РОЗДІЛ 26. Біодизельне паливо

В Україні вирощується олійних культур (соняшник, ріпак, соя) в 2,5 рази більше, чим потрібно державі, щоб забезпечити мешканців олією, а аграріїв біодизелем. Попри стрімке зростання обсягів вирощеного ріпаку (основної сировини для виробництва біодизелю в Україні), левова його частина експортується в країни Європи.

Лише окремі господарства виробляють біодизель для власних потреб, використовуючи мінізаводи та дослідницькі установки, продуктивність яких не перевищує 10 тис. тонн біопалива за рік. Виробництво та використання рідкого біопалива в промисловому масштабі в Україні практично відсутнє. За даними Міністерства аграрної політики та продовольства України такі заводи успішно працюють у Львівській, Херсонській, Одеській, Рівненській, Вінницькій, Донецькій, Тернопільській і Полтавській областях. Загальна потужність цехів становить близько 600 тонн на добу [21, 23].

26.3. Сировина для виробництва біодизельного палива.

Сировиною для виробництва біодизеля в основному служать жирні, рідше ефірні олії різноманітних рослин та водоростей, тваринні жири, рибний жир, використана харчова рослинна олія. Основною сировиною в світі являються рослинні олії. Наприклад, в Європі - ріпак, в США - соя, в Канаді - канола (різновид ріпака), в Індонезії та Філіппінах - пальмова та кокосова олія, в Індії - ятрофа, в Африці - соя та ятрофа, в Бразилії – касторова олія.

По своїй структурі рослинні олії мало чим відрізняються одна від одної і розрізняються тільки вмістом вуглецю і рівнем насиченості жирних кислот.

Так як біопаливо в основному виробляється з рослинної сировини, постає проблема в обмеженні кількості посівних площ через зростаючі потреби харчової промисловості. Міжнародною організацією "The Global Petroleum Club" було досліджено середній вихід олії з одного гектара землі в рік в залежності від виду сировини (табл. 26.3.) [18, 20, 21, 35].

Таблиця 26.3.

Виробництво олії з різної сировини з одного гектара землі в рік

Дня виробництва біодизеля в Україні найбільш раціонально використовувати насіння ріпаку, соняшнику та сої.

Станом на 1 жовтня 2013 року згідно офіційних закупівельних цін на олійнях соя коштує 3600 грн/т, соняшник - 3000 грн/т, ріпак - 3450 грн/т [21,23]. Порівнявши дані табл. 1 та рівень закупівельних цін можна зробити висновок, що найбільш раціональним та вигідним для виробництва біодизелю в першу чергу є ріпак, потім соняшник, а далі соя.

Найсприятливіші агроекологічні умови для вирощування озимого та ярового ріпаку в Україні на Поліссі та у зоні Лісостепу. Поряд із традиційним регіоном, де вирощують ріпак, - Західна Україна - найперспективнішими вважаються Чернігівська, Сумська, Полтавська і Черкаська області [20,21,23].

При відповідній технології вирощування ріпаку з 1 га площі отриманий врожай дає 20 тон зелених кормів, 20 тон зелених добрив, 3-3,5 тони насіння, 13 центнер олії, 16 центнер макухи (вижимків), 100 кг меду, 500 кг паперу. Призначене для виробництва олії насіння ріпака різних сортів, повинне мати вологість 5-7%, засміченість не більше 1%, вміст ерукової кислоти - менше 2% та кислотне число - не більше 3. Порушення цих вимог погіршує ефективність вижимання та етерифікації, а також може стати причиною зниження якості олії. На це впливають ступінь стиглості насіння та умови його зберігання. Із 3 тонн насіння ріпаку вологістю 7-S% можна отримати 1 тонну біодизеля, 1,9 тонни жмиху (із вмістом олії 8-12%), та біля 0,2 тонни гліцерину.

Найперспективнішим джерелом рослинної олії є водорості. В м. Дніпропетровську, спеціалістами ВАТ "БіодизельДніпро" було розроблено технологію та устаткування для продукування мікроводоростей і одержання олії для виготовлення біопалива, але через відсутність досвіду та напрацювань при роботі з даною сировиною поки не є можливим застосування даної технології в промислових масштабах.

Останнім часом намітилася тенденція до поступового збільшення виробництва і використання рапсу в Україні. У найближчі декілька років саме рапс може стати серйозним конкурентом соняшнику, який залишається домінуючою олійною культурою в Україні, оскільки потенційна стабільна врожайність рапсу може досягати 20 ц/га на землях, а врожайність соняшнику зазвичай не перевищує 12 ц/га. Для відновлення сівби соняшнику на колишньому полі по агротехнічних нормах треба 8-10 років, а для рапсу цей термін не перевищує 4 років [39].

З 60-х років до теперішнього часу сталися значні зміни в структурі виробництва олійного насіння. З появою сортів, які не містять ерукової кислоти, виробництво насіння рапсу зросло більш ніж в 7 разів, і він займає третє місце по об'ємах у виробництві олійних культур.

Головними регіонами світу по виробництву насіння рапсу є: Азія, займаюча 46,8% світового виробництва, Європа – 30,3% і Північна Америка – 19,2%.

Напрям використання олійного насіння, в першу чергу, залежить від складу в них жирних кислот, співвідношення між насиченими, ненасиченими і поліненасиченими жирними кислотами. Насіння рапсу використовує для виробництва харчового і технічного олій.

Усі види рослинної олії, які використовуються для виробництва продуктів харчування людей, а також комбікормів для молодняка сільськогосподарських тварин, повинні пройти глибоке очищення на спеціальному устаткуванні. Це необхідно для видалення з олії низькомолекулярних жирних кислот, альдегідів, кетону і інших летких продуктів, які визначають запах і смак продукту, а також виділення з нього небажаних чужорідних з'єднань – поліциклічних ароматичних вуглеводів, отрутохімікатів, токсичних продуктів [31-39].

Повнота виведення окремих груп супутніх речовин з рослинних олій залежить від їх специфічних властивостей і міри стійкості. Для порушення стабільності комплексу супутні для тріацил-гліцерини речовини потрібні підготовчі операції, які забезпечують послаблення стійкості таких систем.

Зараз з потужними підприємствами продуктивністю від 100 до 300 тонии/добу успішно стали конкурувати малі і середні комплекси по рафінуванню і дезодорації рослинної олії. Вони мають усі достоїнства великих підприємств по переробці олії – висока якість отримуваного продукту, низькі експлуатаційні витрати, високий рівень автоматизації. А також мають деякі переваги у вигляді низьких капіталовкладень при будівництві або переплануванні будівлі зважаючи на малі габарити комплексу, можливість переробки олії різного складу і різних фізико-хімічних показників.