Презентация. Биотопливо

Скачать презентацию




Биотопливо
 


План: 1)Введение. -исторические данные -основные свойства сырья (рапс) -характеристики биотоплива 2)Затраты на выращивание рапса. -стоимость сырья -аренда земли -СЗР(средство защиты растений) -сбор урожая 3)Процесс производства биотоплива из рапса. 4)Вывод. 5)Дополнение.
 


Исторические данные Рапс – известная масличная и кормовая культура семейства крестоцветных. Растение возделывают с незапамятных времен - в культуре рапс известен еще за 4 тысячелетия до нашей эры. Родиной рапса одни исследователи считают Европу (Швеция, Нидерланды, Великобритания), а другие – Средиземноморье. Вполне возможно, что из Средиземноморья культура рапса распространилась в Индию, где рапс выращивают с древних времен. Скорее всего, в Индию растение завезено английскими и голландскими колонизаторами. Рапс был среди первых растений, окультуренных человеком. Ссылки на его использование или использование близких растительных сородичей имеются в самых ранних рукописях европейской и азиатской цивилизаций. Есть, например, мнение, что рапс возделывался еще 4 тыс. лет тому назад в Индии. Древние цивилизации в Азии и вдоль Средиземноморья использовали рапсовое масло для освещения, потому что оно давало бездымное пламя. Трудности точного установления времени введения рапса в культуру заключается в том, что термином «рапс» могут быть обозначены различные виды семейства капустных – рапс, сурепица, горчица. В последние годы появился новый термин – «канола», – рапс, улучшенный канадскими селекционерами.
 


В Европе рапс стал известен в XIII столетии, а возделывать его начали в конце XVII века, вначале в Бельгии и Голландии, затем – в Германии, Швеции, Швейцарии, Польше, России. Например, в Швеции история культивирования рапса прослеживается до времен Линнея, т. е. до середины XVIII в. Этот великий ученый еще в 1749 г. отметил небольшой масштаб возделывания и переработки семян рапса и выступал за расширение посевов рапса. В те времена рапсовое масло использовалось как в питании, так и для освещения жилищ. Тем не менее промышленное использование рапса было довольно ограниченным до развития паровой энергии, когда было обнаружено, что рапсовое масло лучше, чем любой другой смазочный материал, прилипает к металлическим поверхностям, контактирующим с водой и паром. Точное время появления рапса в России не установлено, однако известно, что в 1830 г. впервые семена рапса были отправлены из России за границу. В 1877 г. была издана монография Н. Мельникова «Маслоэкстракционное производство», в которой перечислялись маслоэкстракционные заводы России. Заводы эти перерабатывали, в частности, семена рапса и производили масло, используемое (в чистом виде или чаще в смеси с минеральным маслом) для смазки, в качестве лампадного масла и для тому подобных целей.
 


Основные свойства сырья (рапс) Семена рапса –  это экономически выгодный источник получения растительного масла и кормов с высоким содержанием белка. В семенах этого растения содержится более 40% масла, более 20% белка, и более 6% клетчатки. С каждого гектара, засеянного рапсом ( при  средней его урожайности 20 ц/га) можно получить 1120 кг шрота, который содержит 40% белка, имеющий сбалансированный аминокислотный состав, а помимо этого — 720 кг масла. Из 100 кг семян рапса получается более 40 кг масла и  около 56 кг жмыха. Масло из семян рапса можно  употреблять в пищу. Оно может быть использовано в виде заправки для салатов, входить в состав кухонных жиров и маргарина. Рапсовое масло используют и для технических целей Современные сорта рапса не содержат эруковую кислоту — она замещена линоленовой и олеиновой кислотами. Масло рапса существенно отличается  по своему составу от масел других культур. Это масло полезно для здоровья. В безэруковое масло содержит глицериды ненасыщенных жирных кислот в значительных количествах, а кроме того две полиненасыщенные  незаменимые жирные кислоты – линоленовую и линолевую. Линолевая кислота — основной компонент клеточных мембран. Линоленовая кислота участвует в кислородном обмене нервных клеток. Масло имеет низкое содержание ненасыщенных кислот.
 


Рапсовый жмых представляет собой высокобелковый корм для сельскохозяйственных животных. Полученный из семян низкоглюкозинолатных сортов жмых можно добавлять в рационы свиней, бройлеров, дойных коров и телят, кур-несушек и т.д. Жмых содержит большое количество главных аминокислот – цистина и метионина, а также много лизина. Глюкозинолаты – серные соединения, присутствующие в некоторых сортах рапса, ограничивают его использование в качестве кормовой культуры. Этот недостаток устранен у новых низкоглюкозинолатных безэруковых сортов. Высокое содержание клетчатки корректируется устранением оболочки. Жмых, полученный из очищенного рапса, похож по составу соевых жмых. Рапс играет важную агрохимическую роль. Благодаря короткому вегетационному периоду его  можно использовать как пожнивную и поукосную культуры, для более рационального использования пашни. Кроме того выращивание рапса имеет положительное действие на продуктивность зерновых культур, засеянных вслед за ним, так как корни рапса оказывают положительное влияние на микрофлору и структуру почвы. А при добавлении рапса в монокультуру урожайность зерновых может повышаться более чем на 20%. После уборки рапса при интенсивном возделывании в землю попадает  около 7 ц растительных остатков на гектар, что положительно влияет на баланс гумуса. Рапс также является медоносной культурой.
 


Характеристики биотоплива В последнее время перед обществом остро встает проблема альтернативных источников энергии: солнечная энергия, энергия ветра и воды, биотопливо и т.п. Самым перспективным из нетрадиционных источников энергии есть растительные и животные жиры, которые могут быть использованы для производства биодизельного топлива (биодизеля). Биодизельное топливо уже получило распространение во многих странах Европы. По желанию автовладельца на заправочных станциях биодизель могут заливать в бак автомобиля как в чистом виде, так и в качестве добавки (обычно 5% - 35%) к дизтопливу. Европейская комиссия в своем коммюнике предложила странам - членам ЕС к 2020 году заменить пятую часть нефти, которую потребляет транспортный сектор, альтернативными видами горючего. С 2009 года все страны объединенной Европы будут обязаны выпускать и потреблять биодизельное топливо. Около 80% выпускаемого Евросоюзом биодизеля производится из рапса. На производство этого экологически чистого вида топлива в 2004 году ушло около трети всего урожая рапса.
 


Преимущества биодизельного топлива Увеличение срока службы двигателя. При работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%. Меньше выбросов СО2. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. Биодизель почти не содержит серы (< 0,001%). Технология производства биотоплива Биодизель - это не что иное, как метиловый эфир, обладающий свойствами горючего материала и получаемый в результате химической реакции из растительных жиров. Для получения метилового эфира к семи массовым единицам растительного масла добавляется одна массовая единица метанола (т.е. соблюдается соотношение 7 :1), а также небольшое количество щелочного катализатора. Схема процесса производства биотоплива Рапс поступает в маслопресс, где масло отделяется от рапсового жмыха, используемого в комбикормовой промышленности. Далее рапсовое масло, передается в эстерификационную установку. Для получения метилового эфира к рапсовому маслу добавляется метанол (соотношение 7 : 1), и небольшое количество щелочного катализатора.
 


Процесс эстерификации происходит в реакторе при температуре 45...50°С в течении 80 мин. В результате химической реакции образуется метиловый эфир (биотопливо), а также побочный продукт - глицерин. Новое направление деятельности экологов в сфере биологической безопасности рассматривает всестороннюю оценку как положительных, так и отрицательных последствий широкого внедрения биотоплива, производимого из растений. Общая проблема при использовании сельскохозяйственного сырья для получения топлива состоит в том, что оно конкурирует с производством пищевых продуктов. Ставится задача – определить насколько широкое применение биотоплива соответствует принципам устойчивого развития, и сделать это направление энергетики экологически безопасным и не подрывающим социальную и экономическую системы страны, не угрожающим её продовольственной безопасности. Среди основных негативных тенденций, сопутствующих интенсивному производству биотоплива в западных странах находятся: повсеместный рост цен на продукты питания, продвижение трансгенных культур как сырья для биотоплива, конкуренция за земли сельскохозяйственного назначения и истощение земель “энергетическими” культурами, такими как рапс или подсолнечник. У российских производителей сырья для пищевых продуктов вопросы о нехватке и истощении земель возникают довольно редко
 


