פוטנציאל של שמן בישול פסולת כמזון לייצור ביודיוזל

הביקוש לאנרגיה גלובלית ממשיך לעלות, תוך הצבת לחץ עצום על עתודות דלק מאובנים סופיות ולהגדיל את החששות הסביבתיים כגון פליטת גזי חממה וזיהום אוויר מקומי.בתגובה, הביוזל התפתחה כאלטרנטיבה מתחדשת מבטיחה, המציעה דלקים ביו-מבוגרים, שאינם רעילים שיכולים לשמש גם בבלוקים הקיימים של דלק נוזלי אנרגיה עם שינויים מינימליים.

« הבנת שמן בישול פסולת

שמן בישול פסולת, לעתים קרובות מכוסה כמו WCO, מתייחס לכל שמן צמחי או שומן בעל חיים המשמש לבישול או בישול במטבחים מסחריים, צמחי עיבוד מזון, או בתים.לאחר חימום חוזר, השמן עובר שינויים כימיים כגון חמצון, הידרוליזה, פולימיזציה, אשר משנה את המאפיינים הפיזיים והכימיקליים שלה, עם זאת, הרכיבים העיקריים נשארים טריגליצריים - חומצות שומן וניתן להמיר אותם לתוך biosterolicol.

מקורות משותפים של WCO

(FLT:0) RESRESRESGEurants ושרשראות מזון מהיר: ⁇ FLT 1:1 קפיצות שומן לייצר כמויות גדולות של שמן משומש, בדרך כלל סויה, קנולה, כף יד או שמן שמש.
(ב) ,0) בתים: 1 , 1 , כמויות קטנות יותר אך נפוצות; תוכניות איסוף גדלות בעיריות רבות.
(FLT:0) תעשיות עיבוד מזון: יצרני מזון 1FLT, יצרני מזון קפואים, ופטרייה מוסדית מייצרים אספקה עקבית.
(ב) ,0 בתי מלון ושירותי קייטרינג: FLT:1 פעולות בעלות ערך גבוה אשר לעתים קרובות הקימו חוזים פסולת.

מדוע דיסוציאל הוא בעיה

כאשר WCO שפך מטה ניקוז, הוא מבסס ומקשר עם חומרים אחרים כדי ליצור "שומן" כי מערכות תפירה לוגי, המוביל תיקונים יקרים וזרימות יתר. במזימות, השמן מנקה אננרב באופן מובנים, שחרור מתאן - גז חממה חזק.זה יכול גם לחדור למים, שבו סרט דק חוסם חמצן ומזיק לחיים מימיים עבור תרופות אלה.

למה שמן בישול ל- Biodiesel?

המעבר לכיוון WCO כמזון ביו-דיזל מונע על ידי הטבות מרובות המשתרעות על פני ממדים סביבתיים, כלכליים וחברתיים.

יתרונות סביבתיים

(FLT:0) אספקת פליטות גזי חממה:FLT:1 ניתוח מחזור חיים מראה כי ביודיוזל מ- WCO יכול לקצץ פליטות CO2 ב- 60–80% בהשוואה לדלק דיזל, בהתאם לשיטות איסוף ועיבוד.
(ב) הפחתה:0 (Walasteduction: 1) כל ליטר של WCO המיר לביודיוזל מונע את הליטר להיכנס לתפורים או למזומנים, הקלה על עלויות זיהום וטיפול.
(FLT:0) לקרקע יש השפעה: FLT:1, בניגוד לגידולי אנרגיה ייעודיים כגון שמן סויה או דקל, WCO אינו דורש קרקע חקלאית נוספת, הימנעות מעונש ווויכוחים של דלק מזון.

יתרונות כלכליים

(FLT:0)Low Feedstock Cost: FLT:1 WCO ניתן לעתים קרובות להשיג בשבריר של עלות של שמן צמחי בתולה, לפעמים גם בחינם או במחיר שלילי (דמי תגמול) זה משפר את הכלכלה הכוללת של ייצור ביודיוזל.
(ב) .0.Job Creation: FLT:1 Collection, pre Treatmentment, ומתקנים המרה מייצרים תעסוקה מקומית, במיוחד באזורים עירוניים עם רשתות מסעדות צפופות.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : 1FLT (בשיתוף מקור מקומי של WCO) מפחית את התלות בנפט גולמי מיובא ומייצב שרשראות אספקה של דלק.

ניהול פסולת Synergy

ממשלות ועירוניות נדרשים יותר ויותר לעמוד במטרות של דיסלקציה פסולת.הקמת תוכניות WCO-to-biodiesel מסייעת להשיג מטרות אלה תוך הפקת סחורה חשובה.ערים רבות מנשות כעת אוסף ראוי של שמן בישול משומש, יצירת זרם אמין של הזיכוכים ביודיוזלים.

תהליך ייצור ביודיוזל מ-WCO

המרת שמן בישול פסולת לתוך ביודיוזל כרוך כמה צעדים חיוניים, כל אחד קריטי כדי להבטיח איכות דלק וציות רגולטורי.

איסוף ואכילק Handling

WCO הוא בדרך כלל נאסף במיכלים ייעודיים ממסעדות, מעבדי מזון, נקודות ירידה למגורים.תדירות האיסוף משתנה עם נפח; גנרטורים גדולים עשויים להיות איסוף שבועי.כדי לשמור על איכות, שמן צריך להיות מאוחסן במכלים נקיים, חתומה הרחק חום ולחות. זיהום עם מים, מוצקות מזון, או פסולת מגבירה עלויות טיפול מראש ויכולה להפחית את ההמרות.

טיפול

Raw WCO מכיל זיהומים שיש להסיר לפני הזיסטרציה.צעדים נפוצים כוללים:

(ב) ⁇ :0) ,FLT:1 מעביר את השמן דרך מסכים או מסנן הודעות כדי להסיר חלקיקי מזון ו מוצקות אחרות.
(ב) ,0) ⁇ : 1 (הופנה לשמן עם חומצה או מים כדי להסיר את זרפופלידים ( ⁇ ) אשר יכול להפריע לתגובה.
(FLT:0)Deacidification:FLT:1 חומצות שומן חינם (FFAs) ב WCO - לעתים קרובות גבוה בשל בישול - החל עם זרז אלקליין כדי ליצור סבון, צמצום התשואה ביודיוזל וסבך הפרדה. FFA שמנים (above 2–3%) דורש תהליך של שני שלבים: שלב ראשון של סימטרי באמצעות חומצה (gic), לאחר מכן, על ידי חומצה Ffuric).
(ב) ,0) , דחיית מים, כמו מים הידרוליז'ים טריגליצרידים וצורכים זרז.

תגובה ל-Transsterification

התגובה הכימית הליבה הופכת טריגליצרידים לתאים חומציים שומן (FAME) -ביודיסאל - וגליצרול.הסטוייאומטריה הטיפוסית היא:

Triglyceride + 3 Methanol 3 Fatty Acid Methyl אסטררס + Glycerol

Methanol הוא האלכוהול הנפוץ ביותר בשל העלות הנמוכה שלו ותגובתיות גבוהה.הזרז הוא בדרך כלל נתרן hydroxide (NaOH) או אשלגן hydroxide (KOH) בריכוזים של 0.5–1% על ידי משקל של שמן.התגובה מתבצעת ב 60-65 מעלות צלזיוס למשך 1–2 שעות עם ריגוש נמרץ.

הפרדה וטיהור

לאחר התגובה, התערובת מפרידה לשני שלבים:

(ב) ⁇ :0) בוליזל (שכבת התוספת): ⁇ 1 מכיל ערפילית מתיל, מינוול, זרז, וכמה זיהומים.
(ב) (בשכבת ה-lower): ההרחבה 1 (Aדחוסה, מולקול) שניתן למכור לתעשיות הקוסמטיקה או התרופות או לטיהור נוסף לשימושים אחרים.

