ФМ-2 [6]
Параметр Значение параметра
Модель ФМ-2
Производительность, т\ч 2
Площадь фильтрации, м2 22
Расчетное давление, Мпа 0,6
Расход сжатого воздуха (при Р= 0, 07 МПа) для 4, 5
сушки осадка, м3/мин.
Рабочая температура, не более 95
Количество фильтровальных плит, шт. 13
Обслуживающий персонал, чел. 1
Цена с НДС, тыс./руб. 250
При себестоимости сырого рапсового масла 28 руб./кг по совершенствованной технологии [5] в виде дополнительной очистки с помощью фильтра ФМ-2, расчетная окупаемость денежных вложений составит 2 месяца. В текущем году руководством КСПК «Союз» достигается договоренность с дополнительными поставщиками семян рапса на переработку, что позволит реализовать новый ряд исследований, в том числе, и по очистке сырого прессового масла на фильтре ФМ-2 в конкретных природно-производственных условиях. В дальнейшем тематика изучения состояния вопроса по переработке маслосемян для получения биотопливных композиций будет расширена и направлена на исследования дополнительных процессов очистки прессовых масел холодного отжима, таких как контрольная и полировочная фильтрация.
Список литературы:
1. ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009). Дизельное топливо ЕВРО по М.: Стандартинформ, 2009. - 35 с.
2. ГОСТ 31759-2012 «Масло рапсовое. Технические условия». М.: Стандартинформ, 2016 - 23 с.
3. Доржеев, А.А. Технология приготовления и использования биотопливной композиции на сельскохозяйственных тракторах [Текст] / автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.А. Доржеев. - Красноярск, 2011. - 20 с.
4. Развитие рынка биотоплива в мире и в Российской Федерации: Аналитический обзор. - М.: Российское энергетическое агентство, 2012. - 56 с.
5. Селиванов, Н.И. Технология производства и эффективность использования смесевого топлива на основе рапсового масла [Текст] / Н.И. Селиванов, А.А. Доржеев. // Вестник КрасГАУ. - Красноярск, 2015. - С. 81-86.
6. http://www.amafilter.su/stati/filtraciya-rastitelnyh-masel-holodnogo-otzhima/ (дата обращения: 21.03.2016).
