Внимательно посмотрим на ту роль, которую жидкостно-кольцевые вакуумные насосы и компрессоры играют в процессе производства биоэтанола и биодизельного топлива.
Производство биотоплива в России находится в зачаточном положении, однако многие другие страны производят его в большом объеме. На сегодняшний день можно отметить действующий завод во Владикавказе. Периодически возникают попытки открытия большой установки в Тулуне (Иркутская область), однако проект пока терпит неудачу. Сложности с открытием новых предприятий связаны с производством на территории России углеводородного топлива в большом объеме, отсутствии технического регулирования, высокими акцизами на спиртосодержащую продукцию. Однако, по нашему мнению, в будущем биотопливо надежно займет свое место в качестве энергоносителя.
Биотопливо является возобновляемым источником энергии. Энергозатраты в нашем обществе постепенно растут, но возможности производства топлива из ископаемых ограничены. Альтернативные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания с использованием возобновляемых ресурсов являются весьма перспективными альтернативными источниками энергии.
Процессы и технологии для производства топлива из возобновляемых ресурсов хорошо разработаны. Эти технологии, наряду с ростом цен на ископаемые виды топлива, делают производства биотоплива экономически привлекательным. С экологической точки зрения биотопливо имеют преимущество, при его горении не происходит выбросов CO2.
Термин «биотопливо» относится к конечным продуктам: биоэтанолу и биодизельному топливу. Эти конечные продукты производятся различным образом. Как правило, для производства биоэтанола используется процесс ферментации (используются сахаросодержащие культуры). Для производства биодизеля используют процесс переэтерификации (из маслосодержащих культур). Иногда применяются другие процессы, которые зависят от исходного сырья. Почти все биологические материалы могут быть использован в качестве сырья для биотоплива. Тем не менее, пригодность этих материалов зависит от содержания сахара или растительных жиров.
Конечно, использование той или иной растительной культуры зависит от конкретного региона. Например, Южная Америка использует сахарный тростник для производства этанола, Северная Америка кукурузу, Европа- рапс. В России возможные культуры – это свекла, подсолнечник, кукуруза (именно кукуруза применяется на упомянутом заводе во Владикавказе).
Теперь перейдем к производственному процессу. Водокольцевые вакуумные насосы и компрессоры используются на нескольких этапах производства биотоплива, таких как ферментация (брожение) и переэтерификация.
Отводимая жидкость может случайно попасть в вакуумную систему. Поэтому в данных процессах используют именно водокольцевые насосы. Они конструктивно не боятся попадания в них жидкости и легко ее отводят, продолжая работать весьма надежно.
Итак, вакуумные и компрессорные установки используют следующим образом:
1. В процессе переэтерификации при производстве биодизельного топлива
До процесса переэтерификации растительное масло извлекается путем отжима и затем очищается. Рафинированное масло затем смешивают с метанолом, получая при этом метиловый эфир.
Водокольцевые вакуумные насосы и компрессоры используются для разделения биодизеля и глицерина, удаления насыщенных влагой газов при помощи вакуума. Они также работают при наполнении и опорожнении емкостей, при восстановлении метанола и очистки глицерина. При очистке и сушке биодизельного топлива некоторые процессы фильтрации также используют вакуум, который обеспечивает водокольцевыми вакуумными насосами.
2. В процессе ферментации при производстве биоэтанола
При ферментации биологические материалы превращаются в другие вещества при использовании культур бактерий, грибковых культур или при добавлении ферментов. Биоэтанол затем экстрагируют путем перегонки. Ректификационные колонны работают при различных уровнях давления и вакуума для поддержания испарения и конденсации в равновесии.
Водокольцевые вакуумные насосы используются в основном во время перегонки и ректификации. Вакуум снижает потребление энергии процесса и обеспечивает экономичное производство конечного продукта. Во время процесса влагоотделения сепараторы и фильтры используются совместно с вакуумным оборудованием, например, с вакуумными ситами.
Водокольцевые насосы также работают во время цикла сушки. Компрессоры создают слой азота над ферментационным процессом и обеспечивают его бескислородность. Вакуумные насосы и компрессоры работают также в ходе наполнения и опорожнения емкостей.
По экономическим причинам структура технологического процесса ферментации зависит в основном от используемых сахаросодержащих культур, выбранный в качестве сырья. В ближайшем будущем появится возможность использования отходов сельскохозяйственных культур (например, стеблей кукурузы, соломы или опилок). В процессе гидролиза отходы зерновых культур преобразуются в сахаросодержащие вещества, которые станут новым дешевым источником сырья для процессов брожения и ферментации.
Справочно: Осуществлять подбор водокольцевого вакуумного насоса для процесса производства биотоплива следует с помощью специализированного каталога.
По мере развития альтернативных видов топлива будут более активно использоваться методы вакуумирования при их производстве. Поэтому роль водокольцевых вакуумных насосов и компрессоров для получения биотоплива будет только возрастать.
