ТРАНСЕСТЕРИФІКАЦІЯ РОСЛИННИХ ОЛІЙ ЯК БАЗОВА ТЕХНОЛОГІЯ ОТРИМАННЯ БІОДИЗЕЛЬНОГО ПАЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ - Scientific conference
Main page
UA PL EN

Congratulation from Internet Conference!

Hello

Рік заснування видання - 2011

ТРАНСЕСТЕРИФІКАЦІЯ РОСЛИННИХ ОЛІЙ ЯК БАЗОВА ТЕХНОЛОГІЯ ОТРИМАННЯ БІОДИЗЕЛЬНОГО ПАЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ

08.04.2026 12:40

[3. Technical sciences]

Author: Швець Ігор Анатолійович, старший викладач, Первомайський навчально-науковий інститут, м. Первомайськ



Сучасний етап розвитку енергетики характеризується зростаючим інтересом до альтернативних видів моторних палив, обумовленим обмеженістю викопних ресурсів та необхідністю зниження негативного впливу транспорту на навколишнє середовище [1, 2]. Рослинні олії розглядаються як перспективна сировина для отримання моторних палив, однак їхнє безпосереднє використання у дизельних двигунах (ДД) обмежується високою в’язкістю, що погіршує процеси розпилювання та згоряння [6 - 8]. Зазначені обмеження зумовлюють застосування технологій хімічної модифікації рослинних олій, серед яких провідне місце займає трансестерифікація [3].

Трансестерифікація рослинних олій є найбільш поширеним способом переробки у паливо для ДД та основою промислового виробництва біодизеля [4, 5]. Цей метод характеризується відносно невисокими енергетичними витратами, високим ступенем перетворення сировини та можливістю реалізації процесу як у великих, так і малих виробництвах [6]. Він забезпечує отримання продукту з фізико-хімічними властивостями, близькими до дизельного палива [3, 4].

Хімічна сутність процесу полягає у взаємодії тригліцеридів жирних кислот із низькомолекулярними спиртами (метанол, етанол) у присутності каталізатора з утворенням алкілових ефірів жирних кислот та гліцерину: Triglyceride + 3ROH → 3RCOOR′ + C₃H₅(OH)₃ [4]. Процес багатостадійний, через утворення дигліцеридів і моногліцеридів, тому використовується надлишок спирту (співвідношення 6:1) для зміщення рівноваги [5]. Температурний режим становить 50–65 °C, процес відбувається при атмосферному або незначно підвищеному тиску [4, 6].

Кінетично трансестерифікація описується як послідовна оборотна реакція, що включає стадії перетворення тригліцеридів у дигліцериди, моногліцериди та гліцерин. На початковій стадії швидкість обмежується масопереносом між фазами олія–спирт, далі - хімічною кінетикою. Підвищення концентрації каталізатора прискорює реакцію, але понад 1 % мас. спричиняє омилення та зниження виходу продукту [3, 5].

У промисловості застосовують лужні каталізатори (NaOH, KOH, 0,5–1 % маси олії), що забезпечує ступінь перетворення 95–98 % за 1–2 години [4, 6]. Ефективність реакції значною мірою залежить від якості сировини: присутність води та вільних жирних кислот спричиняє омилення (RCOOH + NaOH → RCOONa + H₂O), зменшує вихід ефірів та ускладнює розділення фаз [3]. Тому попередня підготовка сировини (дегумінізація, нейтралізація, сушіння, фільтрація) є обов’язковою [4].

Після завершення реакції утворюється двофазна система: верхня ефірна фаза (біодизель) та нижня гліцеринова. Очистка біодизеля включає видалення залишків спирту, каталізатора, мила та гліцерину шляхом промивання водою або сухої адсорбції [5, 6]. Практичний вихід метилових ефірів жирних кислот становить 90–98 % при воді <0,05 % мас. та кислотному числі <1 мг KOH/г [4, 5].

Отримані ефіри характеризуються покращеними фізико-хімічними властивостями: зниження кінематичної в’язкості у 3–5 разів, покращення процесів впорскування та розпилювання, більш повне згоряння та зниження викидів CO і незгорілих вуглеводнів [3, 6].




Незважаючи на переваги, біодизель має обмеження: підвищену гігроскопічність, нижчу окиснювальну стабільність та утворення відкладень під час тривалого зберігання, що потребує антиоксидантів або змішування з нафтовим дизелем. Утворення значних об’ємів гліцерину створює додаткові технологічні та економічні виклики [4, 5].

Разом із тим трансестерифікація залишається економічно доцільною технологією: енергетичні витрати невисокі, собівартість біодизеля складає 1,5–1,8 від вартості вихідної сировини [3, 6]. Сукупність технологічних, експлуатаційних та економічних переваг визначає провідну роль трансестерифікації у сучасних технологіях виробництва біопалива для дизельних двигунів [1, 4].

Література

1) Ma F., Hanna M.A. Biodiesel production: a review // Bioresource Technology. - 1999. - Vol. 70, №1. - P. 1–15.

2) Demirbas A. Biodiesel from vegetable oils via transesterification in supercritical methanol // Energy Conversion and Management. - 2005. - Vol. 46, №12. - P. 1848–1857.

3) Knothe G. Dependence of biodiesel fuel properties on the structure of fatty acid alkyl esters // Fuel Processing Technology. - 2005. - Vol. 86, №10. - P. 1059–1070.

4) Freedman B., Pryde E.H., Mounts T.L. Variables affecting the yield of fatty esters from transesterified vegetable oils // J. Am. Oil Chem. Soc. - 1984. - Vol. 61, №10. - P. 1638–1643.

5) Shonnard D.R., Kalnes T.N., Williams R.H. Biodiesel from vegetable oils: technology, economics, and environmental impacts // Environmental Progress. - 2003. - Vol. 22, №2. - P. 1–9.

6) Ошовський В.Я., Грабовенко О.І., Швець І.А., Взаємодія рослинних олій з робочими контактними поверхнями деталей паливної апаратури дизельних двигунів. Загальний міжвідомчий науково-технічний збірник: Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин, вип. 49, - м. Кіровоград: КНТУ, 2019р. - 256 с. 

7) S. Dotsenko, V. Nesterenko, A. Lysykh, O. Hrabovenko, I. Shvets., Mathematical Modelling of Emissions of Toxic Components of a Medium Speed Diesel Engine when Operating on Soybean Oil. Proceedings of 27th International Scientific Conference Transport Means, 2023: - Palanqa, Lithuania, 2023 – ІІpart, 985р., 

8) О.І.  Грабовенко, С.М. Доценко, В. В. Нестеренко, І.А. Швець., Використання рослинної олії в якості палив в середньо оборотному дизельному двигуні. Двигуни внутрішнього  згоряння. – 2021. № 2., ISSN 0419-8719, ст. 79-86 с.



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Another articles in this section

Сonferences

Conference 2026

Conference 2025

Conference 2024

Conference 2023

Conference 2022

Conference 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення