Determination of optimal share of methyl esters from waste fats in biofuels with quality consistent with the standards EN 14214 and EN 590

• Autorzy: Gracz W. , Marcinkowski D. , Czechlowski M. , Golinowski W.

Warianty tytułu

PL

Określenie optymalnego udziału estrów metylowych z tłuszczów odpadowych w biopaliwach o jakości zgodnej z norma EN 14214 i EN 590

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

As a result of research it was found that substances such as higher fatty acid methyl esters or vegetable oils may be the substitute of diesel. Biofuels may be produced by using all fats, irrespective of their origin, both vegetable oils and animal fats. The objective of the study was to optimise the share of diesel in biofuels from animal fats and used-cooking oil to ensure that the viscosity of the mixture obtained in all the cases complies with the standards EN 14214 and EN 590. The materials used in the research were fatty acid methyl esters deriving from animal fats (AF), used cooking oil (UCO) and diesel (ON). The scope of research included the measurement of the density of fatty acid methyl esters with an aerometric method and the measurement of the dynamic viscosity of mixtures of diesel and fatty acid methyl esters in six aspect ratios: 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, and 30%. The research shows that diesel is only a dilution of biofuels and the optimal share of diesel in biofuels deriving from animal fats and used cooking oil equals to 68%, where the kinematic viscosity complies with the standard EN 14214, while the maximum share of biofuels in diesel, where the kinematic viscosity is consistent with the standard EN 590, equals to 72%.

PL

W wyniku realizowanych prac badawczych stwierdzono, że substytutem oleju napędowego mogą być takie substancje, jak estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych, a także oleje roślinne. Do produkcji biopaliw mogą być wykorzystywane wszystkie tłuszcze, niezaleznie od ich pochodzenia, zarówno oleje roślinne, jak i tłuszcze zwierzęce. Celem pracy była optymalizacja udziału oleju napędowego w biopaliwach z tłuszczów zwierzęcych i oleju posmażalniczego tak, aby lepkość otrzymanej mieszaniny we wszystkich przypadkach była zgodna z norma EN 14214 i EN 590. Materiałem użytym do badan były estry metylowe kwasów tłuszczowych z tłuszczów zwierzęcych (AF) i oleju posmażalniczego (UCO) oraz olej napędowy (ON). Zakres badań obejmował pomiar gęstości p estrów metylowych kwasów tłuszczowych metoda areometryczna oraz pomiar lepkości dynamicznej ƞ mieszanin oleju napędowego z estrami metylowymi kwasów tłuszczowych w sześciu proporcjach: 5, 10, 15, 20, 25, 30%. Na podstawie wykonanych badań stwierdzono, że olej napędowy jest wyłącznie rozcieńczalnikiem biopaliw, a optymalny udział oleju napędowego w biopaliwach z tłuszczów zwierzęcych i olejów posmażalniczych, dla których lepkość kinematyczna jest zgodna z norma EN 14214 wynosi 68%, natomiast maksymalny udział oleju napędowego w biopaliwach spełniających wymagania normy EN 590 odnośnie lepkości wynosi 72%.

Słowa kluczowe

EN

biofuels; fatty acid esters; dynamic viscosity; kinematic viscosity; waste fats

PL

biopaliwa; estry kwasów tłuszczowych; lepkość dynamiczna; lepkość kinematyczna; tłuszcze odpadowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 62, nr 2
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gracz W.

• Institute of Technology and Life Sciences, Poznan Branch, ul. Biskupinska 67, 60-463 Poznan, Poland

autor

Marcinkowski D.

• Institute of Technology and Life Sciences, Poznan Branch, ul. Biskupinska 67, 60-463 Poznan, Poland

autor

Czechlowski M.

• University of Life Sciences in Poznan, Institute of Biosystems Engineering, ul. Wojska Polskiego 28, 60-637 Poznan, Poland

autor

Golinowski W.

• Institute of Technology and Life Sciences, Poznan Branch, ul. Biskupinska 67, 60-463 Poznan, Poland

