Produkcja biopaliw sposobem na wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych na przykładzie Agrorafinerii.pdf

(379 KB) Pobierz

Produkcja biopaliw

Wiadomości Zootechniczne, R. XLVIII (2010), 2–3: 41–45

Produkcja biopaliw sposobem na wykorzystanie

energii ze

źródeł

odnawialnych na przykładzie

Agrorafinerii w Kostkowicach należącej

do ZD IZ PIB Grodziec

Śląski

(2008-2010)

Karol Węglarzy

1,2,3

Marzena Białek-Brodocz

, Julia Stekla

Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy w Krakowie,

Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej,

Zakład Doświadczalny Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego

w Grodźcu

Śląskim

ajbliższa perspektywa XXI wieku to szuka-

nie

źródeł

energii odnawialnej. Dotychcza-

sowe klasyczne

źródła

energii, takie jak: węgiel

kamienny, brunatny, ropa naftowa czy też gaz

ziemny są praktycznie na wyczerpaniu, biorąc

pod uwagę ich obecną, intensywną eksploatację.

Dostępna dla człowieka energia, pochodząca ze

źródeł

odnawialnych, jest praktycznie niewy-

czerpalna.

Używany powszechnie zwrot biopaliwo

stosuje się w stosunku do takich bio-

komponentów, jak: bioetanol (odwodniony al-

kohol etylowy, dodawany do benzyn) i estry

metylowe lub etylowe (otrzymywane w procesie

przetwarzania rzepaku, dodawane do oleju na-

pędowego). Można też spotkać się z innymi

określeniami, takimi jak paliwa alternatywne,

odnawialne, zastępcze, biopaliwa, ekopaliwa.

Często też estry nazywa się biodieslem.

Działając na tłuszcze alkoholem metylo-

wym w obecności katalizatorów otrzymujemy

glicerynę i estry metylowe kwasów tłuszczo-

wych określane jako FAME (ang. Fatty Acid

Methyl Esters). Jeżeli zastosujemy alkohol ety-

lowy, to otrzymamy estry etylowe, określane

jako FAEE. Jest to o tyle istotne,

że

dyrektywa

europejska nie przewiduje stosowania jako pa-

liwa FAEE a jedynie FAME, czyli estry mety-

lowe. Zdarzało się,

że

w polskim ustawodaw-

stwie nie rozróżniano pojęcia estrów metylo-

wych i etylowych, traktując je jako jedną sub-

stancję.

Tabela 1. Porównanie parametrów biodiesla oraz standardowego oleju napędowego

Table 1. Comparison of parameters of biodiesel and standard diesel oil

Parametr

Parameter

Ciężar właściwy w 20 C −

Specific gravity at 20

(kg/m

)

Lepkość kinetyczna w 20

C −

Kinetic viscosity at 20

(mm

/s)

Liczba cetanowa −

Cetane number

Wartość kaloryczna −

Calorific value

(kJ/kg)

Zawartość siarki −

Sulphur content

(%)

Punkt zapłonu −

Ignition point

Biodegradowalność −

Biodegradability

Biodiesel

818

4–6

38,2

0,018

173

TAK/YES

Olej napędowy

Diesel oil

835

2–4,5

42,7

0,28

NIE/NO

Prace przeglądowe

K. Węglarzy i in.

Wytwarzanie biodiesla w agrorafineriach

Biopaliwo można produkować we wła-

snym gospodarstwie. Z własnych roślin ole-

istych, z odrobiną wiedzy i dysponując odpo-

wiednimi urządzeniami możliwe jest wytwarza-

nie biopaliwa do zasilania silnika wysokopręż-

nego (Diesla). Proces jego otrzymywania oparty

jest na bezpiecznej, niskotemperaturowej i ni-

skociśnieniowej technologii.

Paliwa rzepakowe (biodiesel) wytwarza

się w zakładach o charakterze usługowo-prze-

twórczym, tzw. „agrorafineriach”, które wypo-

sażone są w odpowiednie urządzenia składające

się na linię technologiczną. Pierwszym etapem

produkcji biodiesla jest pneumatyczne tłoczenie

oleju do wanny, metodą „na zimno”, z ziaren

rzepaku w prasie

ślimakowej.

Proces ten po-

przedzony jest oczyszczaniem ziaren z wykorzy-

staniem sit zanieczyszczeń i magnesu. Uzyskany

w tym procesie makuch rzepakowy transporte-

rem

ślimakowym

podawany jest do pomieszcze-

nia sąsiedniego, gdzie jest workowany i ważony.