שלב הביו-מדיזל נשטף במים חמים או נתון לשטף יבש (באמצעות מודעות כמו מגנוסול) כדי להסיר סבון, זרז, ומנומול, יבשה לאחר מכן כדי לעמוד במפרט התוכן המסובך של מים כגון FLT:0AS D675103FLT:1 בארצות הברית או FLT:2EN 14214F3 LT3 באירופה.

בקרת איכות

כל אצווה חייבת להיבדק לפרמטרים כגון קוצר רוח, נקודת פלאש, מספר cetane, ערך חומצי ויציבות חמצון.פגישת סטנדרטים אלה מבטיחה כי הביוזל מבצע באופן אמין במנועי ושותפים לדרישות רגולטוריות.

יתרונות מרכזיים של שימוש בפסולת בישול שמן

מעבר ליתרונות הסביבתיים והכלכליים הכלליים, WCO מציע יתרונות ספציפיים בהשוואה ל- biodiesel Feedstocks קונבנציונלי.

(FLT:0) ללא תחרות עם אספקת מזון: FLT:1 כי WCO הוא פסולת לאחר-consumer, השימוש בו אינו מסיט קרקע חקלאית או סחורות הרחק משרשרת המזון.צד זה משקף את החששות המוסריים והקיימות הקשורים לייצור ביו-דיזל בקנה מידה גדול מנפטים אכילים.
(FLT:0) עלות הייצור של לואוור: 1FLT חשבונות Feedstock עבור 70-80% מעלויות ייצור ביו-דיזל. WCO ניתן לרכוש במחירים נמוכים משמעותית מאשר שמנים בתולה, לפעמים אפילו עם תשלום טיפ מ גנרטורים לשלם עבור שירות.זה הופך את WCO מבוסס ביו-דיזל תחרותי מבחינה כלכלית גם כאשר המחירים נמוכים יחסית.
(FLT:0) תשואות אנרגיה גבוהות יותר ליחידת הפסולת: ההרחבה 1 (FLT:1) Burning WCO עבור חום מחלימים רק אנרגיה תרמית; המרתו לביוטכנולוגיה משמרת את האנרגיה הכימית שלה כדלק נוזלי שיכול כוח, גנרטורים ומערכות חימום.זה מייצג שימוש יעיל יותר במשאב הפסולת.
(FLT:0) תאימות עם תשתיות קיימות:FLT:1 ביודיוזל מ- WCO יכול להיות מעורב עם דיזל נפט (B5, B20, B100) ומשמש ברוב המנועים המודרניים ללא שינוי, בתנאי שהוא עומד בסטנדרטים איכותיים.

אתגרים ושיקולים טכניים

למרות הבטחתו, WCO כמזון מציג כמה מכשולים טכניים שיש לטפל בהם כדי להבטיח ייצור ביודיוזל עקבי ויעיל.

תוספי מזון

איכות WCO משתנה במידה רבה בהתאם לסוג הנפט המקורי, הטמפרטורה לבישול, משך השימוש, ואת סוג המזון מבושל.לדוגמה, שמן המשמש לדג מזייף עשוי להיות רמות גבוהות של חומצות שומן חופשיות ולחות, בעוד שמן מ עיבוד שבב תפוחי אדמה יכול להכיל כמויות משמעותיות של עמילן.

תוכן שומני חינם

במהלך הבישול, triglycerides hydrolyze לשחרר חומצות שומן חינם. שמנים המשמשים עבור מצוק ממושך בטמפרטורות גבוהות יכול להיות רמות FFA מעל 10%. Alkaline זרז להגיב עם FFAs כדי ליצור סבון, אשר מעכב את התגובה transesterification, להגדיל את צריכת זרז, וסבך את הפרדת המוצר.עם זאת פתרון משותף הוא תהליך שני שלבים: חומצה-azed ester כדי להפחית את FFAs, ולאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, 000 ניתוח הון סיכון.

