ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Ключевые показатели состояния окружающей среды
г. Кемерово 12
1.2 Проблемы и перспективы окружающей среды г. Кемерово 15
1.3 Анализ отходов для получения биодизельного топлива.
Классификация 17
1.4 Анализ способов получения биодизеля 21
1.5 Преимущества производства биодизеля ферментным катализом 23
1.6 Патентный поиск 31
1.7 Заключение по списку литературы 34
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 36
2.1 Схема проведения эксперимента 36
2.2 Объекты и методы исследования 37
2.3 Результаты исследования и их анализ 41
2.3.1 Исследование жирового сырья по основным показателям необходимым, для оценки его, как сырья для получения дизельного топлива 42
2.3.2 Подбор оптимальных параметров для получения
биодизельного топлива 43
2.3.3 Исследование полученного состава 49
ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ 54
3.1 Описание технологического процесса переработки жирового
сырья животного происхождения в биодизельное топливо 54
3.2 Описание машинно-аппаратурной схемы переработки жирового
сырья животного происхождения 55
ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 60
4.1 Расчёт себестоимости продукта 60
4.2 Экономическое обоснование производства продукта 64
ГЛАВА 5 БЕЗОПАСТНОСТЬ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ... 66
5.1 Соответствие санитарным требованиям лаборатории 66
5.1.1 Гигиена труда и производственная санитария 67
5.2 Безопасность работы в производственном цехе 72
5.2.1 Безопасность работы в микробиологической лаборатории 72
5.2.2 Меры безопасности ведения технологического процесса 73
5.3 Безопасность работы с аппаратурой и оборудованием 75
5.4 Безопасность работы с реактивами 79
5.5 Безопасность работы с микроорганизмами 83
5.6 Безопасность работы со стеклянной посудой 84
5.7 Электробезопасность 85
5.8 Пожарная безопасность 87
5.9 Оказание первой медицинской помощи 88
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 91
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 92
С чем связана необходимость разрабатывать и применять альтернативные виды топлива? Что определяет актуальность исследований, направленных на диверсификацию источников энергии для производства топлива? Поиск альтернативных видов моторных топлив связан с рядом причин. Истощение запасов месторождений нефти, и как следствие удорожание её добычи, ужесточение норм выбросов вредных веществ с отработавшими газами для дизелей, усиливающийся «парниковый эффект», вследствие эмиссии диоксида углерода, необходимость переработки скапливающихся жировых отходов в пищевой промышленности.
Мясоперерабатывающие предприятия сбрасывают вместе со стоками большое количество трудноперерабатываемых многокомпонентных эмульсий. Очистка стоков влечет за собой образование побочных продуктов, которые требуют утилизации. Чаще всего прибегают к захоронению, что наносит серьезный ущерб экологии. Существуют теоретические и практические наработки, позволяющие выделить жировую фракцию из стоков и переработать в полезный продукт.
Одной из существенных проблем в пищевой отрасли являются рациональная переработка скапливающегося жирового сырья в связи со сменой идеологии питания и утилизация жировых отходов. Сточные воды многих мясоперерабатывающих предприятий содержат значительное количество жировых компонентов, находящихся в трудноперерабатываемом эмульгированном и неэмульгированном состоянии. Очистка указанных стоков приводит к образованию побочных продуктов, которые подвергают захоронению на специальных полигонах. Это наносит серьезный ущерб экологии окружающей среды. Рядом ученых Л.Л. Никифоровым, Б.Ф. Щербаком, J1.M. Файвишевским, Г.Н. Кузнецовой, А.Р. Hopwood, G.D. Rosen, J.W. Abson и др., разработаны теоретические и практические положения выделения жировой фракции из сточных вод мясоперерабатывающих предприятий и мясокомбинатов и переработки ее в полезный продукт [10, с.4].
Значительный вклад в ухудшение экологической обстановки вносят выхлопные газы автомобилей. Девяносто процентов загрязнений атмосферного воздуха приходится именно на них. Количество автомобилей в нашей стране постоянно растет и на сегодняшний момент составляет 56,6 млн. Растет и еже-годный ущерб, наносимый токсичными выхлопами, который образуются при сжигании традиционного моторного топлива. Поэтому возрастает важность разработки экологически безопасного биотоплива.
Предприятия агропромышленного комплекса потребляют более 5,5 млн. тонн дизельного топлива. Стоимость продуктов нефтепереработки с каждым годом растет, что в свою очередь влияет на себестоимость выпускаемой продукции. За последние 5 лет это повлекло за собой увеличение затрат на топливо в себестоимости сельскохозяйственной продукции в 3-4 раза. Отчего снижается доходность сельского хозяйства. Внедрение альтернативного топлива является экономически выгодным.
Цены на моторное топливо из года в год растут, негативно влияя на себе-стоимость выпускаемой продукции. Ориентация отечественной нефтяной отрасли на экспортные поставки, увеличение цен на моторное топливо в 5 раз за последние пять лет привели к росту затрат на топливо в себестоимости сельскохозяйственной продукции в 3-4 раза. В настоящее время доходность сельского хозяйства резко снижается в результате несовершенства системы его кредитования и низкой платежеспособность населения - основного потребителя продукции сельского хозяйства. В этих условиях сельскохозяйственные товаропроизводители не могут обеспечить себя в достаточном количестве основными и оборотными средствами, и в частности топливом [10, с.5].
