Biocombustibilul

CUPRINS

INTRODUCERE

Combustibilii alternativi sunt substanțele chimice (biodisel, bioetanol, biometanol) care se obțin prin utilizarea unor diverse procedee fizico-chimice și biologice in scopul transformarii biomasei vegetale, reprezentată de plante lemnoase și erbacee sau deseuri forestiere si agricole precum si a unor reziduri industriale si municipale, în produse care pot degaja prin combustie o mare cantitate de energie, fară a genera efecte poluante majore [1, 2].

Biodieselul este un combustibil lichid care poate înlocui în mod normal combustibilul diesel. Este făcut din plante oleaginoase (rapiță, floarea soarelui, soia etc.). El poate rula motoare de vehicule mari cum ar fi autobuze, camioane sau vapoare. În câteva țări din UE, biodiselul este deja utilizat pentru nave private [3].

Biodieselul este un bio-combustibil lichid de sinteză [3,4,5] și are caracteristicile identice cu ale motorinei [6]. Din acest motiv carburanții biodiesel sunt o alternativă ecologică la motorină, fiind mult mai puțin poluanți [2,4,5]. La arderea, biodieselului se emană mai puține hidrocarburi aromatice și o cantitate mai redusă de monoxid de carbon decât în cazul arderii dieselului convențional, iar substanța este numită "neutra la carbon", deoarece dioxidul de carbon rezultat în urma combustiei este absorbit ușor de plante [2].

Principalele avantaje sunt acelea că poate fi produs din mai multe surse regenerabile, este non-toxic si biodegradabil [4,5,7].

Biodieselul se obține prin procedee industriale de esterificare și trans-esterificare din lipide naturale: cum ar fi uleiurile vegetale sau grasimi animale, proaspete sau uzate [2,5]. Reacțiile chimice au loc între lipide (de origine vegatală sau animală) cu un alcool în urma cărora se obțin esteri ai acizilor grași conform schemei de mai jos [7].         

Biodieselul se poate folosi prin înlocuirea în întregime sau parțial a petro-dieselului [5]. Deasemenea poate fi utilizat în majoritatea motoarelor de tip diesel fără a fi necesare modificari ample ale acestora [7].

Carburantul poate fi folosit în forma sa pură sau în amestec, la autovehicolele existente și poate fi folosit actualul sistem de distribuție al carburanților convenționali [6]. El poate fi amestecat cu motorina care rezultă din rafinarea petrolului în diverse cantități. Se pot folosi prescurtări potrivit procentajului de biodiesel din amestec: B100 în cazul în care se folosește 100% biodiesel, sau notații ca B5, B15 sau B30 unde numărul arată procentajul de volum biodiesel din amestec [5].

Fig. 1. Schema de obținere a uleiului, biodiselului, bioetanolului și biometanolului [7].

Biodieselul are și un dezavantaj și anume acela de a descompune cauciucul natural, de aceea este necesară înlocuirea cauciucului prin elastomeri sintetici în cazul în care se folosesc amestecuri cu un conținut înalt de biodiesel [5].

Obiectivele primordiale între specialiști și diferiți agenți sociali, guvernamentali și internaționali sunt: impactul ambiental și urmarile sociale din previzibila producție și comercializare ampla, mai ales în țările care sunt în curs de dezvoltare sau din lumea a treia [5]; precum și o distribuție optimă a materiilor prime agricole între alimentație și energie [8].

Statele Unite este cel mai mare consumator de bioetanol din lume, pe când Uniunea Europeană este lider în privința producției de biodisel [8].

Obiectivul general al lucrării de disertație îl reprezintă alegerea tehnologie adecvate, alegerea tipului de semințe de in care să conducă la obținerea unui randament cât mai mare în ulei folosit apoi la obținerea biodiselului precum și selectarea furnizorului de semințe.

Obiectivele derivate din obiectivul general al studiului se referă la:

Prezentarea istoricului obținerii biodiselului;

Stabilirea tendințelor evoluției biocombustibililor în Europa;

Prezentarea diverselor procedee industriale de obținere a biodiselului cunoscute în țară și străinătate;

Alegerea și descrierea schemei tehnologice adoptate;

Caracterizarea materiilor prime și a produsului finit;

Valorificarea subproduselor;

Proprietățile biodiselului;

Avantajele și dezavantajele folosirii biodiselului;

Efectele indirecte ale schimbarii destinatiei terenului (ILUC);

Biodiselul și implicațiile sale ecologice;

Biodiselul pe piața de combustibil;

Tema specială

Partea experimentală s-a realizat în laboratoarele: Institutului de Cercetare-Dezvoltare-Inovare în Științe Tehnice și Naturale ale Universității "Aurel Vlaicu" din Arad.

Lucrarea totalizează 33 pagini, 7 tabele, 17 figuri și conține 21 repere bibliografice.

Capitolul 1.

STUDIU DE SOLUȚII TEHNICE EXISTENTE

1.1. ISTORIC

            Încă din anul 1853 se cunoaște procedeul de transesterificare a uleiurilor vegetale. Cercetatorii E. Duffy si J. Patrick au condus un astfel de experiment, cu mulți ani înaintea apariției primului motor diesel [7].

            În perioada 1920 – 1930 și mai tarziu în timpul celui de-al Doilea Razboi Mondial a fost studiată în mai multe tări posibilitatea folosirii uleiurilor vegetale pe post de combustibil pentru motorul cu combustie internă. Încercările de a înlocui motorina cu uleiul vegetal au fost în mare măsură abandonate din cauza unor dificultăți tehnice cum ar fi vâscozitatea ridicată a acestuia [7].

            În cadrul Universității din Bruxelles, pe data de 31 august 1937, G. Chavanne obține patentul pentru “Procedura de transformare a uleiurilor vegetale pentru folosirea lor drept combustibili”, acesta descriind metoda de transesterificare a uleiurilor vegetale folosind etanol în scopul separării acizilor grași de glicerol înlocuind glicerolul cu alcooli liniari cu catenă scurtă. Este prima menționare de obținere a ceea ce numim în ziua de azi ca biodiesel [7].

            Cercetatorul Expedito Parente, în anul 1977, inventează și prezintă patentul pentru primul proces de obținere la scară industrială a biodieselului. Pe parcursul anilor 90, uzine de obținere a biodieselului au fost deschise în multe țări din Uniunea Europeană cum ar fi: Cehia, Germania si Suedia. Franța lansează producția locală de biodiesel din uleiul de rapiță, ce intră într-un amestec de 5% cu motorina în combustibilul pentru mașini și într-un procent mai mare în combustibilul destinat transportului public. Renault, Peugeot și alți producători de mașini au certificat moatoare de camioane ce pot folosi amestecuri de până la 50%. În anul 1990 Institutul pentru Biocombustibili din Austria identifică 21 de țări cu proiecte de obținere a biodieselului în vederea comercializării acestuia [7].