טיפול מורכב ועלויות

הסרת זיהומים כגון מים, מוצקות וחניכיים דורש ציוד כמו מסננים, צנטריפוגות, ויחידות יבשה. עבור יצרנים בקנה מידה קטן, השקעות אלה יכולים להיות אסרטיביים. אפילו עבור צמחים גדולים יותר, העלות של טיפול יכול לקחת בחשבון עבור 10-20% של הוצאות ייצור הכולל.

Catalyst Selection and Recovery

זרזי הומוגני (NaOH, KOH) זולים ויעילים לנפט נמוך FFA, אבל הם קשה לשחזר וליצור כמויות גדולות של פסולת במהלך כביסה. heterogeneous זרז (למשל, סידן oxide, zeolites, zeolites, תחמוצת מתכת) מציעים יתרונות בגמישות לייצר טיהור פשוט, אבל רבים סובלים מפעילות נמוכה יותר או בעיות נמרצות (psy), אך תגובה איטית), אך לא קלה, לחץ מים).

ניהול המוצר Glycerol by Product Product Management

עבור כל 100 ליטר של ביודיוזל המיוצר, בערך 10 ליטר של גליקול גולמי נוצרים.בעוד גליגליצרול מעודן יש שימושים מסחריים רבים, גליקול גס מ WCO הוא לעתים קרובות מזוהם עם methanol, סבון, וזיהומים אחרים, מה שהופך טיהור יקר.מציאת שימושים יקרים עבור גליקול גס - כגון ייצור ביוגז, מזון בעלי חיים או co-כפים צמחיים אחרים, לשפר צמחיים צמחיים - יכול לשפר את הנקה.

חידושים ודרכים מחקר

כדי להתגבר על האתגרים הללו ולהפוך את WCO-to-biodiesel ליותר יעיל ורחב, חוקרים ושחקנים בתעשייה רודפים מספר דרכים חדשניות.

Catalysts מתקדם

(ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) זרזי בסיס חומצה heterogeneous:cioFLT 1 Bfunctional זרזים המכילים גם אתרי חומצה ובסיסיים יכולים לזרז esterification ו transesterification בשלב אחד.חומרים כגון zirconia sulfated, סידן oxide עם אשלגן, וננו-חלקיקים מגנטיים הראו הבטחה לפשט את הייצור.
(ב) ⁇ :0) ⁇ :0 (Nanocatalysts: ⁇ ⁇ 1) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תהליך Intensification

טכניקות כגון אי-דיור קולי, חימום מיקרוגל, וכורים מנברניים לקצר את זמני התגובה, להפחית צריכת האנרגיה ולשפר את העברת ההמונים.לדוגמה, גירוד קולי יכול להפחית את זמן התגובה מ 1-2 שעות עד 15-30 דקות תוך השגת תשואה דומה.

שימוש ב-Co-solvent

הוספת קו-סולן כמו tetrahydrofuran (THF) או dimethyl ether יכול ליצור תערובת תגובה הומוגנית, מאיץ את השיעור ולהפחית את עודף methanol הנדרש. Co-solvents ניתן לשחזר ולהשתמש בו מחדש, למרות שנפיחות והשפעה סביבתית שלהם דורש טיפול זהיר.

בזבזנות מעבר לביוזל

כמה מתקנים משלבים עיבוד WCO עם זרמי פסולת אחרים.לדוגמה, שילוב WCO עם שאריות חקלאיות או שפכים ביוב במושגים "ביודורפי" יכול לייצר ביוזל, ביוגז, ו ביושר, למקסם את ההתאוששות משאבים וצמצום הפסולת. בדומה, גליקול גס ניתן להמיר מימן באמצעות רפורמה או מותס לייצר 1,3-proiol וערכים אחרים.

מדיניות ונוף רגולטורי

מדיניות ממשלתית ממלאת תפקיד קריטי בעיצוב יכולתה של ביו-דיזל מבוסס WCO. תקנות תמיכה יכולות להוריד את החסמים לכניסה ולגרות השקעות באיסוף ותשתיות המרה.

