Одним из направлений в возобновляемой энергетике является использование биодизельного топлива. Жидкое биотопливо применяется в транспортных средствах, при этом сокращается количество вредных выбросов в атмосферу. Применение биотоплива в качестве добавки к дизельному топливу позволяет улучшить его смазывающие свойства и сократить объем потребляемого топлива [1, 2]. Кроме того, биотопливо способно к биологическому разложению, при попадании в окружающую среду не наносит ей вред. Источниками для получения такого топлива являются различные пищевые и непищевые масленичные растения (кукуруза, рыжик, микроводоросли, индау), животные жиры, а также отработанные масла [3, 4]. Многообещающим и перспективным методом синтеза метиловых эфиров растительных масел является ультразвук. Как известно, ультразвуковые колебания высокой частоты способствуют интенсификации различных технологических процессов [5].
Целью исследований является определение параметров синтеза биодизельного топлива при его обработке ультразвуком.
Синтезируют биотопливо по реакции переэтерификации в присутствии гомогенного катализатора. Реакцию проводили с использованием ультразвука на установке Qsonica sonicators Q700 с частотой механических колебаний 20 кГц и максимальной потребляемой мощностью до 700 Вт. Измеряли кинематическую вязкость и плотность конечного продукта. Состав конечного продукта оценивали по полученным хроматограммам на установке «Кристалл 2000М».
На рис. 1а показан процесс синтеза биотоплива в аппарате Qsonica sonicators Q700, а на рис. 1б – внешний вид продуктов синтеза.
Проведено исследование влияния времени синтеза (рис. 2), концентрации катализатора (рис. 3), концентрации спирта на выход биотоплива (рис. 4).
Установлено, что время синтеза биотоплива под воздействием ультразвука значительно сокращается до нескольких секунд. В традиционном способе время синтеза может составить несколько часов. При воздействии ультразвука на исследуемые жидкости возникает эффект схлопывания пузырьков, в результате чего активируются молекулы спирта и триацилглицеринов растительного масла.