Биотехнология

яиздейтін  реактор  қажет.  Мұндай  реактор  қышқылдық  деңгейін 
қадағалап  тұрады,  сонда  бактериялар  қышқыл  немесе  сілтінің 
жоқары деңгейі эсерінен тіршілігін тоқтатпайды.
28-сурет. Газды станцияның тэжірибелік биореакторы
(И.Градяцкаса, Литва,  1997).
1-  бетон  қойгыш  (2  тал);  2-жылуизолщиялъщ  «жастықша»  (2 
шт.);  3
 
-
 
термофикациалдық суы  бар жылытқыш  (жылыту қагаты); 
4-шикізат  қабылдаушы;  5-биореактор  корпусы;  6-шикізат  (сұйық  те- 
зек);  7-араластыргыш  күрекшелері  бекітілген  вал;  8-бөлгіш  (4  man);
9-биогаз; 10-газ жүретін түтіктер; 11-қайта өнделген биомасса; 12- си- 
фонды илмек;  13-қайта өнделген биомасса өтетін түтіктердің патру-
богы;  14-тізбекті тасымалдаушы;  15-мотор-редуктор (220 В,  3 кВт)
Дүниежүзінде  биогазды  қолданылу  аумағы  эртүрлі:  Берн, 
Швейцарияда автобустар бензиннің орнына биогазды қолданады.
Үндістан,  Вьетнам,  Непал  жэне  т.б.  елдерде  биогазды  элек­
троэнергия,  жылу  жэне  автокөлік  отын  ретінде  колданады  жэне 
жанұяларда бір үйлі биогазды қондыргылар қолданылады, ал одан 
алынган биогаз тамак дайындауга колданады.
Сондай-ак  биогазды  қондыргылар  кұс  фабрикалары,  сы­
ра  зауыттары,  ет  өндірісі  мен  қант  өндірісі  фабрикаларының 
санитарлық тазалаушы қондыргылары ретінде қолданылады.
Қытайдың өзінде 18 млн биогазды қондыргылар жұмыс істей-
ді. Одан  10,9 млрд м3 биогаз бөлінеді.
Данияда энергобаланстың  18%-ы -  биогаз. 
Volvo
 және 
Scania 
компаниялары  биогазбен  жұмыс  істейтін  автобустарды  өндіріске
243

қойды. Бұл өте тиімді. Себебі  1л солярка  1  м3 метанға эквивалент-
ті.  Биогаздың  1000  м3-і  20  евро,  ал  1000  л  солярканың  құны  900 
евро.
Жылу  жоғалту  деңгейін  төмендету  үшін  биореакторды 
жақсылап  жылумен  қамтамасыз  ету  қажет.  Биореактордағы  газ 
кысымы  (100-300  мм  сынап  бағанасы)  оны  үрлеусіз  немесе  ком- 
прессорсыз жүздеген метрлерге тасымалдау үшін жеткілікті.
Биореактор  жұмыс  істеу  алдында  оны  субстратен  90%- 
ға  толтыру  қажет  жэне  7-12  тэулік  бойы  ұстаймыз,  одан  кейін 
субстраттардың жаңа порциясын ендіруге болады.
Биогаздың  қолдану  эффективтілігі  оның  сапасына  байланы­
сты. Егерде онда метанның көлемі 90% болса, оны метанда жұмыс 
істейтін  қозғалтқыштарда  отын  ретінде  қолдануға  болады.  Ал 
егер  оны  табиги  газда  сиякты  метанның  деңгейін  96%  көтерсек, 
онда  оны  метанның  орнына  эртүрлі  технологиялық  үрдістерде 
қолдануға  болады.  Биогаздың  сапасын  жоғарылатудың  көптеген 
эдістері бар. Оларға адсорбционды, абсорбционды, криогенді, мем- 
бранды  жэне  басқалары  жатады.  Адсорбционды  үрдістер  негізі- 
нен  периодты  адсорбциялык  қондырғылардың  көмегімен  жүреді. 
Қоспаларды  сіңіретін  қондырғыларда  көбінесе  екі  параллельді 
газды  агымдары  бар.  Оның  біріншісі  адсорбция  кезеңінде,  екін- 
шісі десорбция кезецінде болады. Айналымныц ұзактыгы бірнеше 
секундтан  ондаған  сағаттарға  дейін  бола  алады.  Бұл  өндіргіштік 
қасиеті мен кондырғыныц кұрылысына байланысты.
9.3. Әртүрлі биотындар жэне оларды өндіру
Қазіргі  таңда  биоотын  алудың  бірнеше  технологиясы 
жасалган және колданыска ие.  Олардың негізгілеріне:
•  Ауылшаруашылық өндірісі калдыктарынан отын жасау;
I   Дэстүрлі отын түрлеріне биологиялық компонеттерді қосу;
•  Химиялык жолмен синтездеу.
Биоотынды  ауылшаруашылық  калдыктарынан  алуда  негізгі
шикізат  көзіне  өсімдік  калдыктары  мен  көңді  жаткызуға  оолады. 
Қалдыктар  кептіріліп  400-500°С  температурада  қыздырылады. 
Осындай  өндеуден  бөлінген  газтэрізді  фракциялардан  зиянсыз 
қоспалардан  тазартылған  жоғары  сапалы  дизельді  отын  алады. 
Алынган  дизельді  отын  СО,-ға  Караганда  бейтарап,  осындай
ш
244