            În multe benzinarii din Europa este distribuit în prezent biodieselul pur (100%) [7].

1.2. TENDINȚELE EVOLUȚIEI BIOCOMBUSTIBILULUI ÎN EUROPA

Inițial, Uniunea Europeana a stabilit o țintă de utilizare pentru biocarburanți de 2%, din totalul carburanților fosili, până în 2005 și de 5,75% până la sfârșitul anului 2010.

Fig. 2. Ținta biocombustibililor pentru UE

În transporturi ținta de utilizare a surselor regenerabile este de 9,5-10%, până în 2020 [9,10], acesta va fi produs în proporție de 90% din culturi agricole [11].

Volumul de biodiesel utilizat este în continuă creștere, Uniunea Europeană aflându-se la jumătatea drumului în ceea ce privește atingerea țintei pentru anul 2020. Acest prag a fost atins deja de către Slovacia, urmată îndeaproape de Austria și Franța [9]. Dacă în 2020 se va trece la utilizarea pe scară largă a biocombustibililor, anual vor fi emise în plus între 27 și 56 de milioane de tone de gaze cu efect de seră [10,11]. În cel mai rau caz, acest lucru ar echivala cu un plus de 26 de milioane de mașini pe străzile Europei [11]. Marea Britanie, Spania, Germania, Italia și Franța ar fi țările cu cele mai mari cantități suplimentare de gaze cu efect de seră provenite din biocombustibili, generând plusuri de 13,3; 9,5; 8,6; 5,3 și, respectiv, 3,9 milioane de tone de dioxid de carbon pe an [11].

Fig. 3. Țările cu cantitati suplimentare de gaze cu efect de seră

provenite din biocombustibili

Utilizarea unor cantități în creștere de biocombustibili înseamnă și alte consecințe, adesea ignorate [10]. Impactul indirect al ultilizării pământului este una dintre ele; astfel, zone întregi încă virgine vor fi transformate în terenuri arabile pentru a se putea cultiva pe ele plante destinate consumului [10].

Uniunea Europeana a început implementarea unor politici care încurajează utilizarea surselor durabile, după ce s-a demonstrat că biocarburanții produși și importați din unele țări în curs de dezvoltare pot avea un efect negativ asupra terenului agricol, a resurselor de apă deoarece s-au deturnat utilizarea unor terenuri agricole – de la producerea hranei, la producerea de biocarburanți [9].

De pe acele teritorii, care vor primi o nouă destinație și anume cea agricolă, vor fi distruse, bineinteles, și pădurile menite să înmagazineze dioxidul de carbon. De exemplu, pentru a cultiva plantele din care va fi produs combustibilul bio- numai in Regatul Marii Britanii va fi nevoie de o suprafață egală cu cea a Irlandei – cca 69.000 de kilometri pătrați[10].

Specialiști pe energie ai CE susțin că scăderea culturilor de cereale poate fi evitată în câțiva ani prin îmbunătățirea recoltelor și cultivarea pământurilor abandonate [11].

Biocombustibilii de primă generație sunt produși din culturi tradiționale precum:

porumb,

trestie-de-zahăr;

sfeclă-de-zahăr;

ulei de palmier;

semințe: rapiță sau soia [10].

Biocombustibilii avansați (cei de a doua generație) se obțin prin procesarea deșeurilor, reziduurilor sau a celulozei [10].

Cantitatea de combustibili bio- care vor fi ultilizați până în anul 2020 în Europa, vor fi ca echivalentul a 26.000.000 de tone de petrol care s-ar consuma, aferent acestei perioade de timp [10].

Producătorii de biocombustibili, susțin că oficialii UE nu ar trebui să schimbe strategia de promovare a acestora [11].

Una dintre principalele surse de emisii de bioxid de sulf în aer este arderea biocombustibililor în centralele termice individuale și care contribuie în mod substanțial la deteriorarea calității aerului urban, conform raportului Agenției Europene de Mediu [9].

1.3. PROCEDEE INDUSTRIALE DE OBȚINERE A BIODISELULUI CUNOSCUTE ÎN ȚARĂ ȘI STRĂINĂTATE

În zilele noastre există procese industriale diferite cu ajutorul cărora se poate realiza biodiesel.

Tehnologii de obținere a biodieselului

O primă clasificare a proceselor industriale pentru obținerea biodieselului este următoarea:

1. Procesul bază-bază, în care se utilizează un catalizator: hidroxid. Acesta ar putea fi: hidroxidul de sodiu  cunoscut și ca sodă caustică sau hidroxidul de potasiu.

2. Procesul acid-bază, este etapa în care se face într-o primă fază o esterificare acidă urmată de procesul normal bază-bază. Se utilizează în general acizi cu un înalt grad de aciditate.

3. Procese supercritice, în acestă etapă nu este necesară prezența unui catalizator, reacția se desfășoară la temperaturi înalte când uleiul și alcolul reacționează fără a fi necesar ca un agent extern ca hidroxidul să reacționeze.

4. Procese enzimatice, până acum se încearcă unele enzime care se pot folosi ca și acceleratori ai reacției ulei-alcool. Astăzi procesul nu este folosit datorită costului ridicat, ceea ce nu lasă să se producă biodiesel în cantități largi. Prețul crescut al combustibilor convenționali îi crește concurența pe piață [5].

            O altă  clasificare a tehnologiilor de realizare a biodieselului comercial poate fi:

A.    Trans-esterificarea în cataliza omogenă alcalină a uleiurilor rafinate

B.     Trans-esterificarea catalizată bazic a grasimilor vegetale cu un conținut mic de acizi grași liberi și a grasimilor animale

C.    Trans-esterificarea în cataliză acidă

D.    Trans-esterificarea în cataliză eterogenă bazică și acidă

E.     Trans-esterificarea enzimatică

F.     Trans-esterificarea folosind microunde

G.    Trans-esterificarea folosind ultrasunete

             Tehnologiile se pot realiza în sistem batch în cazul obținerii biodieselului la nivel continuu în cazul obținerii acestuia la nivel industrial. Tehnologia de obținere în sistem batch permite controlul calitativ al produsului de reacție atunci când sunt folosite materiilor prime de o calitate medie precum ulei prajit reciclat sau grăsimile animale[7].

            Pentru ca biodieselul să corespundă din punct de vedere calitativ, trebuie să îi lipsească din compoziție alcoolii, catalizatorul, săpunurile, glicerina, trigliceridele care nu au reacționat sau au reacționat parțial și acizii grași liberi[7].

            În prezent există numeroase produse pe baza de metil esteri utilizate în procesele chimice la nivel industrial sau pentru fabricarea lubrifianților industriali. Însă cerințele de procesare a acestor produse nu sunt suficiente pentru obținerea unui biodiesel corespunzator din punct de vedere calitativ.  Cea mai comună problemă o reprezintă prezența trigliceridelor care nu au reacționat sau au reacționat numai parțial și a glicerinei, care cresc vâscozitatea, temperatura punctului de tulburare și cea a punctului de curgere, acești factori ducând la posibile avarii ale motorului[7].

A. Trans-esterificarea în cataliză omogenă alcalină a uleiurilor rafinate.

            Trans-esterificarea în cataliză bazică a  uleiurilor vegetale rafinate are o eficacitate mare de până la 99,9% și conduce la obținerea unui biodiesel  de o calitate ridicată după ce se îndepărtează: excesul de metanol, a catalizatorului bazic și glicerinei.

            Reacția chimică are nevoie de trei molecule de metanol (sau de un alt alcool) pentru fiecare moleculă de trigliceridă, care corespunde cu aproximativ 10% greutatea de metanol pentru fiecare masă de ulei procesat. Principalul material secundar de reacție este glicerina.

Fig. 4. Trans-esterificarea în cataliză omogenă alcalină a uleiurilor rafinate [7].

Mici cantități de acizi grași liberi (1,5%) sunt transformate în săpunuri, care sunt de obicei îndepartate împreună cu glicerina sau în timpul procesului de rafinare a uleiului crud.

Catalizatorii bazici cei mai utilizați sunt hidroxidul de sodiu sau metoxidul de sodiu. Acizii sunt folosiți atât în stoparea emulsifierii glicerinei în vederea unei procesări parțiale ulterioare, cât și în neutralizarea catalizatorului bazic [7].

  Fig. 5. Schema bloc a procesului de trans-esterificare

în cataliză omogenă alcalină a uleiurilor rafinate [7].

Obținerea de biodiesel utilizând cataliza alcalină

Există diverse tehnologii alcaline de obținere a bio-dieselului. Pot fi utilizați diferiți catalizatori, chiar și cei nonbazici. Metanolul poate fi substituit cu etanol anhidric, alcooli izopropilici sau butirici,  dar acest lucru conduce la un timp de reacție mai mare, iar capacitatea de producție pentru obținerea biodieselului poate să scadă, fiind necesară luarea de măsuri mai ridicate de control al calității dar și procese adiționale. Procesul de trans-esterificare bazică este realizat în atmosferă standard și la temperaturi de 60oC. De altfel se găsesc variații ale acestei tehnologii unde sunt folosite temperaturi și presiuni mai înalte. Uneori distilarea este folosită în controlul calității[7].

B. Trans-esterificarea catalizată bazic a grasimilor vegetale cu un conținut scăzut de acizi grași liberi si a grăsimilor animale .

            Trans-esterificarea catalizată bazic care folosește ca materie primă acizii grași liberi reprezentând o variație a trans-esterificării catalizată omogen alcalin. Astfel, o mică parte din catalizator este adăugată la materia primă pentru a face reacție cu acizii grași liberi și formează săpunuri. Apoi săpunurile sunt îndepartate, iar procesul de trans-esterificare începe.

În cazul producătorilor locali, utilizarea acestei tehnologii prezintă dezavantajul pierderii unei părți de ulei pur egală cu cea de săpun, fără posibilitatea valorificarii acestuia. Însă la nivel industrial, săpunurile se pot reintroduee în reacție pentru a obține produse utilizabile în agricultură. Aceasta variație a procesului de trans-esterificare poate fi folosită în condițiile disponibilității pe piața locală agricolă a acizilor grași și a costului acestor produse (care ar trebui să depășească biodieselul) [7].

C. Trans-esterificarea în cataliză acidă cu utilizarea clorurii de colină *xZn Cl2  în vederea obținerii biodieselului.

            Clorura de colină *xZnCl2 este utilizată ca și catalizator acid de tip Lewis pentru trans-esterificarea uleiului. Obținerea biodieselului utilizând clorura de colină *xZnCl2 este eficientă, prezentând numeroase avantaje precum modalitatea de preparare ușoară, prețul mic sau capacitatea de producție a biodieselului la fel cu cel produs în cazul folosirii altui tip de catalizator. Tăria acidului Lewis, a lichidului ionic, crește în același timp cu cantitatea de ZnCl2.

            Pentru că aciditatea catalizatorului este scăzută, capacitatea de producție este mai ridicată decât la alte lichide ionice. Reacția are loc la un raport molar metanol-ulei vegetal 16:1 la o temperatură de  70oC, trans-esterificare fiind promovată de speciile acide Lewis: Zn3Cl7-, Zn2Cl5- si ZnCl3- din catalizatori. Capacitatea de obținere a biodieselului este puțin mai ridicată cu creșterea lui x de la 1 la 3.

             Timpul de reacție optim este de 72 de ore, iar clorura de colină 2ZnCl2 este un catalizator tipic în abordarea acestei reacții de trans-esterificare, conversia maximă de 54,52% fiind atinsă la 10 % clorură de colină 2ZnCl2. Datorită reversibilității reacției de trans-esterificare folosită la obținerea biodieselului, obținerea unei producții mai ridicate poate fi grăbită prin introducerea unui plus de metanol pentru a schimba echilibrul. La un raport mai mic de 16, raportul de metanol:ulei are un efect concludent asupra activității catalitice. La adăugarea unei mărimi mari de metanol, concentrația de catalizator este diluată la o mărime fixă de clorură de colină 2ZnCl2 si ulei vegetal, iar depășirea raportului 16 de metanol nu are niciun efect asupra performanței catalizatorului.

            Mai mult, un raport molar mai ridicat de metanol:ulei duce la o problemă de separare în timpul reciclării. Astfel, raportul molar optim de metanol:ulei vegetal este de 16:1. Influența temperaturii asupra reacției de esterificare devine mai mică odată cu creșterea acesteia. Totuși, dacă temperatura de reacție ajunge la punctul de fierbere a metanolului de 80 – 90oC, metanolul se va evapora foarte repede și va forma un numar ridicat de bule care inhibă reacția la interfața dintre cele doua faze. În plus, pentru conservarea energiei, trebuie aleasă o temperatură relativ scăzută. Astfel, temperatura potrivită de reacție pentru trans-esterificarea uleiului la biodiesel este în jurul valorii de 70oC [7].

D. Trans-esterificarea în cataliză eterogenă bazică și acidă

            Metilesteri se formează în reacția acizilor grași liberi cu metanolul (1:1) în prezența unui catalizator acid precum acidul sulfuric. Reacția se desfășoară în general cu randament de 96%, rezultând un procent de aproximativ 4% de acizi grași liberi care nu reacționează, aceștia urmând să reacționeze cu catalizatorul bazic în următoarea etapă și formează săpunuri. Testele de control al calității sunt necesare, pentru evidențierea prezenței săpunurilor, atunci când acestea nu sunt îndepărtate înainte de transesterificare. După această etapă, procesul va urma un mod similar cu procesul descris mai sus. Randamentul procesului poate depăși valoarea de 99%, depinzând de numărul acizilor grași din materia primă originală și de diversitatea produselor secundare rezultate [7].

E. Transesterificarea enzimatică

            Obținerea biodieselului pe cale enzimatică se poate realiza în două sisteme de reacție și anume:

metanoliză în sistem cu agitare continuă,

metanoliză în sistem cu deplasare și recirculare.

            În primul caz reacția are loc într-un reactor de tip batch în care enzima este supusă agitării împreună cu amestecul de reacție de la începutul până la finalizarea reacției.

În al doilea caz, reacția are loc prin recircularea amestecului de reacție peste stratul fix de enzimă într-un reactor tip coloană cu umplutură.

            Pentru cele două sisteme de reacție s-au stabilit condițiile de reacție care s-au arătat a fi potrivite pentru metanoliza enzimatică a uleiului de floarea soarelui catalizată de Novozym 435. Reacțiile au fost supravegheate timp de 24 h, iar în acest scop s-au preluat probe din amestecul de reacție la un interval de timp regulat și s-au analizat. Probele efectuate au urmărit determinarea randamentului în esteri metilici și au fost realizate cu ajutorul cromatografiei în fază gazoasă.

            Randamentele sunt mai mari în sistemul cu agitare, deoarece încă de la începutul reacției enzima se află în legătură cu toată cantitatea de ulei conducând la o viteză de reacție mai mare. Pentru sistemele cu agitare randamentul global al reacție, este deja de 23,6% (m/m), după primele 15 min de la începutul transesterificării [7].

  Fig. 6. Obținerea de biodiesel folosind cataliza enzimatică [7].

F. Transesterificarea asistată de microunde

Transesterificarea se poate realiza prin reacții catalitice sau necatalitice utilizând mai multe sisteme de încălzire.

În ultimii ani în testele de laborator și în stațiile pilot a fost folosit un sistem de încălzire alternativ și anume "încălzirea cu microunde". Astfel reacția de transesterificare este grăbită și se desfășoară într-un timp scurt. Rezultând o diminuare a volumului de produse secundare și o perioadă mai scurtă de reacție.

Este utilizat un sistem de încălzire tip cuptor cu microunde. Acest sistem a fost dotat cu:

un condensator cu reflux

un agitator magnetic 

un detector de temperatura, tip non-contact în infraroșu,

care dă voie  unui control continuu și constant al temperaturii de lucru.

Pentru analiza probelor de biomotorină  și determinarea compoziției de acizi grași a uleiului se folosește un cromatograf de gaz 6890 neechipat cu detector de ionizare cu flacara [7].

G. Transesterificarea asistată de ultrasunete

            Pentru transesterificarea uleiurilor la biodiesel se pot folosii și ultrasunetele care permit prelucrarea în sistem continuu, la orice scara a uleiurilor. Ultrasonarea conduce la o creștere eficientă în biodiesel până la 99%. În reactoarele cu ultrasunete se reduc timpii de prelucrare la mai puțin de 30 de secunde (în prelucrarea convențională acesta este de 1 – 4 ore/șarjă). Deasemenea foarte important este faptul că, ultrasonarea reduce extrem de mult timpul de separare de la 5 – 10 ore (folosind agitație conventională) la mai putin de 60 de minute.

Transesterificarea cu ultrasunete presupune parcurgerea urmatorilor pași:

1.                  uleiul vegetal este combinat cu metanol (metanolul conduce la obținerea esterilor de metil) sau etanol (pentru etil-esteri), dar și cu catalizatorii necesari;

2.                  amestecul este încălzit la temperaturi cuprinse între 45 și 65 0C;

3.                  după care trece prin sonicator  timp de 5 la 15 secunde. Ultrasonarea se realizează la o presiune ridicate (de la 1 la 3barr, indicată pe manometru);

4.                  glicerina, rezultată ca produs secundar, este separată folosind centrifuge;

5.                  biodieselul transformat este spălat cu apă [7].

  Fig. 7. Obținerea de biodiesel folosind ultrasunele [7].

1.4. MATERII PRIME. Principalele caracteristici ale acestora.

Există o varietate de materie primă care se pot folosi pentru producerea biodieselului: grăsimi animale și uleiuri vegetale (comestibile sau necomestibile).

Uleiuri vegetale pure din rapiță, floarea soarelui, soia, palmier [3,5].

Uleiuri vegetale folosite ca uleiuri obținute din prăjeli [5,12].

Grăsimi animale ca seu, untură și ulei de pește [3].

 Uleiul de rapiță este cel mai folosit în Europa pentru producția de biodiesel (80%). Țările unde sunt culturi importante de rapiță din UE sunt Franța, Marea Britanie, Germania, Austria, Ucraina,Polonia, Cehia și Italia. Producția pe 2006-2007 a UE este de 15,3 milioane tone, păstrându-se astfel din 2004. Din 100 kg de semințe de rapiță se obțin 30-35 kg ulei și 50-55 kg șrot (ce se întrebuințează în hrana animalelor). Rapița se situează pe locul cinci, sub aspectul producției de ulei comestibil, între plantele oleaginoase din România [3,5].

  Fig. 8. Componentele obținute prin presarea rapiței

Floarea soarelui este cultivată în mai multe țări europene, dar producătorii de top se găsesc în Franța, Ungaria și Spania. Producția de semințe de floarea soarelui pentru EU25 a stagnat în regiunile din Franța și Spania datorită secetei din ultimii ani. Din această cauză din 2005 s-au făcut importuri masive de semințe ce provin din România și Bulgaria. Din 4,1 milioane tone de semințe de floarea soarelui se obțin 1,8 milioane tone de ulei [3,5].

  Fig. 9. Cantitatea de ulei obținută prin presarea florii soarelui

Soia este cultivată în câteva țări europene. Producția cunoscut o creștere în 2005, 2006 și 2007 datorită reformelor din agricultură, unde sunt încurajați fermierii să treacă la culturile de soia de la cele de sfeclă roșie. În Italia, Spania și Portugalia se așteptă ca importurile să crească datorită investițiilor  care se fac în culturile de plante utilizate pentru biodiesel [3,5].

Uleiul de palmier este obținut din fructe sau din arborele de palmier. Crește în țările tropicale din SE Asiei ca Malaiezia sau Indonezia. În ultimul timp este o cerere mare de importuri de  felul acesta pentru țările din UE. Din anul 1999 s-au dublat importurile ulei de palmier în 7 ani de la 2,1 milioane tone la 4,5 milioane tone în 2007. Este folosit atât în producția de biodiesel cât și în industria alimentară[3,5].

    Fig. 10. Importurile de ulei de palmier

Cu toate acestea sunt și alte feluri cu randament mai mare la ha, cum ar fi palmierul de ulei, jatropha curcas etc. [5]. În plus sunt și alte materii prime din care se pot extrage ulei. În selva amazoniană sunt utilizate ca materie primă: piñón, mamona, sacha inchi, și palmierul de ulei [5].

În cazul uleiurilor utilizate (ex. uleiul uzat la bucătărie), acestea sunt utilizate ca materie primă la obținerea biodiselului fiind mai ieftine și în plus în acest fel se reciclează ceea ce altfel ar fi fost un reziduu [5].

1.5. BIODIESELUL. Principalele caracteristici ale produsului finit.

  Se obține prin esterificarea unor uleiuri vegetale, cum ar fi: uleiul de rapiță, soia, mustar, sau a unor resturi  de grăsimi provenite din prelucrarea produselor agroalimentare. El reprezintă cel de-al doilea combustibil nepoluant fiind folosit drept carburant în prezent. Capacitatea de producție anuală pentru biodiesel este de 1 miliard de litri/an. Acest combustibil nepoluant poate fi utilizat ca atare, drept carburant pentru autovehiculele rutiere, înlocuind cu succes motorina cu efectele sale poluante bine cunoscute, precum și pentru producerea de caldură și energie electrică. [1].

1.6. SINTEZĂ. Alegerea și descrierea schemei tehnologice adoptate.

Din punct de vedere chimic, grăsimile și uleiurile sunt formate din trigliceride. Fiecare trigliceridă este formată din trei acizi grași de catenă lungă cu un număr de atomi de carbon cuprins între 8 si 22, care sunt legați de o moleculă de glicerol. Biodieselul este compus din acizi grași care sunt legați chimic de o moleculă de metanol. În urma procesului de transesterificare, molecula de glicerol este înlăturată aproape în intregime din compoziția biodieselului finit [7].

Procesul de trans-esterificare presupune combinarea unui ulei (de obicei vegetal) cu un alcool, cum ar fi metanol în prezența unui catalizator (hidroxidul de sodiu sau de potasiu). Aceste substante sunt periculoase în forma lor pură.

  Fig. 11. Trigliceridă

În urma procesului chimic se obține ca reziduu propanotriolul (glicerina) care poate fi folosit în industria cosmetică [12].

Etape sintezei biodiselului [12].

Etapa 1 – Titrarea: Titrarea ajută la determinarea cantității de catalizator ce trebuie adaugată prin indicarea acidității uleiului folosit în sinteză. 

Mod de lucru: Se cântăresc 1g de NaOH sau KOH, apoi se introduc într-un balon cotat de 1000 ml și se dizolvă cu apă distilată până la semn. Separat, într-un pahar Erlenmayer de 20 ml, se solubilizează 1 ml de ulei vegetal în 10 ml alcool izopropilic. Amestecul obținut se agită sau se încalzește foarte ușor pentru a solubiliza uleiul în alcool când se obține o soluție clară. Se adaugă apoi 2 picături de indicator de pH la acest amestec și se agită pentru omogenizare. Utilizând pipeta, se adaugă apoi 1 ml de soluție de hidroxid de sodiu sau de potasiu în soluția preparată mai sus. Continuăm să adaugăm treptat câte 1 ml de soluție de NaOH sau KOH, agitând continuu, până când soluția din paharul Erlenmayer devine roz și își menține culoarea cel puțin zece secunde. Numărul de mililitri de soluție de leșie (NaOH sau KOH) utilizați, plus 3,5 este egal cu numărul de mililitri de leșie de care vei avea nevoie pentru un litru de ulei.

Etapa 2 – Amestecarea:

Mod de lucru: Într-un balon cu fundul rotund de 1500 ml se măsoară: 200 ml de metanol și volumul de NaOH sau KOH (leșie) determinat în timpul titrarii din etapa anterioară. În balon se introduce un agitator tip elice. Se pornește agitarea la viteză mică, până când se dizolvă în totalitate componentele amestecului din balon. În urma reacției se obține metoxid de sodiu sau potasiu. Separat se măsoară 1 litru de ulei filtrat de deșeuri vegetale, care apoi se toarnă peste soluția de metoxid de sodiu din balonul cu fund rotund și se continuă agitarea timp de 15-20 de minute. După amestecare, produșii de reacție obținuți sunt trecuți într-o pâlnie de separare și trebuie lăsați să se separe, o perioada de cel puțin opt ore, timp în care se vor obține două straturi: glicerina în partea de jos și biodiesel-ul în partea de sus, care apoi se colectează separat din pâlnia de separare.

1.7. VALORIFICAREA SUBPRODUSELOR

Prin tratarea glicerinei pentru a îndepărta urmele de metanol, se obține, o substanță inofensivă, care apoi poate fi folosită pentru a produce săpun [12].

1.8. PROPRIETĂȚI ALE BIODISELULUI

Biodieselul este descris ca un compus organic din acizi grași de lanț lung sau scurt [5].

            Biodieselul are proprietăți de lubrificare superioare motorinei și o cifra cetanică mai mare. Adiția biodieselului reduce uzura sistemului de combustie și marește perioada de funcționare a echipamentului de injecție ce se bazează pe combustibil pentru lubrificare [7].

            Puterea calorică atinge o valoare de 37,27 MJ/kg. Punctul de fierbere este ridicat  iar presiunea de vaporizare este scăzută. Temperatura de aprindere este mai ridicată decât cea a motorinei, de asemenea are o densitate mai mare [7].

            Biodieselul nu contine sulf și este folosit drept aditiv pentru lubrificare în motorină.

S-au determinat experimental proprietățile fizico-chimice a diferitelor amestecuri de biodiesel și motorina, determinându-se: densitatea, vascozitatea, punctul de inflamabilitate, punctul de tulburare, punctul de congelare, compoziție chimică elementară, analiză termică și s-a făcut apoi o analiză comparativă cu diferite standarde pentru biodiesel. Rezultatele obținute sunt trecute în tabelul de mai jos:

Tabel nr.1. Caracteristicile biodiselului[7].

1.9. AVANTAJELE FOLOSIRII BIODISELULUI

La nivel mondial, dezbaterile asupra avantajelor biocarburanților la protecția mediului sunt în plină desfășurare, deoarece utilizarea lor în transporturi reduce emisiile de bioxid de carbon în aer [9].

               Biodieselul este un combustibil curat. La utilizarea accestuia se reduc semnificativ emisiile de noxe comparativ cu motorina. El înlocuiește cu succes motorina, petrolul, sau poate fi amestecat cu acestea în orice proporție [7].

               Biodieselul are toxicitate mai mică comparativ cu motorina și se reduc emisiile de:

dioxidul de sulf cu 100%

dioxidul de carbon 10-50%

dioxidul de azot 5-10%

Biodieselul este mai sigur de manipulat decât motorina [7].

Biodieselul este biodegradabil deoarece se obține din resurse regenerabile [7].

1.10. DEZAVANTAJELE FOLOSIRII BIODISELULUI

Biodieselul are și câteva dezavantaje, cum ar fi [5]:

o durată de păstrare mai scăzută decât a motorinei (circa opt luni) [5];

punct de inflamabilitate mai mare decât al motorinei[5];

o vâscozitate mai ridicată decât motorina, în anumite perioade ale anului, motoarele suferind anumite dificultăți[5];

vâscozitatea mai mare face ca pomparea să fie mai dificilă[7];

valorile mai ridicate ale temperaturii de tulburare și a punctului de lichefiere pot pune probleme la pornirea motorului la temperaturi mai scazute iar consumul de combustibil este mai ridicat[7];

procentul emisiilor de oxizi de azot (NOx) este mai ridicat [7];

o putere mai scăzuta a motoarelor alimentate cu biodiesel, față de cele alimentate cu motorină[5];

puterea dezvoltată de motorul este cu 5% mai mică comparativ cu puterea dezvoltata la utilizarea diesel-ului clasic[7];

există pericolul depunerilor la nivelul injectorului iar gradul de uzură al motorului s-a dovedit a fi mai ridicat [7];

aceste deficiențe pot fi îmbunătățite prin diferite procedee tehnice, inclusiv prin adăugarea de aditivi[13].

Emisiile de gaze cu efect de seră ale biocarburanților obținuți din ulei de soia, palmier sau rapiță, pot fi mai ridicate decât cele ale carburanților fosili, atunci când se iau în considerare efectele Indirecte ale Schimbării Destinației Terenurilor (Indirect Land Use Change – ILUC), afirma un studiu al Uniunii Europene [9]. Datele cercetărilor efectate au dovedit clar că, din cauza defrișărilor din zone precum Asia de Sud-Est, o cantitate mare de biodiesel are un impact negativ, semnificativ, asupra climei [9].

Biocombustibilii joacă un rol important în expansiunea recentă a terenului cultivat cu diverse plante tehnice din care se poate extrage ulei [14].

1.11. EFECTELE INDIRECTE ALE SCHIMBARII DESTINATIEI TERENULUI (ILUC)

Atunci când zonele umede și pădurile sunt distruse pentru a face loc terenurilor destinate culturilor din care se obțin biocombustibilii apar efectele ILUC. Un raport apărut de curând arată că toate mlaștinile Malaeziei vor disparea până la sfârșitul deceniului din cauza ILUC – cu urmări alarmante pentru emisiile de gaze cu efect de seră – dacă creșterea producției de biodiesel nu va fi limitată [10].

Comisia Europeana propune ca: în vederea determinării impactului carburanților asupra climei, acestora să li se atribuie valori de referință (default values), care iau în considerare întregul ciclu de viață al emisiilor. Propunerea comisiei a provocat dezbateri aprinse asupra ILUC și a biocarburanților [10].

Într-o reevaluare a Directivei referitoare la Calitatea Carburanților, Comisia Europeană a propus o valoare de referință de:

107 gr. echivalent CO2 pentru 1MJ de carburant (CO2/MJ) pentru tițeiul de sist,

87,5 gr. echivalent CO2 pentru 1MJ de carburant (CO2/MJ) pentru petrolul brut.

Valoarea pentru tițeiul de șist reflectă impactul mare pe care îl are producerea acestuia asupra mediului. În același timp, datele publicate de CE indică faptul că biocarburanții din generația a doua au performanțe cu mult peste cele ale carburanților fosili și au un impact asupra mediului semnificativ mai mic decât cei din prima generație [10].

Comisia Europeana a atribuit următoarele valoari de referință:

ulei de palmier – 105 gr, echivalent CO2 pentru 1MJ de carburant (CO2/MJ)

ulei din soia – 103 gr, echivalent CO2 pentru 1MJ de carburant (CO2/MJ)

ulei de rapita – 95 gr, echivalent CO2 pentru 1MJ de carburant (CO2/MJ)

ulei de floarea soarelui – 86 gr, echivalent CO2 pentru 1MJ de carburant (CO2/MJ).

Toate aceste valori de referință iau în considerare efectele schimbării destinației terenului (ILUC) [10].

Valorile de referință pentru biocarburanți (cu ILUC) propuse de Comisia Europeană sunt urmatoarele:

Tabel nr.2. Valorile de referință pentru biocarburanți (cu ILUC)[10]

1.12. BIODISELUL ȘI IMPLICAȚIILE SALE ECOLOGICE

Biodieselul poate fi făcut din ulei vegetal folosit (ce provine de la prăjelile din restaurante). Folosirea uleiului uzat ar putea rezolva probleme legate de dispunerea lui [3].

Biodieselul reduce riscurile de sănătate asociate cu dieselul obținut din petrol (motorină). Emisiile de biodiesel arată o scădere a nivelurilor de hidrocarburi aromatice policiclice hidrocarburi aromatice policiclice nitrate care au fost identificate ca potențiale componente cancerigene, cu alte cuvinte, este mai sănătos! [3].

Biodieselul poate ajuta la crearea unor noi locuri de muncă[3].

Pentru producerea lui se vor putea folosi unele resurse locale (culturi de rapiță), ceea ce conduce totodată la crearea unor noi locuri de muncă pentru cultivarea rapiței și producția metilesterului. Ar contribui la un preț mai stabil al carburantului la consumator (deconectarea de prețul petrolului) precum și un aer mai lipsit de impurități pentru populația din zonele orașelor [3].

Dezvoltarea infrastructurii unor zone rurale prin atragerea de investitori în zonele cu potențial agricol pentru rapiță[3].

1.12.1. CARACTERUL ECOLOGIC AL COMBUSTIBILULUI BIODIESEL ESTE DAT DE:

Toxicitatea redusă în cazul ingerării- doza letală:2000 mg/kg corp;

Toxicitate redusă în cazul poluării apelor;

Risc redus de contaminare a solului-biodieselul fiind biodegradabil după 21 de zile 95%, în timp ce doar 75% din motorina se degradează;

Pericol mai redus de aprindere și explozie la transport sau în timpul stocării, datorită puctului de inflamabilitate mai ridicat (150-160 °C față de 55-60 °C pentru motorină) [15].

Emisiile produse prin arderea biodieselului nu sunt luate în calcul considerând ca bioxidul de carbon emis este compensat de consumul bioxidului de carbon din plante[15].

Utilizarea uleiului vegetal uzat pentru obținerea biodieselului permite reducerea costurilor legate de colectarea și reciclarea acestuia [15].

1.12.2. MOTIVAȚIA UTILIZĂRII BIODIESELULUI CA ȘI COMBUSTIBIL:

Reducerea consumului combustibilului fosil;

Reducerea poluării mediului;

Caracterul ecologic și regenerabil al esterilor uleiurilor vegetale;

Performanțele energetice sunt aceleași cu ale motorinei[15].

  Utilizarea unui litru de biodiesel conduce la economisirea a 0,71-0,91 kg combustibil fosil. Emisiile poluante ale biodieselului sunt reduse cu excepția oxizilor de azot [15].

            Strategiile de dezvoltare se direcționează pe utilizarea biodieselului spre zonele sensibile din punct de vedere ambiental, ca de exemplu:

transportul transportul public local: taxi, autobuze, servicii;

vehicule publice: salubrizare străzi, colectare gunoi menajer, întreținere spații verzi;

vehicule agricole și de transport în zonele agricole;

vehicule ale armatei și căile ferate [16].

1.13. BIODISELUL PE PIAȚA DE COMBUSTIBIL

Uniunea Europeană a impus ca, până în anul 2020, 20% din combustibilul folosit să fie bio [5, 17]. Până atunci, cotele intermediare sunt de 5,75% în 2010 și 2 % în 2005[5, 13].

  Fig. 12. Țintele cotelor impuse de UE pentru consumul de biodisel

Biodieselul, a intrat pe piața română abia în anul 2005, iar în anul 2008 acoperă o piață internă de circa 50 milioane de Euro [5, 17]. România poate produce anual între 400.000 și 600.000 tone de biodiesel, însemnând un procent de patru-șase ori mai mare decât necesarul său cerut și impus prin reglementările UE [5, 17].

Între 2000 și 2007, producția mondială de biodiesel a crescut de 10 de ori [14], iar între 2000 și 2010, producția mondială de biodiesel a crescut de 22 de ori, iar cea de bioetanol s-a triplat [12].

Se estimează că până în 2020 bioetanolul va înregistra un avans de 74%, până la 525 miliarde de dolari, iar afacerile cu biodiesel se vor dubla la 154 miliarde de dolari. Piața ar urma să ajungă, astfel, la 680 de miliarde de dolari în 2020 [12].

Creșterea volumului de biocarburanți de pe piața europeană se realizează, în cea mai ridicată măsură, prin importurile de uleiuri vegetale, care au înregistrat, în 2011, o creștere de 21%, ajungând la o cantitate de 2,42 milioane de tone. Cea mai ridicată măsură a acestora este importată din Argentina si Indonezia. [8].

Cele mai importante țări producătoare din UE sunt: Germania, Franța, Italia, Polonia și Cehia. Germania a reprezentat mai mult de jumătate din producția de biodiesel din UE în anul 2005 (52,4%) producând 1.669.000 tone de biodiesel, iar Franța a produs 1.334.000 tone [3].

CONCLUZIE cu privire la demonstrarea utilizării practice a biodiselului prin studiul de soluții tehnice existente.

Cunoscându-se modul de obținere a biodiselului, uleiurile vegetale sau grasimi animale, proaspete sau uzate și caracteristicile identice cu ale motorinei, din acest motiv carburanții biodiesel sunt o alternativă ecologică la motorină, fiind mult mai puțin poluanți.

Capitolul 2.

PARTE EXPERIMENTALĂ

ALEGEREA TIPULUI DE SEMINȚE DE IN

ȘI SELECTAREA FURNIZORULUI

Obiectivul propus: Alegerea tipului de semințe de in, care să conducă la obținerea unui randament cât mai mare în ulei folosit apoi la obținerea biodiselului

2.1. GENERALITĂȚI

În urma studierii mai multor oferte de preț de la mai mulți furnizori de semințe de in, s-au ales două soiuri de semințe care aveau ofertele cu cele mai mici prețuri. În vederea alegerii tipului de semințe de in și selectării furnizorului, se efectuează experimente de laborator, pentru extragerea uleiului. Se va alege soiul de in de cea mai bună calitate și care să conducă la un randament cât mai mare în ulei.

2.2. SELECTAREA MATERIALULUI VEGETAL

În vederea selectării materialului vegetal s-au achiziționat două soiuri de semințe de in: soiul Cosmin (de proveniență România) și soiul Omega (de proveniență Canada).

Amândouă soiurile de semințe au fost cultivate în anul 2015. În Fig. 15 sunt prezentate cele 2 tipuri de semințe de in.

2.3. DETERMINAREA CONȚINUTULUI DE ULEIURI A DIFERITELOR TIPURI DE SEMINȚE DE IN

Conținutul de grăsime oferă indicații cu privire la valoarea nutritivă a semințelor sub aspectul aportului de energie adus organismelor sau cu privire la conținutul în ulei.

În vederea determinării conținutului de ulei din semințele de in a fost folosit aparatul Gerhardt Soxtherm Multistat / SX PC.

.

Fig. 16. Extractor Gerhardt Soxtherm Multistat / SX PC

Determinările experimentale au fost efectuate practic în laboratoarele de cercetare ale Institutului de Cercetare-Dezvoltare-Inovare în Științe Tehnice și Naturale ale Universității ″Aurel Vlaicu″ din Arad.

Aparatura de laborator folosită în determinările experimentale a fost:

balanță analitică electronică, Kern, model ABT 220-4M, domeniul de măsură 1 mg – 200 g. Clasa de precizie I

extractor Gerhardt Soxtherm Multistat / SX PC (Fig. 16)

cartușe de extracție Gerhardt Soxtherm Multistat / SX PC, dimensiuni 33×80 mm

pahar de extracție pentru Gerhardt Soxtherm Multistat / SX PC cu capacitatea de 150 ml

cilindru de sticlă gradat, de 100 ml, clasa A

Reactivii utilizați:

hexan

apă distilată

amestec sulfo-cromic

Principiul metodei

Metodele de determinare cantitativă ale grăsimii se bazează pe proprietatea acesteia de a se dizolva în diverși solvenți organici.

Metoda folosită se bazează pe extracția repetată cu hexan (folosit ca și solvent) a substanțelor grase din probele de semințe de in, urmată de îndepărtarea solventului și cântărirea reziduului gras obținut.

Modul de lucru

Semințele de in, uscate și măcinate în prealabil, au fost introduse într-un cartuș special din hârtie de filtru. Cartușul astfel obținut, a fost pus într-un extractor Gerhardt Soxtherm Multistat, peste care s-a adăugat o cantitate de solvent ce acoperă în totalitate cartușul cu semințe. Pentru degresarea materialului vegetal s-a folosit ca solvent hexanul.

Proba de semințe de in supusă analizei (20-25g) a fost cântărită cu precizie de 0,01g, apoi a fost măcinată fin și introdusă într-un cartuș de hârtie poroasă care a fost în prealabil cântărit. Cartușul standard este confecționat din hârtie specială, presată, având forma unui cilindru închis în partea inferioară.

Înălțimea coloanei de solvent trebuie astfel stabilită, încât acesta să fie cu 0,5 cm sub nivelul cartușului de extracție cu probă, astfel încât și partea superioară a probei să fie spălată de solvent și deci, extrasă toată grăsimea. Cartușul este cântărit în prealabil, apoi împreună cu proba. Diferența dintre cele două cântăriri ne dă cantitatea de probă luată pentru analiză. Se cântărește de asemenea și paharul de extracție, înainte de începerea determinării.

Cartușul cu proba trebuie bine uscat în etuvă înainte de determinare, deoarece solvenții organici, în prezența unei cantități mici de apă, extrag pe lângă substanțele grase și alte substanțe.

După terminarea programului de extracție a grăsimilor, cartușele se scot din paharele de extracție și se usucă la temperatura camerei timp de 24 ore pentru evaporarea hexanului remanent. Cartușele se cântăresc ulterior și se determină cantitatea de ulei din probe.

Parametrii de lucru pentru metoda de extracție a uleiului au fost următorii:

temperatura plitei: 180 0C

intervalul de reducere a solventului: 3,5 min

impulsul de reducere a solventului: 2 s

timpul de extragere a uleiului: 2 ore

timpul de evaporare a solventului: 1 oră și 49 min

Calculul și exprimarea rezultatelor

Conținutul de ulei extrasă se calculează cu relația:

Cantitate de ulei (ml) = (m 1- m 2 )/ρ

unde:

m1 = masa cartușului cu probă, înainte de degresare în g.

m2 = masa cartușului cu probă, după degresare în g

ρ = densitatea uleiului (934 g/L)

S-au efectuat câte cinci determinări pentru fiecare tip de semințe, și s-a luat ca rezultat final, media aritmetică a cinci valori obținute.

Conținutul de ulei din cele zece probe este prezentat în tabelul de mai jos:

Tabel nr.2. Conținutul de ulei extras din cele două tipuri de semințe

Tabel nr.3. Conținutul de ulei din cele cinci probe de ulei extras din soiul de semințe Omega

CALCUL STATISTIC- pentru conținutul de ulei extras din soiul de semințe Omega

Calculul conținutului mediu de ulei extras:

Ulei mediu= X mediu =

Ulei mediu= Xmediu = = 10,28%

Calculul abaterii standard a mediei de selecție:

Tabel nr.4. Calculul abaterii standard a mediei de selecție:

Ξ(Xi-Xmediu)2 = 3,4694

SX mediu= =0,42

Pentru o precizie de 95% și un număr de 5 determinări, rezultatul se prezintă sub forma:

Xmediu = t x SX mediu

unde t = coeficientul student și are valoara tabelată pentru o precizie de 95%, egală cu 2,78

Xmediu = t x SX mediu= 2,78 x 0,42 = 1,16

Intervalului de încredere este calculat cu formula:

ε = 2 x t x S X mediu = 2 x 2,78 x 0,42 = 2,32

Precizia cu care s-a lucrat este calculată cu formula:

Precizia% = x 100 = x 100 = 11,28%

Tabel nr.5. Conținutul de ulei din cele cinci probe de ulei extras din soiul de semințe Cosmin

CALCUL STATISTIC- pentru conținutul de ulei extras din soiul de semințe Cosmin

Calculul conținutului mediu de ulei extras:

Ulei mediu= X mediu =

Ulei mediu= Xmediu = = 7,74%

Calculul abaterii standard a mediei de selecție:

Tabel nr.6. Calculul abaterii standard a mediei de selecție:

Ξ(Xi-Xmediu)2 = 3,5646

SX mediu= =0,42

Pentru o precizie de 95% și un număr de 5 determinări, rezultatul se prezintă sub forma:

Xmediu = t x SX mediu

unde t = coeficientul student și are valoara tabelată pentru o precizie de 95%, egală cu 2,78

Xmediu = t x SX mediu= 2,78 x 0,42 = 1,16

Intervalului de încredere este calculat cu formula:

ε = 2 x t x S X mediu = 2 x 2,78 x 0,42 = 2,32

Precizia cu care s-a lucrat este calculată cu formula:

Precizia% = x 100 = x 100 = 11,28%

Conținutul mediu de ulei din cele cinci probe și abaterea standard este prezentat în tabelul de mai jos:

Tabel nr.7. Conținutul mediu de ulei extras din cele două tipuri de semințe

Fig. 17. Cantitatea de ulei (ml) din diferite tipuri de semințe de in

CONCLUZIE cu privire la cantitatea de ulei obținută din cele două soiuri de semințe

Cantitatea de ulei obținută din soiul de semințe de in Omega (de proveniență Canada) este cu aproximativ 25% mai mare decât cantitatea de ulei obținută din soiul de semințe de in Cosmin (de proveniență România).

Capitolul 3.

CONCLUZII GENERALE

În urma studiului de literatură se concluzionează că: biodiselului se poate obține din uleiurile vegetale sau grasimi animale, proaspete sau uzate și poate să fie folosit cu succes în amestec cu un combustibil convențional în motoarele cu ardere internă ale automobilelor pentru propulsarea acestora.

În urma experimentelor efectuate în laborator se concluzionează următoarele:

S-a extras cu solvent, ulei din cele două soiuri de semințe de in.

Cantitatea de ulei extrasă din soiul de semințe de in, Omega este mai mare decât cantitatea de ulei extrasă din soiul de semințe de in Cosmin, ceea ce conduce la concluzia că cele două soiuri de semințe de in achiziționate și anume:

Cosmin, este destinat obținerii de fibre ( de proveniență România)

Omega, este destinat obținerii de uleiuri: (de proveniență Canada).

Deoarece prețurile de achiziție a celor două soiuri de semințe au fost cele mai mici dintre toate ofertele depuse, se va alege soiul Omega în vederea extragerii uleiului destinat producerii de biodisel.