Ежегодно предприятия АПК, в том числе мясокомбинаты потребляют около 5,5 млн. т дизельного топлива, получаемого из нефти, являющейся невозобновляемым источником энергии, поэтому использование альтернативного топлива на мясоперерабатывающих предприятиях является экономически перспективным. В связи с этим поиск альтернативных источников энергии очень важен.
Одним из самых перспективных возобновляемых альтернативных видов топлива является биодизельное топливо, которые получают из растительных масел, используемых для приготовления пищи. Производство этого вида топлива практически не оставляет отходов: фармакологический глицерин и сульфат калия, которые остаются, успешно используются в химической промышленности и в производстве удобрений. Микроорганизмы прекрасно разлагают биодизель, поэтому его утечка в почву или воду не наносит ущерба экологии. При сжигании биодизеля уменьшается количество копоти на 50 % и практически не выделяются токсичные отходы. Выбросы диоксида углерода также незначительны. Использование биодизельного топлива целесообразно с экономической и экологической точки зрения.
Таким образом, производство биодизеля - один из производственных процессов, при котором перерабатывается практически 100 % сырья. «В развитии именно таких, экологически чистых технологий наблюдается в настоящее время бум. И нам приятен тот факт, что Вена является первой европейской столицей, где построена такая производственная установка», - подчеркнул вице-бургомистр д-р Сепп Ридер на открытии установки в Лобау [10, с.6].
Для получения биодизеля используют любые виды растительных масел: подсолнечное, соевое, рапсовое, льняное, которые содержат триглицериды с низкой долей свободных жирных кислот. Но очищенные соевое и рапсовое масла обладают высокой себестоимостью, поэтому полученное из таких масел битопливо неконкурентноспособно. Ежегодно на мясоперерабатывающих предприятиях в нашей стране скапливает порядка 250 тыс. тонн животного жира и жировых отходов. Техническая возможность сегодня позволяет вместо захоронения перерабатывать их, получая топливо с высокими качественными показателями. Переработка жирового сырья животного происхождения снизит стоимость производимой продукции с одной стороны, а с другой - решит вопрос с утилизацией отходов. Биотопливо из животных жиров можно использовать как на самих мясоперерабатывающих предприятиях, так и поставлять другим производствам АПК.
В странах ЕС потребность в биогенном, экологически чистом топливе постоянно возрастает. По оценкам экспертов, увеличение потребления биодизеля в ЕС с 2008 г. ожидается до 25 % в год. Нормы Европейского союза в отношении автомобильного топлива предписывают подмешивание в автомобильное горючее с 1 октября 2005 года не менее 2,5 % биогенного топлива. В последующие годы эта доля должна быть увеличена: с 1 октября 2007 г. - 4,3 %, с 1 октября 2008 г. - 5,75 %.
Рудольф Дизель, изобретатель дизельного мотора (работавшего первоначально на арахисовом масле), был не только дальновиден, но и, безусловно, прав, когда в 1912 г. сказал: «Использование растительного масла в качестве топлива сегодня может показаться малозначимым, однако со временем оно будет так же важно, как нефть или угольные продукты».
Как прогнозируют специалисты, в ближайшие годы производство традиционных источников энергии и добыча нефти будет снижаться. Ведь нефтяные месторождения истощаются, а нефтедобыча на континентальном шлейфе обладает высокой стоимостью. Поэтому необходимо перестраивать энергетическую систему на полиэнергетику - систему, базирующуюся на нескольких видах топлива, ни один из которых не играет определяющей роли. Нужны глубокие технологические изменения в освоении новых видов топлива и рациональный подход к использованию энергии.
Подводя итог, можно с уверенностью сказать, значимым станет производство дешевых видов топлива, которым является биодизель из возобновляемых липидов. Актуально, что производство топлива может располагаться на сельскохозяйственных предприятиях, что существенно снизит его стоимость за счет отсутствия транспортных расходов. Преимущество биотоплива в том, что оно экологически безопасно и позволяет решить проблему утилизации отходов животного происхождения.
Цель данной работы: разработать технологию получения биодизельного топлива из жирового сырья ферментным катализом.
Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи исследования:
- исследование жирового сырья по основным показателям;
- изучить оптимальные параметры для получения биодизельного топлива;
- исследование состав полученного биодизельного топлива и выявление побочного продукта;
- разработать технологию получения биодизельного топлива;
- рассчитать ожидаемую экономическую эффективность технологию получения биодизельного топлива.
1. Составлен литературный обзор, в соответствии с отечественными и зарубежными литературными источниками, в результате, было обнаружено что в жировом сырье содержатся различные глицериды жирных кислот и жирные кислоты.
2. Исследовано жировое сырье по основным показателям, необходимым для оценки его как сырья для получения биодизельного топлива, установлено, что он соответствует требованиям ГОСТ 25
3. Были подобраны оптимальные параметры для реакции переэтификации
4. Исследован состав полученных веществ, в том числе биодизельного топлива.
5. Была разработана технология получения биодизельного топлива.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