отын  жанған  уақытта,  көмірқышқыл  газы  өсімдіктің  өсуі  кезінде 
і<;анша сіңірілсе, сонша бөлінеді екен. Биологиялық жанар майдың 
жиілігі  қатал  нормаларды  қанағаттандырады.  Мамандардың 
айтуынша  Еуропа  елдерінде  тек  ауылшаруашылығы  дизель 
отынының  80%  қамтамасыз  етеді  екен.  Отынның  экологиялық 
сипатын  жақсарту  үшін  оларға  биологиялық  компоненттер,  атап 
айтсақ pane майын қосады. Егер дизель отынына 30% pane майын 
қосса,  оның  экологиялық  қасиеті  жақеарады,  ал  энергетикалық 
сипаты өзгермейді.  Сонымен  қатар, осындай биоотынды дәстүрлі 
автокөліктердің  іштен  тұтанатын  қозғалтқыштарына  қолдануға 
болады.
Бензиннің  жэне  дизельді  отындарды  химиялық  синтездеуге 
қуатты көп қажет етеді. Ондай отынның негізгі шикізаты ағаш бо­
лып табылады. Технологиялық үрдістерді өзгерте отырып, агаштан
түрін
алуға
кұнды.  Себебі, олар жанғанда зиянды заттар түзілмейді жэне С( 
Караганда  бейтарап.  Бірақ,  жасанды  отын  алудың  технологиялық
2
етуіне
түседі.
Биоэтанол.  Этанол  бензинге  қарағанда  қуаты  жағынан  бір- 
шама  аз;  Е85  козғалатын  автокөліктердің  жүруі  (қоспа  85%  эта­
нол  және  15%  бензин;  «Е»  эрпі  ағылшын  тілінен  Ethanol  деген- 
ді  білдіреді)  отынның  колем  бірлігіне  шаққанда  75%  құрайды. 
Кэдімгі  автокөліктер  Е85  жүрмейді,  олардың  ішкі  тұтанатын 
қозғалтқыштары  Е10  жақсы  жұмыс  жасайды.  «Нағыз»  этанол- 
ды  тек  «Flex-Fuel»  автоколікгеріне  пайдалануға  болады.  Ондай 
автокөліктер  кэдімгі  бензинде  жұмыс  жасайды.  Бразилия  отын 
ретінде қант кұрағынан биоэтанол өндіру мен қолдануда көшбасшы 
болып табылады (29-сурет). Бразилиядағы жанармай құю орында- 
ры  Е20  (немесе  Е25)  сияқты  қарапайым  бензин  түрлерін  немесе 
этанолдың «асооі», азеотроп (96 % С2Н5ОН жэне 4% су) ұсынады. 
Бензинге  Караганда  этанол  әлдеқайда  арзан  болгандықтан  кейбір 
жанармай  кұюшылар  Е20  азеотропын  қосады,  кейбір  жагдайда 
оның концентрациясы 40% жетуі мүмкін. 2005 жылы биоэтанолдың 
элемдік өндірісі  36,3  млрд литрді  кұраса,  оның 45  %  Бразилияга, 
44,7 % Америкага тиесілі.  Этанол  Бразилияда қант құрагынан, ал 
АҚШ-та жүгеріден өндіріледі.
245

2007  қаңтар  айында  Дж.  Буш  Конгресске  жолдауында  «10 
үшін  20»  жоспарын  ұсынды.  Ол  жоспарда  бензиннің  10  жыл 
ішінде  20% жүмсалуының азайтылуы жэне мұнай  шығынын  10% 
төмендетеді екен. Бензиннің  15% биоотынмен алмастыру көзделіп 
отыр.  2007 жылдың  19 желтоқсанында АҚШ  президенті Дж.  Буш 
Энергетикалық  тәуелсіздік  пен  қауіпсіздік  туралы  заңына  кол 
қойды (EISA 2007). Ол 2007 бастап EISA заңында 36 миллиард гал­
лон  этанол  2022  жылға  дейін  өндіру  қарастырылған.  Этанолдың 
16 млрд галлоны целлюлозадан жасалады. Сыншылардың пікірін- 
ше этанолды автокөлік отыны ретінде қолдану, Амазонкадағы тро- 
пиктік  ормандардың  қант  құрағы,  плантациясы  үшін  шабылуы- 
на  әкеледі  деп  айтуда.  Бірақ,  қант  кұрағы  Амазонка  бассейнінде 
өспейді. Этанол жанғанда автокөліктерден шығатын газдарда аль- 
дегидтер (формальдегид и ацетальдегид) пайда болады. Олар аро­
матты көмірсулардан да тірі агзаларга зиянды болып келеді.
29-сурет. Қант кұрағы -  этанол өндірісіндегі негізп
шикізаты
Биометанол.  Өндірістік  жолмен  өсіру  жэне  тещз  фи- 
топланктондарын 
биотехнологиялық 
конверсиялау 
биоотын 
алу  саласындагы  келешегі  мол  багыт  болып  табылады.  1980 
жылдардың  басында  бірқатар  Еуропа  елдері  шөлді  аймақтарды 
өндірістік  мақсатта  қолдану  үшін  біріккен  жобалар  жасаган.
246

Бұл  жобаның  жүзеге  асуына  дүниежүзілік  мүнайдың  бағасының 
төмендеуі кедергі болды.
\ 
Биомассаның алғашқы өндірісі теңіз жағалауындағы жасанды
су^оймаларда фитопланктондарды өсіру.
\  Екінші  үдеріс  биомассаның  метанды  ашуы  жэне  метанның 
гидроксилденуі барысында метанол алу.
Микробалдырларды  биоотын  алуда  қолданудың  маңызын 
көрсететін негізгі қағидалар:
I  фитопланктонның жоғары өнімділігі (жылына  100 т/га);
I  өндірістё құнарлы жерлер және тұщы су қажет емес;
•  үдеріс ауылшаруашылық өндірісімен бәсекелеспейді;
•  қуат беру үдерісі  14 кезеңде метан жэне 7  кезеңце метанол 
алынады;
Қуат  алу  жағынан  аталған  биожүйе  экономикалық  жағынан 
басқа әдістермен салыстырғанда көптеген артықшылығы бар.
Бутанол.  Бутанол  спиртке  жататын  (өзіндік  иісі  бар  түссіз 
сұйықгық)  4  атомды  көміртегінен  түрады(С4Н9ОН).  Бутанолдан 
басқа, спирттің түрі метанол (көміртегінің  1  атомы -  СН3ОН), эта­
нол (көміртегінің 2 атомы — С2Н5ОН) жэне пропанол (көміртегінің 
3 атомы — С3Н7ОН) жатады. «Биобутанол» термнні өсімдік шикіза- 
тынан алынатын бутилді спирт (бутанол).
Бутанолды  лак-бояу  өндірісінде  еріткіш  ретінде,  қарамай 
жэне  пластификаторлар  өндірісінде,  көптеген  органикалық 
қосылыстар  синтезіне  қолданады.  Дэстүрлі  отынның  компоненті 
немесе автокөліктерге отын ретінде қолдануға болады.
Бутил спирті (бутанол) этил спирті сияқты (этанол) алынады:
•  ауылшаруашылық  өсімдіктерінің  крахмалы  немесе  қантты 
қайта өңдеу (биобутанол I);
•  өсімдіктің целлюлозасын қайта өңдеу (биобутанол II);
•  химиялық шикізатты синтездеу жолы (бутанол).
Биомассадан  алынатын  бутанолды  биобутанол  деп  атайды,
оның қасиеті мүнайдан алынатын бутанолға ұқсас.
Бутанол  этанолға  қарағанда  бензинді  алмастыратын  отын 
себебі,  оның  физикалык  қасиеттері,  экономикалық  жағынан 
үнемділігі, қауіпсіздігі, сонымен қоса автокөліктің моторын қайта
жасауды қажет етпейді.
Альтернативті отын ретінде бутанолды қолданбаудың бірден- 
бір себебі, осы өнімнің өндірісі экономикалық тиімді деп есептел-
247

меген.  Негізінен  ол  өндірісте  еріткіш  ретінде  қолданылады  жэне 
оның бағасы газдан үш есе қымбатырақ.
Дэстүрлі  ферментация  үдерісі  кезінде дэннен  (35  фунт  қант) 
тек  1,3 галлон бутанол, 0,7 галлон ацетон, 0,33 галлон этанол жэне
0,62  фунт  сутегін  алуга  болады.  Мұндай  бутанол  өндірісі  этанол 
өндірісі  технологиясымен  бэсекелесе  алмайды,  ол  өз  кезегінде 
бушельге  шаққанда 2,85  галлон  өнім  береді.  Биотехнология  сала- 
сында  жүгері  мен  баска  да  биомассаларды  экономикалық  тиімді 
биобутанолга айналдыруга мүмкіндік берді. Бірак, өндірістік мас- 
штабта бірқатар мэселелер шешілмеген.
Этанолга  қараганда  бутанолды  бензинге  көп  мөлшерде
араластыруга болады. 
* 
щ
 
W
RR 
-
Бутанол  этанолга  Караганда  куаты  көбірек,  ал  бензинге 
Караганда  10%  артық  бөледі.  Бутанолдың  этанолга  Караганда 
бірқатар артықшылықтары бар, олар:
1.
  Бутанолда  этанолга  Караганда 
25% 
қуатты:  бутанолдың 
бір  галлонында 
110 
мың. 
BTU, 
ал  этанолдың  бір  галлонында 
84
мың BTU.
Бензиннің бір галлонында  115  мың BTU 
(British  thermal unit.
Британдъщ жылу өлшем бірлігі;
2.
  Бутанол  этанолга  Караганда  қауіпсіз,  себебі,  6  есе  аз  бу- 
ланады,  13,5  есе  ұшқыштыгы  жагынан  бензиннен  томен.  Бута­
нол  буының  серпімділігі  Рейд  бойынша  0,33  фунта/кв.  дюймді 
құрайды,  бензинде  4,5  фунта/кв.  дюйм,  этанолда  -   2,0  фунт/кв. 
дюйм.  Бұл  бутанолды  оксигенат  ретінде  қолдануда  қауіпсіз  жа- 
сайды  жэне  қыста жэне  жазда  коспа  пропорциясын  озгертпей-ак 
қолдануга болады. Оксигенат ретінде Аризона, Калифорния штат-
тарында қолданылады;
3.  Бутанол  -  этанолга Караганда  агрессивтілігі  томен,  отын 
жүретін  кұбырларда  тасымалданса,  ал  этанол  су  немесе  темір-
жолмен тасымалданады; 
»
4.  Бутанолды бензинмен араластыруга болады;
5.  Бутанол толыгымен бензинді алмастыра алады. Ал этанол 
бензинге  қосымша  ретінде  қолдануга  болады  жэне  автокөліктің 
моторын  ауыстыруды  қажет  етеді.  Қазіргі  таңда  құрамында  10%
этанолы бар қоспалар бар.
6.  Бутанолды  өндіру  бірқатар  мәселелерді  шешуге,  сутегі-
мен инфрақұрылымды қамтамасыз етуге көмекгеседі;
248

7.  Өзгертілген  бутанол  (10  Вт-сағат/г)  қуаты 
жағынан, 
этанолға (8 Вт-сағат/г) қарағанда жоғары.
8.  Бутанол жанғанда күкірттің тотығын бөлмейді, сондықтан 
экология жагынан тиімді.
\ 
Сонымен,  биобутанол  этанолы  бар  бензинге  қараганда 
экономикалык тұрғыдан тиімдірек,  автокөліктің отынды  пайдала- 
ну эффективтілігін жақсартады.
Биобутанол да  жүгері,  қант  кұрағы,  сорго,  қант  қызылшасы, 
маниоки,  жүгері  сабағынан,  жэне  басқа да  биомассадан  алынады 
жэне бензинді толығымен алмастыруға қабілетті.
9.4. Биодизель өндіру технологиясы
Биодизель — өсімдіктер немесе жануарлар майы негізінде эте- 
рификациялау  нэтижесінде  алынатын  биоотын.  Өсімдікгер  майы 
метанолға,  сирек  этанол  немесе  изопропил  спиртіне  қалыпты 
қысым  мен  60°С  температурада  қайта  этерификацияланады  (1  т 
майға шақканда 200 кг метанол + калий гидроксиді немесе натрий)
Сапалы өнім алу үшін келесі талаптардың орындалуы қажет:
Қайта  этерификация  реакцияларынан  кейін  метил  эфирінің 
мөлшері  96%  жогары  болу  керек.  Метанолдың  тез  жэне  толық 
қайта этерификациясы үшін метанол көбірек алынады, сондықтан 
метил эфирі олардан тазарту керек.
Метил  эфирін  алдын-ала  тазартудан  өткізбей  отын  ретін- 
де  дизельді  техникаларға  қолдану  дұрыс  емес.  Себебі,  сабын 
сүзгіні бітеп тастайды. Сепарация мен центрифугалау жеткіліксіз. 
Оны  тазалау  үшін  су  немесе  сорбент  қажет.  Соңғы  кезеңде  май 
қышкылдарының метилді эфирлерін кептіру қажет.  Биодизельдегі 
су микроорганизмдердің дамуына жэне бос май қышқылдарының 
түзілуін туындатады. Ол өз кезегінде металл тетіктерінің коррози- 
ясына экеледі.  Биодизельді  3  ай  көп  уақыт  сақгау ұсынылмайды, 
себебі ол ыдырап кетеді.
Автокөліктерге таза  күйінде  және  дизельді  отынмен  эртүрлі 
коспалар  түрінде  қолданылады.  АҚШ-та  биодизельмен  дизельді 
отынның коспасы  В  әрпімен  белгіленеді.  Әріптің жанындағы  сан 
биодизельдің  проценттік  мөлшерін  білдіреді.  В2-2%  биодизель, 
98% дизельді отын. В 100-100% биодизель.
Осы  қоспаларды  қолдану  автокөліктер  двигательдерінің 
өзгертілуін кажет етпейді.  Биодизельді өндірудегі шикізат ретінде
249

май,  сирек  жагдайда  әртүрлі  өсімдіктер  мен  балдырлардың  эфир 
майлары қолданылады.
Еуропа  -   рапс;  АҚШ  -   соя;  Канада  -   канола  (рапстын 
алуантүрлілігі);  Индонезия,  Филиппинде -  пальма  майы;  Филип- 
пинде -  кокос майы; Индия -ятрофа, (
Jatropha
); Африка -  соя, ятро- 
фа; Бразилия -  кастор майы.  Сонымен коса, өсімдіктердің қалдық 
майлары, жануарлар майлары, балык майлары т.б. колданылады.
Биодизель өндірісі жэне оны қолданудың экологиялық ас- 
пектілері
Биодизелъді қолдану
Биодизель, суға түскен жагдайда осімдіктер мен жануарларға 
ешқандай  да  зиян  келтірмейді.  Сонымен  коса,  ол  толығымен 
биологиялық  жолмен  ыдырайды,  топырақта  немесе  суда  ми­
кроорганизмдер  28  күнде  99%  биодизельді  ыдыратып  жібереді. 
Сондай  -   ақ  сулар  мен  көлдердің  ластануы  жэне  көмірқышқыл 
газының мөлшері азаяды.  Биодизель кэдімгі дизельді отындармен 
салыстырганда  құрамында  күкірт  мүлде  болмайды.  Бұл  экология
жагынан тиімді. 
і  ,
Биодизель үшін жану нүктесі 100°С, бұдан оның қауіпсіз екен- 
дігін коруге болады. Биодизель шикізатын өндіруге үлкен алқаптар 
қажет емес жэне эртүрлі үлкен дозада өсімдіктерді қоргайтын хи- 
микаттарды қолдану шектеледі. Ол заттар өз кезегінде топырақтың 
қүнарлыгын төмендетіп, биодеградацияга үшыратады.
Екінші  жагынан,  осімдік  майын  алу  өндірісінде  шыгатьш 
күнжара малдарга жем-шөп ретінде қолдануга болады.  Сонымен, 
өсімдіктің биомассасы толыгымен қалдықсыз утилизацияланады.
Биодизель 
өндірісі 
ауылшаруашылыгына 
жарамсыз 
алқаптарды  қолдануга  мүмкіндік  береді. 
Қазіргі  тандагы 
бірқатар  жұмыссыздық  мэселелерін  шешуге  атап  айтсақ, 
ауылшаруашылыгы,  машинажасау,  қүрылыста  жаңа  жұмыс 
орындарының ашылуына септігін тигізеді.  Мысалы, Қазақстанда, 
Ресейде,  1995  ж.  мен  2005  ж.  аралыгында  егістік  алқаптар  25,06 
млн. гектарга азайган. АҚШ-да бос алқаптарга жыл сайын  1,3  мл­
рд. тонна биомасса өсіруге болады.
Биодизель өндірісінде этерификация реакциясы нэтижесінде 
пайда  болган  қоспа  түнады.  Өнімнің  жогаргы  жеңіл  фракциясы 
рапстың метил-эфирі, немесе биодизельді отын болып табылады.
250

Ал  төменгі  фракциясы  глицерин  фазасы  деп  аталады,  оны 
эдетте глицерин деп дұрыс атамайды. Ол таза глицерин емес, себе- 
бі, оны одан әрі таза күйіне жеткізу керек. Сілтілі жэне құрамында 
метанолдың болуына орай  тазартылмаган  глицеринді  ұзақ сактау 
немесе  утилизациялау  проблема  тугызады.  Этанолдан  алынатын
биодизель 
ТЫҒЫЗДЫҒЫНЫҢ жогары болуына орай тиімсіз.
Биодизель  артыкшылығы. 
Минералды  дизельотындар- 
дан  күкіртті  қосылыстарды  бөліп  алганда  олардьщ  майлагыш 
қасиетгері  жогалады.  Биодизельдің  кұрамында  аздаган  күкірт 
болганымен,  майлагыш  қасиетінің  жогары  болуына  байланысты 
мотордың  жұмыс  жасау  уақытын  ұзартады.  Химиялық  құрамы 
жэне кұрамындағы оттегінің болуымен түсіндіріледі.  Мысалы, ол 
өзінің  оригинал  двигателінде  биодизель  отынымен  1,25  миллион 
шақырым  жүруіне  байланысты  Германиядагы  грузовик  машина 
Гиннес рекордтар кітабына кірді.
Биодизельді  қолдану  барысында  автокөліктердің  тетіктерін 
майлау арқылы олардың жұмыс істеу уақытын айтарлықтай, орта­
ша есеппен 60% ұзартатыны анықталган.
Сонымен  коса,  двигательдерді  модернизациялаудың  қажеті
жоқ.
Биодизельдің жану нүктесі 150°С, ягни оның біршама қауіпсіз 
екенін  корсетеді.  Өндірістің  қосалқы  өнімі  -  глицерин,  өндірісте 
кеңінен  қолданылады.  Тазартылган  глицерин  техникалық  жугыш 
заттарды  алуга  қолданьшады  (мысалы,  сабын).  Терең  тазарту- 
дан  кейін  фармакологиялык  глицерин  алынады.  Оның  тонна- 
сы  нарықта  1  мың  евро  тұрады.  Глицеринге  фосфор  кышқылын 
қосып, фосфор тыңайтқыштарын алуга болады.
Жылдың аязды-суық мезгілінде отын багынан отын насосына 
жеткізілетін отын катып қалуына байланысты, оны қыздыру қажет 
немесе 20% биодизель жэне В20 маркалы 80% жанар май қоспасы 
(солярка) қолданылады. Олар 3 ай көлемінде гана сақгалады.
Өсімдіктерден биодизель алу
Биодизель  өндірісінде  негізгі  шикізат  ретінде  май,  си- 
рек -  эртүрлі  өсімдіктердің  немесе  балдырлардың  эфир  майлары 
қолданылады.  Сонымен коса,  өңделген өсімдік майлары, жануар­
лар майлары, балык майлары т.б. қолданылады.
Рапс  майы.  Тотыгуы  бойынша  жогары  тұрақтылыққа  ие. 
Ондагы  иодтың  молшері  (IV)  120  бірліктен  томен,  ол  қыстың
251

аязды  күндері  қолдануға  қолайлы.  Рапс  өте  үлкен  өнім  береді, 
сондықтан  биодизель  алу  мақсатында  шикізат  ретінде  көп  аудан- 
дарда өсіріледі.
Күнбағыс  майы.  Қазіргі  таңда  күнбағыстың  өнімі  рапска 
қарағанда  төмен,  бірак  ол  кұрғак  жэне  жылы  климатты  елдер- 
де  жақсы  өседі.  Иодтың  (IV)  мөлшері  Еуропа  стандартымен 
салыстырғанда көбірек (Европа Стандарты EN  14214  120 көп бол- 
мау керек), сондықтан оны иоды аз басқа майлармен араластыруға
тура келеді. 
"''  ' 
'*  ,J 
^
Жануарлар  майы  жэне  азықтық  майлар  қалдыктары.  Осы 
шикізаттың  Еуропада  қолданылуы  EN  14241  стандартымен 
анықталады.  Жануарлар  жэне  азықтық  майлар  полимерлерге  өте 
бай, олар тек құны арзан елдерде кеңінен тараған.
Соя майы. АҚШ мен Аргентинада кеңінен қолданылады. Соя 
майының  кұрамында  иодтың  мөлшері  120  жоғары,  бірак  оларда 
Еуропа  EN  14241  стандарты  таралмаған,  Америка  стандартында
D-6751 -02 ондай шектеу жоқ.
Пальма  майы.  1987  жылдан  бастап  Малайзияда  биоди­
зель  өндірісінде  кеңінен  колданылады.  +11 °С  температурада 
аққыштығы төмендеуіне байланысты жылы  елдерде оны қолдану 
шектелген (немесе қоспа түрінде қолданысқа ие)
Баска да көздер.  Биодизель алуда шикізат ретінде баска май- 
лы  дақылдардың  қолданылу  мүмкіндігі  элі  зерттелмеген.  Ника- 
рагуада  жаңғақ  майларын,  Грецияда  мақта  майларын  қолдану
тәжірибелері жасалған.
•  Жаңа  майлы  дақылдардың  тұкымдары.  Биодизель  алу 
мақсатында жақсы қасиеттерге ие келесі дақылдарды атауға бола­
ды:
•  линолен кышқылы типтес өте аз мөлшерде полиқаныкпаған
май қышкылдары( 18:3);
•  олеин  қышқылы  сияқты  көп  мөлшерде  моношектелме-
ген  май  қышқылдары,  (18:1),  ол  қыста  двигательдің  қатпауын
қамтамасыз етеді;
•  қыста колдану мақсатында қаныккан май қьппқылдарының
(16:0) жэне стеарин қышкылының (18:0) мөлшері аз.
Балдырлар.  Биодизель  өндірісі  үшін  келешегі  мол  шикізат 
ретінде балдырларды колдану тиімді болып табылады.  АҚШ-ның 
Энергетика  департаменті  1978  жылдан  1996  жыл  аралығында
252

«Aquatic  Species  Program»  бағдарламасы  бойынша  май  мөлшері 
жогары балдырларды зерттеген. Зерттеушілердің пікірінше, Кали­
форния,  Гавай  жэне  Нью-Мексика  жерінде  өндірістік  масштабта 
ашық тоғандарда  балдырларды  өсіруге  болады  деп  қорытындыға 
келген.  6  жыл  көлемінде  балдырлар  ІОООм2  ауданды  алатын 
тоғандарда  өсірілген.  Нью-Мексика тоғандарында  балдырлардың 
С 0 2  пайдалану  бойынша  жоғары  көрсеткішке  жеткен.  Тэулігіне
1  м2 ауданда балдырлар 50  г.  өнімділік көрсеткен. 200 мың гектар 
тоғанда АҚШ-ның жылдық 5% автокөліктердің тұтынатын отынын 
алуға  болады  екен.  200  мың гектар — ол  АҚШ-ның  балдырларды 
өсіруге жарамды 0,1 % жері. Бірақ, бұл технологияда көптеген про- 
блемалар бар.  Мысалы,  балдырлар жогары температураны жақсы 
көреді жэне олардың өндірісіне ыстық климат қолайлы, бірақ түнгі 
температура өзгерісін реттеу қажеттілігі туьшдайды.
1970  жылдары  мұнай  саласында  кризистік  жагдайдың  орын 
алуына  байланысты  отынның  альтернативті  түрлерін  іздестіру 
жэне  жасау  ауқымды  түрде  зерттеле  бастады.  Метил  жэне  этил 
спирттері, табиги газ, өсімдік майлары, бензин жэне дизельді отын- 
дар  альтернативті  отын  түрлері  ретінде  қарастырылды.  Олардың 
ішінде этил спирті, өсімдік жэне жануарлар майы қалпына келмей- 
тін түріне жатады.
Зерттеушілер  дизельді  двигательдер  үшін  өсімдік  майла- 
рын  келешегі  мол  альтернативті  отын  түрлеріне  жаткызады. 
Бірақ,  оларды  қолдану  техникалық  проблемаларды  туындатады. 
Өсімдік  майларының  жогары  тұтқырлыгы  мен  ұшқыштыгының 
төмендігіне байланысты  жиналып,  инжектордың кокстенуін жэне 
сақиналы  поршеннің  жабысқактыгына  экеледі.  Бұл  кемшіліктер- 
ді  моноалкил эфирлерін түзе отырып, майларды этерификациялау 
нэтижесінде жоюға болады.
Липидті 
шикізаттың 
биотрансформациясы 
отынның 
тұтқырлыгын  қамтамасыз  етеді.  Биодизелді  отын  улы  емес, 
биоыдырауга  кабілетті  альтернативті  отын.  Оның қасиеті  шикізат 
туріне карай өзгеріп отырады.
Өсімдік жэне жануарлар майынан алынатын биодизелді отын 
экономикалық көрсеткіштері бойынша мұнайдан алынатын дизел- 
ді отынмен бэсекелесе алмайды. Себебі, бос май кышқылдары көп 
болады жэне олар КОН  негізіндегі дәстүрлі  сілтілі  катализаторды 
колдану арқылы биодизедці отынга трансформацияланбайды.
253

Жогары  қышқылдық санга  ие жануарлар майларын  қаита 
өңдеу технологиясы (> 2 м-КОН/г май) туралы сипаттама.
Ет  өндірісінде  жануарлар  майларын  бейтараптайтын  үдеріс 
белгілі.  Оның  маңызы  қышқылдык  санын  азайтады,  ол  үшін 
каустикалық немесе  кальциленген  соданы  қосады  жэне  бастапкы 
шикізаттың көлемі азаяды.
Күкірт қышқылымен  өңдегенде,  осы  шығындарды  азайтады, 
екіншіден моноалкилді эфирлердің түзілуін қамтамасыз етеді.
Зерттеу  үшін  техникалық  тортасы 
айрылган 
майлар 
қолданылды.  Оның 40%  бос  май  қышқылдары  және  0,2%  су,  ме­
тил спирті (99,9%), спирт (99,5%), қышқылдық катализатор H2S 0 4, 
сілтілік катализатор -  калий гидроксиді КОН.
Зерттеулер  көрсеткендей,  бос  май  қышқылдарының  опти- 
мальді мөлшері бастапқы майда  1  мг КОН/г (0,5% БМҚ) болу ке­
рек.  Олардың  жоғары  мөлшерінде  бос  май  қышқылдары  (БМҚ) 
сілтілі катализатормен байланысып, сабын түзіп, шығынға әкеледі. 
Жануар майы өсімдік майына қарағанда эмульсия түзуі жоғары ке- 
леді. Бос май қышқылдарын бейтараптайтын сілтілі катализаторды 
көбірек қолдану, қиын ыдырайтын эмульсияның түзілуіне әкеледі. 
Зерттеулер  көрсеткендей,  қышқылды  катализатор  баяу  эсер  етеді
(5-10 сағ.).
Май  қышқылдарының  метилді  эфирінің  шығымы  жануар
майын өндеу үзақтығына жэне 20% БМҚ,  метил спирті  (20:1)  5% 
H2S 0 4,  65°С  температураға  тэуелді.  Бірақ  қышқылдық  катализа- 
торлар бос май кышқылдарын эфирге айналдыруға тиімдірек.
Күкірт  қышқылымен  өңдеу  қышқылдық  санның  мэнін
2  мг  КОН/г  да  азайтады,  қосымша  қосылатын  КОН  оның 
тиімділігін  арттырады.  Бүл  бос  май  қышкылдарының  этерифи- 
кациялану  реакциясымен  байланысты:  БМҚ  +  метил  спирті  = 
май  қышқылдарының  метилді  эфирі  (биодизель)  +  су,  ол  H2S 0 4. 
қышқылының  дұрыс  алынған  концентрациясында  тиімді  жүреді. 
Бөлме температурасында катализаторсыз алынған майдың барлық 
өнімдерінің  консистенциясы  қатты  болған,  қышқылдык  санын 
өлшеу үшін оларды қыздыру қажет.  Реакция аяқгалғанда қоспаны 
түндырған.  Тәжірибедегі  спирттің  сумен  қоспасы  5  %-тік H2S04 
колдану  кезінде  майлы  фазадан  бөлгіш  түтіктің  жоғары  бөлігіне
жиналды. 
^

жүктеу/скачать 17,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: