Bioöljyn ja biodieselin säilyvyyden parantaminen

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Bioöljyn ja biodieselin säilyvyyden parantaminen"

Otto Elstelä
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Katriina Sirviö Bioöljyn ja biodieselin säilyvyyden parantaminen Tulevaisuuden moottori- ja polttoaineteknologiat VTT, Espoo

2 Polttoainetutkimus Vaasan yliopistossa Moottorilaboratorio Biopolttoainelaboratorio Oma tutkimus, tilausanalyysit, tilaustutkimus

3 Esityksen eteneminen Teoriaa biopolttoaineiden säilyvyydestä/pilaantumisesta Tutkimus säilyvyydestä Yhteenveto tutkimustuloksista Jatkotutkimusaiheita

Bioöljyjen ja -dieseleiden pilaantumiseen vaikuttavat tekijät Sisäiset tekijät Koostumus: pitkät rasvahappoketjut, metallit, mikrobit, vesi, vitamiinit Rakenteen alttius hapettumiselle:

4 Bioöljyjen ja -dieseleiden pilaantumiseen vaikuttavat tekijät Sisäiset tekijät Koostumus: pitkät rasvahappoketjut, metallit, mikrobit, vesi, vitamiinit Rakenteen alttius hapettumiselle: tyydyttymättömyysaste, kaksoissidosten sijainti rasvahappoketjuissa Ulkoiset tekijät Pilaantuminen on jatkuva prosessi, vaikutusta on myös ulkoisilla tekijöillä, lämpötiloilla ja kemikaaleilla (esim. esteröintireaktio) Kuva:

Hapettuminen ja sen hidastaminen Hapettuminen on rasvan radikaalien reagoimista hapen kanssa Reaktiotuotteet (aldehydit, ketonit, hapot) heikentävät polttoaineiden energiateknisiä ominaisuuksia

5 Hapettuminen ja sen hidastaminen Hapettuminen on rasvan radikaalien reagoimista hapen kanssa Reaktiotuotteet (aldehydit, ketonit, hapot) heikentävät polttoaineiden energiateknisiä ominaisuuksia Hapettumista voidaan hidastaa hapettumisenestoaineella, antioksidantilla Antioksidantti reagoi rasvan radikaalien kanssa muodostaen radikaalia pysyvämmän yhdisteen Eri antioksidantit toimivat parhaiten eri rasvanlaaduilla Sopiva tulee valita raaka-aineen mukaan Biodieseleiden varastointiaika yleensä 6-12 kk

Tutkimus säilyvyydestä Tuottajille tarjolla vain yhtä kaupallista antioksidanttia Biodieseleiden ja niiden raakaaineena käytettyjen bioöljyjen säilyvyys Eläinperäinen öljy ja siitä esteröimällä

6 Tutkimus säilyvyydestä Tuottajille tarjolla vain yhtä kaupallista antioksidanttia Biodieseleiden ja niiden raakaaineena käytettyjen bioöljyjen säilyvyys Eläinperäinen öljy ja siitä esteröimällä valmistettu biodiesel Rypsiöljy ja siitä esteröimällä valmistettu biodiesel Kahden eri antioksidantin vaikutus em. polttoaineisiin BHA (butyloitu hydroksianisoli) Ionol BF 1000 (kaupallinen)

Tutkimus säilyvyydestä Mittausmenetelmä Biodiesel Rancimat EN 14112 näyte lämmitetään (110 C), haihtuvat yhdisteet

7 Tutkimus säilyvyydestä Mittausmenetelmä Biodiesel Rancimat EN näyte lämmitetään (110 C), haihtuvat yhdisteet johdetaan veteen, seurataan johtokyvyn muutosta Biodiesel standardin EN minimi raja-arvo mittaukselle on 6 h

8 Tuloksia biodieseleille Eläinperäinen diesel: Blank (ei antioksidanttia) 0.6 h 2000 ppm BHA 6.2 h 2000 ppm Ionol 4.8 h Rypsidiesel: Blank (ei antioksidanttia) 4.0 h 500 ppm BHA 6.6 h 500 ppm Ionol 8.1 h

9 Tuloksia biodieseleille

10 Tuloksia biodieseleille Rypsidieselin stabiilisuus huomattavasti parempi kuin eläinperäisen dieselin Rypsidieselillä 6 h min. raja-arvo saavutettiin molemmilla antioksidanteilla lisäämällä niitä 500 ppm Eläinperäisellä dieselillä 6 h min. raja-arvo saavutettiin lisäämällä BHA:ta 2000 ppm, Ionolia olisi tarvittu suurempi pitoisuus BHA näyttäisi stabiloivan paremmin eläinperäistä dieseliä ja Ionol BF 1000 rypsidieseliä

11 Tuloksia bioöljyille Eläinperäinen öljy: Blank (ei antioksidanttia) 2.1 h 250 ppm BHA 8.9 h 250 ppm Ionol 6.7 h Rypsiöljy: Blank (ei antioksidanttia) 4.9 h 250 ppm BHA 6.1 h 250 ppm Ionol 6.9 h

12 Tuloksia bioöljyille

13 Tuloksia bioöljyille Ero rypsiöljyn ja eläinperäisen öljyn välillä ei ole yhtä merkittävä kuin biodieseleiden keskinäinen ero Molemmilla öljyillä 6 h min. raja-arvo saavutettiin jo 250 ppm lisäyksellä, käytettiinpä sitten kumpaa antioksidanttia vain Eläinperäisen öljyn tarvitsema antioksidanttipitoisuus oli 1/8 siitä mitä eläinperäiseen dieseliin tuli lisätä Rypsiöljy tarvitsi puolet siitä mitä siitä valmistettu diesel

Yhteenveto tutkimustuloksista Kaikki tutkitut biopolttoaineet vaativat antioksidanttilisäyksen saavuttaakseen EN 14214 standardin min.

14 Yhteenveto tutkimustuloksista Kaikki tutkitut biopolttoaineet vaativat antioksidanttilisäyksen saavuttaakseen EN standardin min. raja-arvon 6 h BHA stabiloi eläinperäisiä paremmin kuin Ionol BF 1000 Ionol BF 1000 vaikutti paremmin kasviperäisiin Antioksidantti tulee valita raaka-aineen mukaan Öljyt stabiloituivat helpommin kuin biodieselit Rasvahappokoostumus ei ole ainoa tekijä joka vaikuttaa hapettumiseen Esteröinnin vaikutus (lämpötila ja kemikaalit)

15 Jatkotutkimusaiheita Antioksidantin lisäys öljyyn ennen esteröintiä? Säilyykö antioksidantti esteröinnin ajan? Hyöty tuottajille, jotka varastoivat öljyä pidempään ennen esteröintiä? Antioksidanttien vaikutukset muihin ominaisuuksiin, esimerkiksi happamuutta kuvaavaan happolukuun? Kuinka kauan antioksidanttien stabiloiva vaikutus kestää? Varastointiajat?

16 Kiitos!

Samankaltaiset tiedostot

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa Tuotantomenetelmät Kasviöljyjen vaihtoesteröinti Kasviöljyjen hydrogenointi Fischer-Tropsch-synteesi Kasviöljyt Rasvan kemiallinen rakenne Lähde: Malkki, Rypsiöljyn