Perspektivy využití biopaliv z živočišných tuků

Jaroslav Kolář

Diplomová práce

Perspectives and use of biofuels of animal fats

Anotace:

Jelikož světové zásoby neobnovitelných zdrojů energie se neustále zmenšují a spotřeba paliv se zvyšuje, lidstvo je nuceno hledat alternativní zdroje paliv. Právě jednou z možných cest, jak částečně uspokojit poptávku po energii, je výroba biopaliv. V této práci jsou popsány dnes nejběžnější typy biopaliv, jejich výroba a dopady na životní prostředí. Zvláště je pak kladen důraz na biopaliva druhé generace, která jsou vyráběná z odpadní biomasy. Tato surovina zatím stojí na okraji energetického zájmu. V současné době se převážná část biopaliv vyrábí v tzv. první generaci. Biopaliva vzniklá v této generaci se vyrábějí ze záměrně pěstované biomasy.Odpadní živočišné tuky jsou energeticky bohaté a produkují se v kafilerních provozovnách. Experimentální část práce se zabývá problematikou získávání živočišných tuků, jejich chemickým složením a přeměnou na biopalivo. Bylo vyrobeno biopalivo transesterifikací živočišného tuku. Získanému methylesteru živočišného tuku byly měřeny kvalitativní parametry. Dále se práce zaměřuje na porovnání fyzikálních a chemických vlastností různých poměrů směsí methylesteru živočišného tuku s motorovou naftou.Bylo zjištěno, že methylester živočišného tuku vykazuje velice špatné nízkoteplotní vlastnosti. Jelikož je bod tuhnutí paliva (CFPP) 8 °C, není toto palivo vhodné pro celoroční použití ve vznětových spalovacích motorech. Druhým nedostatkem je nízká oxidační stabilita. V ostatních parametrech palivo vykazovalo normální, či nadprůměrné hodnoty, které mu umožňují použití ve vznětových motorech. U směsí methylesteru živočišného tuku s motorovou naftou bylo zjištěno, že nejlepší parametry palivo vykazovalo při smísení 20 % methylesteru živočišného tuku a 80 % motorové nafty. V tomto poměru se zlepšily především nízkoteplotní vlastnosti a oxidační stabilita. Palivo je pak použitelné do -22 °C a hodnota oxidační stability se zvýšila ze 44 minut na 20 hodin.Z výsledků experimentální části práce vyplývá, že výroba biopaliva z odpadních živočišných tuků je efektivní způsob, jak použít tento druh biomasy. Toto palivo vykazuje při výše zmíněné koncentraci s motorovou naftou výborné výsledky. Vzhledem k tomu a ke skutečnosti, že palivo je produkováno z odpadních zdrojů, se dá predikovat, že množství takto vyprodukované bionafty se bude zvyšovat.

Abstract:

Since the world reserves of non-renewable energy sources are constantly shrinking while fuel consumption is increasing, mankind is forced to seek alternative fuel resources. One of the possible ways to partially satisfy demand for energy is the production of biofuels. This work describes contemporary most common types of biofuels, their production and environmental impacts. Particular emphasis is placed on biofuels of second generation, which are produced from waste biomass. This raw material is still on the edge of energy interest. Currently, the vast majority of biofuels are produced in the so-called first generation. Biofuels produced in this generation are produced from deliberately grown biomass. Waste animal fats are rich in energy and are produced in rendering plants. The experimental part of the work deals with the issue of animal fats, their chemical composition and conversion into biofuel. Biofuel was produced by transesterification of animal fat. Samples of obtained animal fat methyl ester were qualitatively evaluated and the physical and chemical ratios of mixtures of animal fat methyl ester with diesel were tested.The animal fat methyl ester has been found to exhibit very poor low temperature properties. As the fuel pour point (CFPP=Cold Filter Plugging Point) is 8 °C, this fuel is not suitable for all-year use in compression ignition engines. The second drawback is the low oxidation stability. In other parameters, the fuel showed normal or above average values that allow it to be used in diesel engines. Mixtures of animal fat methyl ester with diesel fuel have been found to have the best fuel performance when mixed with 20% methyl ester and 80% diesel. Especially low-temperature properties and oxidation stability improved in this ratio. The fuel is then usable to -22 °C and the oxidation stability value increased from 44 minutes to 20 hours.The results of experimental part of the work show that the production of biofuel from waste animal fat is an effective way to use this kind of biomass. This fuel has excellent results at the above-mentioned diesel fuel concentration. Given the fact that fuel is produced from waste sources, it can be predicted that the amount of biodiesel thus produced will increase.

Klíčová slova

biopalivo, bionafta, nafta, hydrogenovaný olej, spalovací motor

Keywords

biofuel, biodiesel, diesel, hydrogenised oil, petrol engine

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Vladimír Hönig, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Zootechnika / Živočišná produkce