д.т.н., профессор, кафедра технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professor, technology of fats, processes and devices of chemical and food production department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
д.т.н., профессор, кафедра 208 общепрофессиональных дисциплин, ул. Старых Большевиков, 54а, г. Воронеж, 394064, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professor, department of 208 general professional disciplines, Old Bolsheviks str., 54a, Voronezh, 394064, Russia
д.с-х.н., профессор, кафедра технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции, ул. Мичурина, 1, г.Воронеж, 394087, Россия
Dr. Sci. (Agric.), technology for storage and processing of agricultural products department, str. Michurina str., 1, Voronezh, 394087, Russia
старший преподаватель, кафедра 208 общепрофессиональных дисциплин, ул. Старых Большевиков, 54а, г. Воронеж, 394064, Россия
senior lecturer, 208 general professional disciplines department, Old Bolsheviks str., 54a, Voronezh, 394064, Russia
Анализ резервов эффективности наиболее перспективных технологий получения биодизельного топлива показал целесообразность реализации технологического цикла в следующей последовательности: сначала переэтерификация растительного масла сверхкритическим спиртом, затем флюидная сверхкритическая СО2-экстракция охлажденной реакционной смеси; ее сепарирование в поле центробежных сил для отделения глицерина от целевого продукта, и далее отделение диоксида углерода газожидкостной сепарацией с получением очищенного биодизельного топлива и возвратом диоксида углерода на стадию экстракции. В соответствии с методологией эксергетического анализа рассмотрено влияние на систему внутренних и внешних энергетических потерь. В суммарное количество внутренних эксергетических потерь, связанных с необратимостью любых реальных процессов, входили потери от конечной разности температур в результате рекуперативного теплообмена между материальными и тепловыми потоками, а также гидравлические потери, обусловленные внезапным увеличением удельного объема теплоносителя при его поступлении из трубопровода в рабочие объемы аппаратов. Внешние потери связаны с условиями сопряжения системы с окружающей средой. Они обусловлены отличием температуры теплоносителей от температуры окружающей среды, несовершенством тепловой изоляции оборудования и сбросом конденсата. Эксергетический анализ показал, что эксергетический КПД для технологии получения биодизельного топлива в сверхкритических условиях с применением ПЭХМ составляет 52,62%, что на 15–20% выше, чем у известных технологий. Это характеризует предложенную технологию как теплотехнологическую систему с высокой степенью термодинамического совершенства, что было достигнуто за счет организации работы в замкнутых термодинамических циклах и использования отработанных теплоносителей.
Analysis of the efficiency reserves of the most promising technologies for biodiesel production showed the feasibility of implementing the technological cycle in the following sequence: first, the transesterification of vegetable oil with supercritical alcohol, then the fluid supercritical СО2 extraction of the cooled reaction mixture; its separation in the field of centrifugal forces to separate glycerol from the target product, and then the separation of carbon dioxide by gas-liquid separation to obtain purified biodiesel and return carbon dioxide to the extraction stage. In accordance with the methodology of exergetic analysis, the influence of internal and external energy losses on the system is considered. The total number of internal exergetic losses associated with the irreversibility of any real processes included losses from the final temperature difference as a result of recuperative heat exchange between material and heat flows, as well as hydraulic losses caused by a sudden increase in the specific volume of the coolant when it enters the operating volumes of the devices from the pipeline. External losses are related to the conditions of the system interface with the environment. They are caused by the difference between the temperature of heat carriers and the ambient temperature, imperfect thermal insulation of equipment and condensate discharge. Exergetic analysis has shown that the exergetic efficiency for the technology of biodiesel production in supercritical conditions using steam-ejection refrigerating machine is 52.62%, which is 15–20% higher than that of known technologies. This characterizes the proposed technology as a heat-technological system with a high degree of thermodynamic perfection, which was achieved by organizing work in closed thermodynamic cycles and using exhausted heat carriers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.