Bibliografia

• [1] Aarthy M., Saravanan P., Gowthaman M.K., Rose C., Kamini N.R.: Enzymatic transesterification for production of biodiesel using yeast lipases: An overview. Chemical Engineering Research and Design, 2014, Vol. 92, 8, 1591-1601.
• [2] Aryee A.N.A., Simpson B.K., Cue R.I., Phillip L.E.: Enzymatic transesterification of fats and oils from animal discards to fatty acid ethyl esters for potential fuel use. Biomass and Bioenergy, 2011, Vol. 35, Issue 10, 4149-4157.
• [3] Bankovic-Ilic I. B., Stojkovic I. J., Stamenkovic O. S., Veljkovic V. B., Hung Y.-T.: Waste animal fats as feedstocks for biodiesel production. April 2014, Vol. 32, 238-254.
• [4] Bart J.C.J., Palmeri N., Cavallaro S.: Biodiesel Science and Technology, 2010. ISBN: 978-1-84569-591-0.
• [5] Golimowski W.: Biopaliwa z oleju posmażalniczego wytwarzanego za pomocą technologii na zimno. Problemy Inżynierii Rolniczej, 2011, 1.
• [6] Han Y.-Z., Hong L., Wang X.-Q., Liu J.-Z., Jiao J., Luo M., Fu Y.-J.: Biodiesel production from Pistacia chinensis seed oil viatransesterification using recyclable magnetic cellulosebased catalyst. Industrial Crops and Products, 2016, Vol. 89, 30, 332-338.
• [7] Helwani Z. Othman M.R., Aziz N., Fernando W.J.N., Kim J.: Technologies for production of biodiesel focusing on green catalytic techniques: a review. Fuel Processing Technology 2009, Vol. 90, .1502-1514.
• [8] Ito T., Sakurai Y., Kakuta Y., Sugan M., Hirano K.: Biodiesel production from waste animal fats using pyrolysis method. Fuel Processing Technology, 2012, Vol. 94, 1, 47-52.
• [9] Janczak D., Kozłowski K., Zbytek Z., Cieslik M., Bugała A., Czekała W.: Energetic Efficiency of the Vegetable Waste Used as Substrate for Biogas Production. MATEC Web of Conferences 64, 06002, ICCMP 2016.
• [10] Knothe G., Van Gerpen J., Krahl J.: The Biodiesel Handbook, Urbana AOCS, 2005. ISBN 97818939977990.
• [11] Melo-Espinosa E.A., Piloto-Rodríguez R., Goyos-Pérez L., Sierens R., Verhelst S.: Emulsification of animal fats and vegetable oils for their use as a diesel engine fuel: An overview. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, 47, 623-633.
• [12] Mohan M R., Reddy Jala R C., Kaki S.S., Prasad R.B.N., Rao B.V.S.K.: Swietenia mahagoni seed oil: A new source for biodiesel production. Industrial Crops and Products, 2016, Vol.90, 28-31.
• [13] Myczko A., Golimowska R.: Porównanie właściwości estrów metylowych w zależności od powchodzenia surowca. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2011, Vol. 56(2).
• [14] Nisar J., Razaq R., Farooq M., Iqbal M., Khan R.A., Sayed M., Shah A., Rahman I.: Enhanced biodiesel production from Jatropha oil using calcined waste animal bones as catalyst. Renewable Energy, 2017, Vol. 101, 111-119.
• [15] Park J., Kim B., Lee J.W.: In-situ transesterification of wet spent coffee grounds for sustainable, biodiesel production. Bioresource Technology, 2016, Vol. 221, 55-60.
• [16] Saeidi S., Jouybanpour P., Mirvakilli A., Iranshahi D., Klemes J.J.: A comparative study between Modified Data Envelopment Analysis and Response Surface Methodology for optimisation of heterogeneous biodiesel production from waste cooking palm oil. Journal of Cleaner Production, 10 November 2016, Vol. 136, Part B, 23-30.
• [17] Szlachta Z.: Zasilanie silników wysokoprężnych paliwami rzepakowymi. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2002.
• [18] Tian H., Li C., Yang C., Shan H.: Alternative Processing Technology for Converting Vegetable Oils and Animal Fats to Clean Fuels and Light Olefins. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2008, 16(3) 394-400.
• [19] Verma P., Sharma M.P.: Review of process parameters for biodiesel production from different feedstocks. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, Vol. 62, 1063-1071.
• [20] Wojtkowiak R., Frackowiak P., Kaczynski P.: Nowa metoda otrzymywania z oleju lnianki siewnej (Camelina sativa L.) estrów metylowych do zasilania tłokowych silników spalinowych z zapłonem samoczynnym (ZS). Journal of Research and Application in Agriculture Engineering, 2009, Vol. 54(4).
• [21] Zbytek Z., Dach J., Pawłowski T., Smurzynska A., Czekała W., Janczak D.: Energy and economic potential of maize straw used for biofuels production, MATEC Web of Conferences 60, 04008, ICCBS 2016.
• [22] Zunta Raia R., Sabino da Silva L., Parmegiani Marcucci S. M., Arroyo P. A.: Biodiesel production from Jatropha curcas L. oil by simultaneous esterification and transesterification using sulphated zirconia. Catalysis Today, In Press, Corrected Proof, Available online 23 September 2016.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).