תקני דלק חדשים

בארצות הברית, התקן דלק מתחדשת (SRF) מחייב כמות מסוימת של דיזל מבוסס ביומסה להיות מעורבב לתוך אספקת דלק. קטגוריות דלק מתקדמות אשר מרוויחה מספר זיהוי רב יותר (RIN) אשראי כוללים ביוזל משמן פסולת, מתן תמריץ כלכלי לשימוש WCO.

איכות תקני

ביודיוזל חייב לעמוד במפרט טכני קפדני כדי להבטיח תאימות למנוע וביצועי פליטות. ASTM D6751 (US) ו EN 14214 (EU) הם הסטנדרטים המאומץים ביותר.פרמטרים אלה כגון תוכן ester (מינימום 96.5% עבור EN 14214), kinematic מולקולות (1.9–6.02/s), נקודת הבזק (מעל 9C), וחמצן עבור נורמות אלה דורשות טיפול אלקטרוני לעתים קרובות.

תקנות איסוף ופירוק

כדי לרפא פסולת בלתי חוקית ולעודד מחזור, תחומי שיפוט רבים מיושמות תקנות המחייבות מטבחים מסחריים להשתמש אספנים מורשה לשימוש בשמן בישול.חלק מציעים זיכויים מס או סובסידיות עבור מחזור WCO. לדוגמה, תקנות שמן בישול הפסולת בבריטניה (תחת חוק הגנת הסביבה) מחייב כי כל הפסולת ממתקנים קייטרינג ייאספ על ידי חברות תעופה מורשים ליצור עקבות קבועות של אספקת דלק WCO לעתים רחוקות).

פוטנציאל עתידי והתמוטטות

הפוטנציאל של שמן בישול פסולת כמו הזנה לייצור ביודיוזל הוא משמעותי וצמיחה. קיבולת ייצור ביודיוזל גלובלית הולכת וגוברת, וככל שמחירי הנפט מתחלפות ותקנות סביבתיות מתכווץ, המקרה הכלכלי של WCO ממשיך להשתפר.עם מחקר ופיתוח מתמשך - במיוחד בתחומי הטכנולוגיה הזרזת, תהליך העצמת, ואינטגרציה ביו-פריטיוריבית - יעילות ועלויות תחרותיות של WCO-to-to-b צפוי להתקדם עוד יותר.

יתר על כן, המודעות הציבורית הגוברת של פסולת מזון והכלכלה המעגלית היא תמיכה במדיניות שמגבירת דלקים מבוססי פסולת. ערים ותאגידים מציבים מטרות אפס נטו הכוללות מעבר לציי הרכב שלהם לדלקים פחמן נמוך; ביוזל מ- WCO מציע פתרון זמין באופן מיידי שאינו דורש טכנולוגיה חדשה או תשתיות טעינה.

לסיכום, שמן בישול פסולת מייצג הזדמנות win-win: זה הופך זרם פסולת בעייתי לתוך דלק נקי, מתחדש, צמצום נזק סביבתי תוך תרומה לעצמאות אנרגיה ופיתוח כלכלי מקומי. האתגרים של הזנות, טיפול מוקדם, אופטימיזציה זרז מטופלים בהדרגה באמצעות חדשנות ותמיכה מדיניותית. כמו אלה תואמים, ביוזל מבוסס WCO הוא למעשה זהב לשחק תפקיד חשוב יותר ויותר בתחום האנרגיה, כיום, כי צריך לזהות את הצעדים הדרושים כדי להשיג אנרגיה מתחדשת, כמו אלה, כמו אלה, כמו אלה, כי הם צריכים לקחת את היתרונות של תעשיות קבוע, כי הם אלה, כי הם אלה, כי הם אלה, כי הם אלה, כי הם אלה כדי לקחת את הערך של תעשיות עקביות, כי הוא עכשיו, כי הוא צריך להיות מסוגל לקחת את זה יהיה צורך, כי הוא עכשיו, כי הם אלה כדי לקחת את הערך של אנרגיה, כי הם עכשיו, כי הם אלה כדי לקחת את הערך של חברות.