Z wanny olejowej spod prasy

ślimako-

wej olej jest podawany do zbiornika z miesza-

dłem. Z tego zbiornika oleju niefiltrowanego

podawany jest do wirówki, a po odwirowaniu

pompowany do zbiorników magazynowych. Ten

proces technologiczny przebiega w pomieszcze-

niu tłoczni. Olej filtrowany magazynowany

w zbiornikach jest tłoczony do estryfikatora. Do

estryfikatora dodaje się metanol oraz wodorotle-

nek potasu jako katalizator. Proces estryfikacji

i sedymentacji trwa minimum 16 godzin. Otrzy-

muje się gliceryny poestryfikacyjne oraz estry

metylowe wyższych kwasów tłuszczowych. Es-

ter pompowany jest do zbiornika. Proces ten

przebiega w pomieszczeniu estryfikacji z wy-

dzieloną strefą nadzoru podatkowego. Zgodnie

z obowiązującymi przepisami, w czynnościach

mających miejsce w czasie załadunku i wyła-

dunku estryfikatora biorą udział celnicy z Urzę-

du Nadzoru Podatkowego.

Substratem w procesie produkcji biodie-

sla jest olej rzepakowy tłoczony z nasion rzepa-

ku. W procesie tym otrzymuje się także produk-

ty uboczne w postaci makuchu rzepakowego

oraz gliceryny poestryfikacyjnej. W związku

z wykorzystaniem podwójnie ulepszonych od-

mian rzepaku, tzw. „00”, o obniżonej zawartości

substancji antyodżywczych, takich jak glukozy-

nolany czy kwas erukowy, wymienione produk-

ty uboczne znajdują zastosowanie w

żywieniu

zwierząt gospodarskich.

Przykładem doskonale funkcjonującej

wytwórni biodiesla jest agrorafineria w Kostko-

wicach, należąca do Zakładu Doświadczalnego

Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu

Badawczego w Grodźcu

Śląskim.

Rocznie wy-

twarza się w niej około 78 000 l biodiesla, który

jest wykorzystywany na własne potrzeby do

napędzania ciągników i maszyn rolniczych. Za-

kład jest jednostką badawczo-naukową, a zatem

linia technologiczna do produkcji biodiesla była

prototypowa, a technologia doskonalona, na co

pozwoliła analiza otrzymywanych produktów.

Schemat ideowy linii technologicznej przedsta-

wiony jest na rysunku 1.

…………………..

Tabela 2. Informacje dotyczące produkcji biodiesla w agrorafinerii w Kostkowicach (2008–2010)

Table 2. Information on biodiesel production at the Kostkowice biodiesel refinery (2008–2010)

Parametr

Parameter

Zużyte nasiona rzepaku −

Rapeseeds used

(kg)

Wyprodukowany olej surowy −

Crude oil produced

(l)

Wyprodukowany biodiesel −

Biodiesel produced

(l)

Wyprodukowany makuch −

Rapeseed cake produced

(kg)

Wyprodukowana gliceryna −

Glycerine produced

(kg)

Ilość −

Output

2008

2009

2010

208 230

66 496

65 183

113 887

13 994

207 100

58 699

56 591

113 273

18 204

207 955

66 545

63 880

113 674

15 353

Zgodnie z przeprowadzonymi kalkulacjami koszt

wyprodukowania 1 litra biodiesla wynosi 2,80 zł,

co przynosi Zakładowi zdecydowane korzyści

ekonomiczne, gdyż eksploatacja ciągników i ma-

szyn rolniczych, w których ten biodiesel się stosu-

je, jest zdecydowanie bardziej opłacalna.

…….

Prace przeglądowe

Produkcja biopaliw

Rys. 1. Schemat procesu wytwarzania biodiesla w agrorafinerii w Kostkowicach (według konstrukcji własnej)

Fig. 1. Schematic diagram of biodiesel production at the Kostkowice biodiesel refinery

(based on own construction)

Budynek Agrorafinerii w Kostkowicach

The building of the Kostkowice biodiesel refinery

(fot. E. Krysta)

Prace przeglądowe

K. Węglarzy i in.

Linia technologiczna agrorafinerii w Kostkowicach

The technological line of the Kostkowice biodiesel refinery

(fot. E. Krysta)

Podsumowanie

Racjonalne wykorzystanie energii ze

źródeł

odnawialnych, tj. energii rzek, wiatru,

promieniowania słonecznego, geotermalnej lub

biomasy, jest jednym z istotnych komponentów

zrównoważonego rozwoju przynoszącym wy-

mierne efekty ekologiczno-energetyczne. Wzrost

udziału odnawialnych

źródeł

energii w bilansie

paliwowo-energetycznym

świata

przyczynia się

do poprawy efektywności wykorzystania i oszczę-

dzania zasobów surowców energetycznych, po-

prawy stanu

środowiska

poprzez redukcję zanie-

czyszczeń do atmosfery i wód oraz redukcję ilości

wytwarzanych odpadów. W związku z tym wspie-

ranie rozwoju tych

źródeł

staje się coraz poważ-

niejszym wyzwaniem dla niemalże wszystkich

państw

świata.

Literatura

Bedyk I., Oleksiak S. (2002). Biopaliwa w Unii Eu-

ropejskiej – promocja i uwarunkowania. Paliwa, Ole-

je i Smary w Eksploatacji, nr 101.

Cieśliński M., Kucińska K., Ostrowska D.: Rzepak –

surowiec odnawialny do produkcji biopaliwa; http://

biodiesel.pl/pl/mainindex.html

Czarnecki J. (2001). Auto na rzepak. Wprost, 14: s.

958.

Dyrektywa 2003/30/WE Parlamentu Europejskiego

i Rady z dnia 8 maja 2003 roku w sprawie promowa-

nia użycia w transporcie biopaliw lub innych paliw

odnawialnych.

Górski W. (2004). FAME – jako paliwo do silników

z zapłonem samoczynnym, Nowa Encyklopedia Pa-

liw, Polska Izba Paliw Płynnych.

http://www.kzpr.com.pl

Prace przeglądowe

Produkcja biopaliw

Komunikat Krajowego Zrzeszenia Producentów Rze-

paku. Paliwa (2002). Paliwa, Oleje i Smary w Eks-

ploatacji, nr 104, 12.

Podkówka W. (2002). Rzepak jako surowiec do pro-

dukcji biodiesla i pasz. Mat. konf. Nauk.: Nowocze-

sne technologie w rolnictwie. Biodiesel. Łodź, ss. 6–

20.

Polska Norma PN-EN 14214. Paliwa do pojazdów

samochodowych. Estry metylowe kwasów tłuszczo-

wych (FAME) do silników o zapłonie samoczynnym

(Diesla). Wymagania i metody badań.

Rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 18 listo-

pada 2004 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie

zwolnień od podatku akcyzowego (Dz. U. Nr 258 z

22.11.2004 r., poz. 2492).

Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 9

grudnia 2004 roku w sprawie szczegółowego zakresu

obowiązku zakupu energii elektrycznej wytwarzanej

w skojarzeniu z wytwarzaniem ciepła (Dz. U. Nr 267

z 9.12.2004 r., poz. 2656).

Węglarzy K. (2007). Biomasa nośnikiem energii al-

ternatywnej. Kalendarz Rolników na 2008 rok. Wy-

dawnictwo Duszpasterskie Rolników Włocławek, s.

146.

Węglarzy K., Skrzyżala I. (2009). Ekologiczne

i ekonomiczne aspekty produkcji biopaliw na przy-

kładzie Agrorafinerii Zakładu Doświadczalnego In-

stytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Ba-

dawczego w Grodźcu

Śląskim.

J. Res. Appl. Agricult.

Engin., 54 (4): 156–163.

Węglarzy K., Stekla J. (2007). Dlaczego klimatyczne

być albo nie być (referat). Mat. konf. nauk.-techn.:

Biopaliwa dźwignią postępu w rolnictwie; 27.11.2007,

ss. 3–10.

Węglarzy K., Stekla J. (2009). Czy możemy pomóc

klimatowi? Przyrodnik Ustroński, 8: 87–94.

BIOFUEL PRODUCTION AS A WAY TO USE ENERGY FROM RENEWABLE SOURCES USING

THE EXAMPLE OF KOSTKOWICE BIODIESEL REFINERY BELONGING TO THE GRODZIEC

ŚLĄSKI

EXPERIENTAL STATION OF THE NATIONAL RESEARCH INSTITUTE

OF ANIMAL PRODUCTION (2008–2010)

Summary

The efficient use of energy from renewable sources, i.e. river, wind, solar, geothermal or biomass ener-

gy is one of the important components of sustainable development that brings tangible ecological and energetic

benefits. One of the possible ways of using this energy is through biofuel production.

Farmers can produce biofuels on their own farms. Using their own oilseed plants, knowledge and equ-

ipment, they can produce biofuel for diesel engines. The production process is based on a safe, low-temperature

and low-pressure technology.

This process produces byproducts in the form of rapeseed cake and post-esterification glycerine, which

are used to feed farm animals.

One example of a successful biodiesel factory is the biodiesel refinery in Kostkowice, which belongs to

the Experimental Station of the National Research Institute of Animal Production in Grodziec

Śląski.

Its annual

production is about 78 000 l of biodiesel, which is used for the station’s own needs to power tractors and farm

machinery. The cost of producing 1 l of biodiesel is 2.80 zloty, which brings definite economic benefits to the

Station because it is by far more profitable to operate tractors and farm machinery running on biodiesel.

Produkcja biopaliw sposobem na wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych na przykładzie Agrorafinerii.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: