23/09/2013 - Erste Schritte zu einem besseren und billigeren Biodiesel

Menéame

Haben Wein und Biodiesel eine Beziehung? Die Antwort ist ja, auch wenn es erstaunlich erscheint. Die Acetal sind chemische Verbindungen, die in vielen Weinen vorkommen, wie z. B. im Portwein, dem ein besonderer, süßer Geruch zuteil wird. Bei der Mischung von Acetal mit Biodiesel, Verbesserung der Eigenschaften Das hier.

Die Forschungsgruppe SUPREN der Abteilung für Chemie- und Umwelttechnik Hochschule für Technische Ingenieurwissenschaften Bilbao(UPV/EHU) arbeitet an einem Projekt, das versucht, die Verwendung dieses ungewöhnlichen Kraftstoffs zu fördern. Die Frage ist, wie man einfach und billiger Acetale produziert.. Ausgangspunkt sind Alkohol aus zuckerreichen Pflanzen oder Glycerin, ein Nebenprodukt von Biodiesel, das ebenfalls eine Art von Alkohol ist. Ziel ist es, einen industriellen Prozess zu finden, um die Ergänzungen zu erhalten, die den Biodiesel verbessern werden, den wir später in unsere Fahrzeuge stellen werden.

Wenn man Diesel aus Erdöl mit dem aus Pflanzen gewonnenen Diesel vergleicht, besitzt Biodiesel Bessere Eigenschaften von Untuosität und biologischen Abbau; aber es ergibt sich, in Bezug auf Oxidation, Energiepotential und Verschmutzung schlechter. Die SUPREN-Gruppe (Sustainable Process Engineering Group); Gruppe für nachhaltige Verfahren in Spanisch) der Abteilung für Chemie- und Umwelttechnik der Bilbao Engineering School (UPV/EHU) analysiert die Ergänzungen, die diese Nachteile verbessern würden. Sie haben sich insbesondere bei der Erzeugung von Acetalen vertieft.

Vom Standpunkt der Chemie aus werden die Acetale durch Reaktion von Alkohol undaldehyd gewonnen. Sie werden natürlich in den Gärungsprozessen erzeugt. Bei vielen Weinen wie Portweinen sind beispielsweise die Acetals ein Qualitätsindikator, weil sie so etwas Besonderes und Süßes riechen, das sie dem Wein bringen. Durch das Verschütten der Flüssigkeit aus den Gefäßen in den Kraftstoffbehälter verbessern die Acetals die Eigenschaften von Biodiesel, indem sie mit Biodiesel vermischt werden: Die Verbrennung ist effizienter und verunreinigt außerdem weniger, da die Leistung des Motors gesteigert wird. Es ist von besonderer Bedeutung, eine einfache und kostengünstige Methode zur Gewinnung von Acetalen zu finden, da ein Liter Biodiesel etwa 15 Prozent Acetal enthalten kann.

Vom Labor bis zur Industrie
 

Es ist einfach, in einem Labor Acetal zu produzieren, aber ein Prozess auf industrieller Ebene zu entwerfen, ist nach Angaben des Forschers der UPV/EHU Ion Agirre etwas anderes. Er versucht, diesen Prozess mit Hilfe seiner Kollegen aus der SUPREN-Gruppe zu ermöglichen. Sie haben den Alkohol aus den zuckerreichen Pflanzen (Zuckerrohr, Zuckerrüben...) und auch Glyzerin, beide Alkohole nachwachsenden Ursprungs, erfahren. Glyzerin ist auch ein Alkohol, und es ist ein Nebenprodukt, das aus der Reaktion, um Biodiesel zu erhalten gewonnen wird. Es wird vor allem in Cremes und kosmetischen Mitteln verwendet, aber es ist schwierig, das gesamte bei der Herstellung von Biodiesel erzeugte Glycerin auf diese Verwendung zu lenken. Daher wäre es vorteilhaft, diese Verbindung in der Produktion von Acetalen zu validieren.

Eine der Schlussfolgerungen der Untersuchung war, dass Glycerin-basierte Acetale im Vergleich zu zuckerreichen Pflanzen wie Ethanol oder Butanol bessere Eigenschaften auf Biodiesel übertragen. Außerdem haben sie untersucht, welches Verfahren am besten geeignet ist, um ölhaltige Erzeugnisse aus der Leistung zu erzeugen. Und das ist, dass die Umwandlungsrate der Reaktion zwischen 50 % und 60 % liegt, d. h. nur diese Menge Alkohol wird in Acetal umgewandelt. Das Ziel, damit der Prozess in der Industrie gültig ist, wäre es, 100 Prozent der Leistung oder Umwandlung zu erreichen, und die letzten Experimente haben gezeigt, dass dies möglich ist. Durch die Verwendung eines Harzes als fester Katalysator anstelle von Schwefelsäure und Glycerin und Butyraldehyd oder Acetaldehyd als Ausgangspunkt haben sie eine Rendite von 100 % erzielt.

Sie haben Labortechniken eingesetzt, um diese Ergebnisse zu erzielen, die auf industrieller Ebene noch nicht weit entwickelt sind; die Produktion von Glycerin-Acetalen scheint jedoch durch konventionelle Techniken möglich zu sein. Durch diese Untersuchungen konnten die Reaktionen auf die Gewinnung von Acetalen gründlich untersucht werden, so daß ein Prozess auf industrieller Ebene konzipiert und die Kosten für die Herstellung von Acethalen näher erläutert werden konnten.

Über den Autor:

Die SUPREN-Gruppe (Sustainable Process Engineering Group); Gruppe für nachhaltige Verfahren in Spanisch) ist eine Forschungsgruppe der Abteilung für Chemie- und Umwelttechnik an der Hochschule für Technische Technik in Bilbao (UPV/EHU). Sie untersuchen unter anderem die Charakterisierung von Kraftstoffen. Im Bereich der nachwachsenden Rohstoffe untersuchen sie neue Katalysesysteme und Ergänzungen, die die Eigenschaften von Biodiesel verbessern würden, z. B. auf der Grundlage des bei der Herstellung von Biodiesel erzeugten Glycerins. Das Ergebnis dieser Arbeit ist der Artikel Glycerol acetals as Diesel additional: Kinetic study of the reaction between glycerol and acetaldehyde, veröffentlicht in der Zeitschrift Fuel Processing Technology. Die Mitglieder der Gruppe, die über die Acetals untersuchen, sind: Professoren und Doktoren in Industrietechnik José Francisco Cambra Ibañez und Pedro Luis Arias Ergueta. Der Professor und Doktor in Chemietechnik Jesus Maria Requies Martinez. Professoren und Doktoren in Industrial Engineering Victoria Laura Barrio Cagigal und María Belén Güemez Bilbao, und Professor für Chemietechnik Ion Agirre Arisketa.

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Veröffentlichungen:

Die Forschungsgruppe hat 2013 folgende Artikel zu diesem Thema veröffentlicht:

1. Güemez MB, Requies J, Agirre I, Arias PL, Barrio VL, Cambra JF. Acetalization reaction between glycerol and n-butyraldehyde using an acidic ion exchange resin. Kinetic modelling. Chem. Eng. J 228 (2013) 300-307
Wirkungsindex: 3.473 (10/133)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894713006050
 

2. Agirre I, Güemez MB, Ugarte A, Requies J, Barrio VL, Cambra JF, Arias PL. Glycerol acetals as diesel additives: Kinetic study of the reaction between glycerol and acetaldehyde. Fuel Proc. Technol. 116 (2013) 182-188.
Aufschlagindex: 20816 (17/133)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378382013002099

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UPV/EHU

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