Большое количество биотоплива производится из семян рапса. В настоящее время на ключевом этапе получения биотоплива из растительных масел, в большинстве случаев, требуется добавление метанола, что для небольших объёмов производства не представляет коммерческого интереса у сельскохозяйственных предприятий с малой потребностью в топливе. Решая проблему с повышенными вязкостью и плотностью рапсового масла путём нейтрализации при температуре 65 – 70 °С, горячего отстаивания и фильтрации до степени 5 мкм, новый метод позволяет опустить вышеназванный этап и достичь желаемых свойств получаемого топлива. На мировом рынке предложен большой спектр комплектов оборудования по производству растительных масел, некоторые из них без особых проблем можно переоборудовать в минизаводы для получения биотоплива. Высокая стоимость предлагаемых комплектов оборудования связана с наличием ряда машин для подготовки семян перед извлечением из них масла, но учитывая, что такое оборудование имеется практически в каждом хозяйстве, появляется возможность снизить цену на минимаслозавод и включить в линию машины по производству биотоплива, такие как: пресс-фильтр, нейтрализатор-смеситель и дополнительные ёмкости под сопутствующее сырьё. Более доступным и апробированным в условиях АПК является прессовый способ прессования шнековыми прессами. Поскольку выход прессового масла более 30% приведёт снижению его качества, в технологической линии по производству биотоплива следует исключить двойной отжим. Для получения 300 – 500 т. в год биотоплива на основе рапсового масла, производительность линии (по семенам) должна составлять 200 – 250 кг/ч. Достижение желаемых свойств биотоплива определяется необходимыми требованиями к сырью и техническими условиями каждой стадии производства. Основные требования, предъявляемые к семенному материалу: влажность семян перед прессованием должна составлять не более 7 %, вес 1000 семян 3 – 4 г, степень очистки 95 – 99 %, кислотное число масла в семенах – не более 5 мг КОН.
 


Стоимость сырья (рапс) Стоимость рапса нового урожая намного превышает прошлогодние показатели. Причина — засуха в странах ЕС и ожидаемый дефицит культуры. Аграриям это сулит хорошие заработки, рынку — рост цен на остальную группу масличных В отличие от прошлого, в нынешнем году рапс цветет на радость крестьянам. Плохие погодные условия в ЕС стали причиной негативных предварительных оценок сбора урожая рапса. Вместо прошлогодних 20,4 млн. т европейцы соберут 19,2 млн. т. Готовясь к дефициту, европейские покупатели пытаются законтрактовать уже сейчас поставки из других стран. «В Германии союз кооперативных организаций прогнозирует урожай рапса лишь на уровне 4,5 млн. т. Перерабатывающие мощности заводов по производству рапсового масла составляют 8 млн. т. Недостаток сырья увеличивает спрос, поэтому стоимость рапса в Европе растет»,— отмечают в Институте экономических исследований и политических консультаций «Украинско-немецкий аграрный диалог». Предварительная суматоха на этом рынке уже отразилась на котировках. «На условиях FOB в Украине стоимость рапса сейчас составляет 5 тыс. грн. за 1 т, в то время как в прошлом году на аналогичный период она не превышала 2800 грн. за 1 т»,— рассказывает «і» аналитик рынка масличных культур компании «УкрАгроКонсалт» Юлия Гаркавенко. По ее словам, на конечном рынке — в ЕС на бирже MATIF, Франция, цена рапса также достаточно велика — EUR490 за 1 т. Высокой является и форвардная стоимость культуры в Украине — $600 за 1 т.
 


Этой ситуацией уже воспользовались основные поставщики рапса в ЕС. Так, украинский производитель масличных и зерновых культур компания Landkom International заключила форвардные контракты на поставку 20 тыс. т рапса на сумму $12 млн. Компания заключила два договора на поставку по 10 тыс. т. Landkom International ожидает, что цена продажи составит $575 за 1 т без учета НДС и расходов на доставку в порт. Генеральный директор Landkom International Виталий Скоцик сообщил, что по форварду продано на текущий момент уже 25 тыс. т рапса урожая 2011 г. Стоимость культуры в сравнении с прошлым годом выросла на 70%. Это, по мнению гендиректора, позволит компании обеспечить расходы и планировать инвестиции. Посевы озимого рапса в Landkom составляют 12,862 тыс. га, ярового — 2,5 тыс. га. Практически все объемы выращиваемого в Украине рапса экспортируются в страны ЕС, поскольку это основной рынок переработки культуры в биодизель. ЕС является вторым в мире по импорту рапса. Его доля в структуре импорта в 2011 г. составит 21%. Украина в свою очередь занимает третье место в мировом экспорте рапса после Канады и Австралии. Ее поставки составляют 13-15% ежегодных объемов.
 


В маркетинговом сезоне 2011-2012 в Украине ожидают вырастить 1,590 млн. т рапса, что больше прошлогодних объемов, которые составляли 1,470 млн. т. Экспорт в этом сезоне составит, по оценкам госпожи Гаркавенко, примерно 1,5 млн. т, т.е. будет вывезен практически весь урожай. В уходящем сезоне экспорт составил по состоянию на май 1,420 млн. Примечательно то, что уже к апрелю фактически весь рапс прошлого года был вывезен — так он востребован на внешнем рынке. Высокий интерес к культуре и его привлекательная стоимость делает рынок особенным. Как это обычно бывает, в период сбора урожая стоимость культур падает. «Рапсу это не грозит, поскольку культура слишком востребована. Значит, в июне ее стоимость не будет снижаться, а в дальнейшем будет только расти. Думаю, что весь произведенный рапс будет вывезен из Украины в первой половине маркетингового года, т.е. до декабря»,— полагает Юлия Гаркавенко. Цены на рапс слишком зависят от нефтяных котировок и повышаются вслед за ними. Все бы ничего, если бы такой интерес к культуре ограничивался последствиями только для этого рынка. Но эксперты опасаются, что такое стремительное подорожание культуры подтянет цены на остальные масличные и продукты из них — масла. Уже сейчас подсолнечное масло уходит на экспорт из Украины, FOB по цене $1350-1370 за 1 т. Тем не менее рапс может и подешеветь. Его стоимость может быть ограничена динамикой цен на сырую нефть. Именно это определяет прибыль переработчиков рапса. «Сейчас разумно продавать только часть урожая, поскольку котировки нефти снижаются и возможно снижение стоимости рапса»,— считают в Институте экономических исследований и политических консультаций «Украинско-немецкий аграрный диалог».
 


Аренда земли Договор аренды земли составляется в письменной форме. Нотариальное засвидетельствование не обязательно, но желательно, поскольку в таком случае будут гарантированы законность и правомерность изложенных в договоре положений. Договор должен определять условия аренды земли; ее сроки; размер, форму и сроки арендной платы; условия расторжения и возобновления аренды. Владельцу земельного участка следует указать в договоре, какие виды деятельности на его земельном участке арендатору позволены, а какие – нет. Это обезопасит землевладельца от нерационального использования его участка и возможного вреда, который может причинить земле неэффективное хозяйствование. Перед тем, как заключать договор об аренде, следует посоветоваться со своими знакомыми, которые уже имеют опыт сдачи земли в аренду, чтобы избежать ошибок, которые будет сложно исправить после подписания договора. По данным Госземагентства, в 2007 году уже заключены 4349,1 тыс. договоров аренды земельной доли (пая). А это составляет 63% от суммарного количества полученных сертификатов и государственных актов. Преобладающее большинство договоров – 51,4% – заключены с хозяйствами-правопреемниками негосударственных сельскохозяйственных предприятий. С фермерскими хозяйствами и другими субъектами хозяйствования заключены соответственно 12,6% и 36% договоров аренды. Крестьяне-пенсионеры заключили 2 млн. 298 тыс. договоров, а это около 52,8%. Преимущественно договоры по аренде заключаются на срок до 5 лет. Что касается форм оплаты аренды, то среди них лидирует натуральная форма: 76,3% арендной платы по Украине выплачивается сельхозпродукцией. Общая сумма выплат за аренду земельных участков за 2007 год составляет 2,3 млрд. грн., в том числе крестьянам-пенсионерам – 1,1 млрд. грн. (47,3%).
 


Для примера, по Харьковской области официальные расчеты стоимости земли, пая, и аренды таковы:  • Стоимость земли – 8400,4 грн/га (при этом цена довольно сильно отличается в зависимости от районов. Так, в Купянском районе стоимость земли составляет 7309 грн/га, что является наименее низкой официальной стоимостью).  • Средний размер пая - 7 га.  • Стоимость пая - 58,8 тыс. грн.  • Стоимость аренды гектара:  – При ставке 1,5 % - 126 грн/га.  – При ставке 2 % - 168 грн/га.  • Стоимость аренды всего пая:  – При ставке 1,5 % - 882 грн.  – При ставке 2 % - 1176 грн.  • Базовая ставка налога (0,1 %) - 8,4 грн/га в год.
 


СЗР Рапс (100 Га) Всего(обработка"обновление вегетации") 9100 грн Всего (обработка "начало цветения") 11460 грн
 


Всего (обработка "2-3 недели до сбора") 11 100 грн Всего  31 660 грн
 


Сбор урожая Рапс Урожай собирают преимущественно раздельным способом в фазе желто-зеленой спелости, используя жатки ЖВН-6, ЖРБ-4, 2, ЖВБ-4, ЖСК-4АМ, жну-4, ЖБА-3, 5, ЖВП-6 при влажности семян 30 -35% и высоте среза растений не менее 20-25 см. Прямое комбайнирования применяют на незабурьянених посевах до наступления полной спелости стручков на всему растению при влажности семян 10-15%. Для сушки такого, с повышенной влажностью, семена надо иметь хорошо налаженный токов-сушильный коплекс. Обмолот валков следует начинать при влажности семян 10-12% и завершить за 2-3 дня; обмолачивать валки за 600 оборотов барабана в минуту, а за прямого комбайнирования число оборотов увеличивают до 800. Скорость движения комбайна — 5-6 км / ч. Для уменьшения высыпания семян обмолот целесообразно проводить утром, вечером и ночью. Чтобы ускорить созревание семян и снизить интенсивность поражения его возбудителями таких болезней, как альтернариоз, фомоз, серая гниль и др., нужно за 7-10 дней до уборки провести десикацию семенных посевов Реглон, 20% в.р., при норме расхода препарата 2 -3 л / га, а рабочего раствора: по наземного опрыскивания — 200 л / га, по авиаобробкы — 50-75 л / га. Чтобы предотвратить потери урожая при сборе, комбайн СК-5 обязательно надо оборудовать полотняно-планчастимы подборщиками (ППТ-3, ППТ-3, А или ПТП-2, 4) и устройством ПКК-5, тщательно провести герметизацию в комбайне всех мест возможных потерь семян. На уборке рапса хорошо показали себя «Лан» и «Славутич» — украинская комбайны серийного производства. Наименьшие потери семян допускают комбайны зарубежного производства: Sampo, Glaas, Dominator, Bizon и другие.
 


Ворох семян, поступающего от комбайна, необходимо для предотвращения самосогреванию, срочной очистки. Даже кратковременное согревание вороха приводит к резкому снижению посевных и товарных качеств семян. Только семена поступит на гумно машинами ОВС-25, ОВП-20А, стационарными зерноочистительных агрегатов ЗАВ, сепаратором К-527А10 (производства фирмы «Петкус», Германия) и др. следует провести первичную очистку вороха и сразу просушить его: для долгосрочного хранения — до влажности 8%, для кратковременного — 8-11%. Для сушки рапса используют установки активного вентилирования (подовые сушилки, оборудованные воздухоподогревателя ВПТ-600 или теплогенераторами ТАУ-0, 75, ТГ-1, 5 и др.); бункеры активного вентилирования БВ-25 и БО-40 в составе отделений ОБВ-100 и ОБВ-160; шахтные зерносушилки М-819 (Польша), Т-662, Т-663 (Германия). При отсутствии сушилок семена следует сушить на открытых площадках, расстилая его в солнечную погоду 5-10-сантиметровым слоем и постоянно перемешивая.
 


Процесс производства биотоплива из рапса
 


 
 


Рапс является наиболее перспективным сырьем для производства биодизеля в условиях Украины, т.к. на Украине, благодаря природно-климатическим условиям, обеспечивается достаточно высокая урожайность этой культуры. Кроме того, рапс используют в севообороте, для улучшения качества почвы, что способствует получению более высоких урожаев других, участвующих в севообороте, сельскохозяйственных культур, например, подсолнечника. Технология произ­водства биоди­зеля из рапса представлена на схеме слева. Исходное сырье (семена рапса) поступает в маслобойку, где масло отделяется от рапсового шрота, ис­пользуемого в комби­кормовой промышлен­ности. Далее рапсовое масло, передается в этерификационную уста­новку. Моле­кулы жира, входящие в состав рапсового масла, состоят из триглицеридов: соединений трехва­лентного спирта глицерина с тремя жирными кислотами. Для получения метилового эфира к рапсовому маслу добавляется метанол (соотношение 9 : 1), и небольшое количество щелочного катализатора. Процесс этерификации происходит в специальных колоннах. В результате химической реакции образуется метиловый эфир (биодизель), а также побочный продукт - глицерин.        Полученный из рапса биодизель отличается хорошей воспламеняемостью, что обеспечивается более высоким, чем у "нефтяного" дизтоплива, цетановым числом (56-58 против 50-52).
 

< <       > >