Τι είναι το βιοντήζελ

Το βιοντήζελ είναι ένα ανανεώσιμο καύσιμο, που παράγεται από φυτικά έλαια, συνήθως από ηλιέλαιο, σογιέλαιο, κραμβέλαιο κλπ. Επίσης μπορεί να παραχθεί από χρησιμοποιημένα τηγανέλαια και ζωικά λίπη. Τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του είναι όμοια με εκείνα του πετρελαίου κίνησης.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πετρελαιοκινητήρες, είτε σε μείγμα με το πετρέλαιο κίνησης σε διάφορα ποσοστά, είτε αυτούσιο. Για την χρήση αυτούσιου βιοντήζελ απαιτείται σε ορισμένους πετρελαιοκινητήρες, κυρίως κατασκευασμένους πριν το 1990, μικροαλλαγές, όπως αντικατάσταση ελαστομερών. (σωληνάκια κλπ)

Γιατί βιοκαύσιμα

Η σχέση μεταξύ του φαινομένου του θερμοκηπίου που οδηγεί στην υπερθέρμανση του Πλανήτη και της καύσης ορυκτών καυσίμων είναι πλέον αδιαμφισβήτητη. Όλα τα στοιχειωδώς σοβαρά προγνωστικά μοντέλα, διαφέρουν μεταξύ τους μόνον ως προς την ταχύτητα εξέλιξης της κλιματικής αλλαγής και επιδείνωσης των κλιματικών συνθηκών.

Η χρήση βιοντήζελ στους πετρελαιοκινητήρες έχει σημαντικά περιβαλλοντικά οφέλη, όπως ελάττωση των συνεπειών του φαινομένου του θερμοκηπίου και μείωση των εκπομπών καυσαερίων. Επίσης, συμβάλλει ουσιαστικά στην βελτίωση της ενεργειακής ανεξαρτησίας και την ανάπτυξη της Γεωργίας.

Διάφορα ερευνητικά προγράμματα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, αλλά και έρευνες ανεξάρτητων ιδρυμάτων παγκοσμίως, έχουν καταδείξει ότι η κατανάλωση ενός kgr βιοντήζελ σε αντικατάσταση συμβατικού πετρελαίου, έχει σαν συνέπεια την μείωση του διοξειδίου του άνθρακα, (CO2), κατά τουλάχιστον 1 kgr, ενώ στην περίπτωση εξελιγμένων βιοκαυσίμων, όπως το βιοντήζελ από απόβλητα, (τηγανέλαια, ζωικά λίπη), η μείωση ξεπερνάει τα 3 kgr. Επί πλέον, το βιοντήζελ έχει σχεδόν μηδενική περιεκτικότητα σε θείο ενώ είναι ταχέως βιοαποικοδομήσιμο.

Η εκτεταμένη χρήση βιοντήζελ στην Ε.Ε., αποτελεί ένα από τα βασικά μέσα για την επίτευξη των στόχων μείωσης των αερίων του θερμοκηπίου που έχουν συμφωνηθεί με την συνθήκη του Κυότο. Για τον λόγο αυτόν, η Ε.Ε. έχει ορίσει δεσμευτικά ποσοστά χρήσης βιοκαυσίμων στα καύσιμα κίνησης στα κράτη – μέλη.

Γιατί βιοντήζελ από τηγανέλαια

Η ίδια η καύση του βιοντήζελ, όπως και όλων των βιοκαυσίμων, παράγει την ίδια περίπου ποσότητα CO2 που παράγεται κατά την καύση των συμβατικών καυσίμων. Όμως η ποσότητα αυτή, ισούται με την ποσότητα CO2 που έχει απορροφήσει από την ατμόσφαιρα το φυτό από το οποίο προέρχονται τα βιοκαύσιμα. Ετσι το ισοζύγιο CO2 από την ανάπτυξη του φυτού και την καύση του παραγόμενου βιοντήζελ, είναι μηδενικό. Η αειφορία αυτή όμως διαταράσσεται από το CO2 που εκλύεται στην ατμόσφαιρα σε όλον τον κύκλο παραγωγής των βιοκαυσίμων, Δηλαδή, από τα καυσαέρια των γεωργικών μηχανημάτων που χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια και συγκομιδή των πρώτων υλών, την παραγωγή των λιπασμάτων, την μεταφορά τους κλπ. Γι’αυτό και η μείωση του CO2 σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα δεν είναι 100%, αλλά κυμαίνεται από 50 ως 90%. Στην περίπτωση χρήσης αποβλήτων για πρώτη ύλη, όπως τηγανέλαια και ζωικά λίπη, η μείωση αυτή φτάνει ή και ξεπερνάει το 90%, καθώς όχι μόνον δεν επιβαρύνεται η ατμόσφαιρα με CO2 για την παραγωγή τους, αλλά προστατεύεται το Περιβάλλον από τις επιπτώσεις που θα είχε η απόρριψή τους.

Αυτός είναι ο βασικός λόγος για τον οποίον η χρήση βιοντήζελ από απόβλητα ενθαρρύνεται έντονα από την Ε.Ε. και οι ποσότητές του που χρησιμοποιούνται σαν καύσιμα κίνησης μετρούν διπλές στους στόχους των χωρών μελών για χρήση βιοκαυσίμων.

Βιοντήζελ και περιβάλλον

  • Δεν είναι τοξικό
  • Δεν περιέχει αρωματικές ενώσεις και θείο
  • Είναι εύκολα βιοαποικοδομήσιμο
  • Έχει χαμηλότερες εκπομπές σωματιδίων PM, μονοξειδίου του άνθρακα CO και υδρογονανθράκων HC
  • Συνεισφέρει σημαντικά λιγότερο σε αέρια θερμοκηπίου

Ως προϊόν ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, το βιοντίζελ είναι ένα καθαρό, μη τοξικό και βιοαποικοδομήσιμο καύσιμο, δεν περιέχει αρωματικές ενώσεις και οι εκπομπές των οξειδίων του θείου, μονοξειδίου του άνθρακα, άκαυστων υδρογονανθράκων και αιθάλης, που προέρχονται από την καύση του στις μηχανές ντίζελ, είναι πολύ χαμηλές. Η παρουσία του θείου στα καύσιμα ευθύνεται για τα οξείδια του θείου (SOx) στα καυσαέρια, τα οποία αποτελούν έναν από τους κυριότερους ρύπους του συμβατικού ντίζελ. Στο βιοντίζελ η περιεκτικότητα σε θείο είναι σχεδόν μηδενική. Επίσης, το βιοντίζελ περιέχει σημαντικά ποσοστά οξυγόνου (περίπου 10 % κ.β.) που καθιστά την καύση του λιγότερο ατελή, με

αποτέλεσμα η περιεκτικότητα των καυσαερίων σε μονοξείδιο του άνθρακα (CO), άκαυστους υδρογονάνθρακες (HC) και αιθάλη (C) να είναι πολύ μικρότερη απ’ ότι στο συμβατικό ντίζελ.
Επίπλέον, η καύση του βιοντίζελ δεν αυξάνει ή αυξάνει ελάχιστα τις εκπομπές οξειδίων του αζώτου (ΝΟx) και συμβάλλει στη μείωση των αερίων του θερμοκηπίου τουλάχιστον κατά 3,2 κιλά ισοδύναμου διοξειδίου του άνθρακα (CO2) για κάθε κιλό βιοντίζελ, αφού η ποσότητα του CO2, που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της καύσης, έχει πρηγουμένως απορροφηθεί από το φυτό από το οποίο προήλθε η πρώτη ύλη παραγωγής του.

Εγκατάσταση παραγωγής μεθυλέστερων λιπαρών οξέων (ΒΙΟΝΤΗΖΕΛ) της Ελίν Βιοκάυσιμα.

Με την εφαρμογή διεθνούς τεχνολογίας αιχμής στην κατασκευή/λειτουργία του εργοστασίου και σε όλη την παραγωγική διαδικασία σε συνδυασμό με το σύστημα διασφάλισης ποιότητας που εφαρμόζεται σε όλα τα στάδια παραγωγής και διακίνησης, η Ελίν Βιοκαύσιμα εξασφαλίζει την παραγωγή και διάθεση στους καταναλωτές ελληνικού βιοντήζελ άριστης ποιότητας.

Η μονάδα παραγωγής μεθυλεστέρων λιπαρών οξέων (βιοντήζελ) της Ελίν Βιοκαύσιμα είναι εγκατεστημένη στην Β’ Βιομηχανική Περιοχή (ΒΙ.ΠΕ.) Βόλου.

Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς του υφιστάμενου μηχανολογικού εξοπλισμού ανέρχεται σε 1400 kW.

Η μέγιστη δυναμικότητα της μονάδας ετησίως είναι 80.000 tn βιοντήζελ με συνεχή λειτουργία.
Επίσης η μονάδα διαθέτει οπτικοποιημένο σύστημα ελέγχου της παραγωγικής διαδικασίας. Τεχνικά δεδομένα της διαδικασίας (π.χ. θερμοκρασίες, παροχές, στάθμες κ.λ.π.) αναπαρίστανται στην οθόνη και αποθηκεύονται. Ακόμα από τις απεικονίσεις δίνεται η δυνατότητα έναρξης και λήξης λειτουργίας μηχανημάτων, μηχανών, κινητήρων, καθώς και επίβλεψης όλων των λειτουργιών της μονάδας.

Παραγωγική διαδικασία

H παραγωγική διαδικασία που εφαρμόζεται στην μονάδα της ΕΛΙΝ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ Α.Ε. για την παραγωγή μεθυλεστέρων λιπαρών οξέων (βιοντήζελ) είναι συνεχής και αποτελείται από τα παρακάτω επιμέρους στάδια:

  • Εξευγενισμός χρησιμοποιημένων μαγειρικών ελαίων (τηγανελαίων): Τα χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια (τηγανέλαια) πριν χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή βιοντήζελ υφίστανται επεξεργασία εξευγενισμού προκειμένου να βελτιωθούν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ώστε να ανταποκρίνονται στις προδιαγραφές της συγκεκριμένης παραγωγικής διαδικασίας.
  • Όξινη εστεροποίηση: Τα τηγανέλαια και τα ζωικά λίπη με ψηλή οξύτητα υφίστανται όξινη εστεροποίηση κατά την οποία τα λιπαρά οξέα που προκαλούν την οξύτητα μετατρέπονται σε μεθυλεστέρες. Το μείγμα μεθυλεστέρων και του υπόλοιπου (χαμηλής πλέον οξύτητας) τηγανελαίου χρησιμοποιείται σαν πρώτη ύλη στην βασική μονάδα εστεροποίησης.
  • Εστεροποίηση: το τελικό προϊόν (μεθυλεστέρες λιπαρών οξέων – βιοντήζελ) παρασκευάζεται μέσω αντίδρασης μετεστεροποίησης της πρώτης ύλης, δηλαδή των σπορελαίων ή των χρησιμοποιημένων τηγανελαίων. Η απαιτούμενη αλκοόλη για την πραγματοποίηση της αντίδρασης εστεροποίησης είναι η μεθανόλη (CH3OH).
  • Πλύσεις μεθυλεστέρων. Προκειμένου οι μεθυλεστέρες να πληρούν τις προδιαγραφές της Ευρωπαϊκής Ένωσης, είναι απαραίτητο να υποστούν διεργασία πλύσεων με νερό, ώστε να απαλλαγούν από τις ανεπιθύμητες ουσίες (υπολείμματα γλυκερίνης, σαπώνων, μεθανόλης, κλπ).
  • Ξήρανση μεθυλεστέρων: οι μεθυλεστέρες που προκύπτουν από το τρίτο στάδιο πλύσης, περιέχουν ακόμη κάποιες μικρές ποσότητες υγρασίας και μεθανόλης. Για το λόγο αυτό και προκειμένου τα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους να είναι σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ 14214, οι μεθυλεστέρες πρέπει να υποστούν μία επιπλέον επεξεργασία, στόχος της οποίας θα είναι η απομάκρυνση των ουσιών αυτών.
  • Απόσταξη. Το βιοντήζελ που προέρχεται από τηγανέλαια περιέχει ορισμένες προσμίξεις που υποβαθμίζουν την ποιότητά του. Με την απόσταξή του απομακρύνονται αυτές οι ουσίες και προκύπτει ένα προϊόν πολύ καλλίτερης ποιότητας από το συμβατικό βιοντήζελ που παράγεται από φρέσκα λάδια, που υπερκαλύπτει όλες τις Ευρωπαϊκές προδιαγραφές.
  • Εξευγενισμός γλυκερίνης: Η γλυκερίνη αποτελεί το κυριότερο παραπροϊόν της διεργασίας παραγωγής μεθυλεστέρων. Προκειμένου να αυξηθεί η εμπορική αξία της γλυκερίνης, απαιτείται ο εξευγενισμός της, στόχος του οποίου είναι η βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών της.
  • Ανάκτηση μεθανόλης: Προκειμένου η μεθανόλη που περιέχεται στα νερά παραγωγής να ανακτηθεί ώστε να επαναχρησιμοποιηθεί στην παραγωγική διαδικασία, το περιεχόμενο της δεξαμενής όπου αποθηκεύονται προσωρινά τα ανωτέρα υγρά, υφίσταται κλασματική απόσταξη.
  • Ανάκτηση νερών διεργασίας: Τα νερά μετά από την ανάκτηση της μεθανόλης οδηγούνται αρχικά σε τετραβάθμιο σύστημα βραστήρων και τελικά στην στήλη απόσταξης. Το καθαρό απεσταγμένο νερό αποθηκεύεται στη δεξαμενή χωρητικότητας και επαναχρησιμοποιείται στις πλύσεις.

Δεξαμενές Αποθήκευσης

Οι δεξαμενές αποθήκευσης της πρώτης ύλης είναι μεταλλικές, κυλινδρικές. Βρίσκονται σε υπαίθριο χώρο και θα είναι τοποθετημένες σε βάση από οπλισμένο σκυρόδεμα. Είναι μονωμένες και θερμαινόμενες.

Οι δεξαμενές αυτές θα είναι συνολικά 13 και η συνολική ωφέλιμη χωρητικότητά τους ανέρχεται σε 5.500 m3 περίπου.
Το παραγόμενο βιοντήζελ αποθηκεύεται σε παρόμοιες δεξαμενές ωφέλιμης χωρητικότητας 1,000 m3 περίπου.

Υποστηρικτικές Εγκαταστάσεις

Υποσταθμός

Για τη λειτουργία του εργοστάσιου απαιτείται ρεύμα μέσης τάσης. Στον υποσταθμό υπάρχει ο μετασχηματιστής 1250 kVA και οι πίνακες μέσης τάσης και χαμηλής τάσης. Παράλληλα υπάρχει και ένα ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος 500 kVA για την αδιάλειπτη λειτουργία ορισμένων μηχανημάτων, όπως αυτά προκύπτουν από την παραγωγική διαδικασία.

Λεβητοστάσιο/Μονάδα ατμοπαραγωγής

Σε διάφορα επιμέρους τμήματα μονάδας απαιτείται η χρήση ατμού, και ειδικότερα σε διάφορους εναλλάκτες θερμότητας στο κλειστό κύκλωμα των οποίων κυκλοφορεί ατμός ως μέσο μεταφοράς θερμότητας. Η μέγιστη δυναμικότητα παραγωγής κεκορεσμένου ατμού ανέρχεται σε 18.000 kg/ώρα σε πίεση 10 bar.

Μονάδα αποσκλήρυνσης νερού

Στην μονάδα αυτή πραγματοποιείται απομάκρυνση των αλάτων από το νερό που τροφοδοτεί τους ατμολέβητες και το 1ο στάδιο πλύσης.

Πύργος ψύξης

Για την ψύξη του νερού που κυκλοφορεί στο κλειστό κύκλωμα, το οποίο τροφοδοτεί τους εναλλάκτες θερμότητας που χρησιμοποιούνται για την ψύξη διαφόρων ρευστών, χρησιμοποιείται σύστημα πύργου ψύξης. Το σύστημα αυτό περιλαμβάνει τον πύργο, δυο καταθλιπτικές αντλίες (η μια εφεδρική), την δεξαμενολεκάνη που βρίσκεται κάτω από τον πύργο καθώς και το σύστημα αυτόματης συμπλήρωσης της.

Βιοφίλτρο

Στο χώρο αυτό γίνεται απόσμηση του αέρα του χώρου επεξεργασίας των τηγανελαίων. Διαμέσου αυτής της διάταξης κατακρατούνται όλες οι οσμηρές ενώσεις των παραγόμενων αερίων. Αποτελείται από κλίνη από μπετό η οποία είναι γεμάτη από κομμάτια ξύλου τα οποία ευνοούν την ανάπτυξη μικροοργανισμών σε κατάλληλες συνθήκες υγρασίας. Έτσι ο οσμηρός αέρας οδηγούμενος με την βοήθεια ανεμιστήρα στον πυθμένα του βιοφίλτρου αποφορτίζεται από τις οσμές που μετέφερε βγαίνοντας στην επιφάνεια του.

Χημείο

Το τελικό προϊόν θα πρέπει σύμφωνα και με την ελληνική νομοθεσία να πληροί τις προδιαγραφές του προτύπου ΕΛΟΤ ΕΝ 14214. 
Για να διασφαλιστεί το τελικό προϊόν, πρέπει να ελέγχεται διεξοδικά κάθε στάδιο της παραγωγικής διαδικασίας, καθώς και οι α΄ και β΄ ύλες της μονάδας Το χημείο καλύπτει όλο το φάσμα των απαιτούμενων αναλύσεων. Επίσης στο Χημείο πραγματοποιείται το ερευνητικό έργο της Εταιρίας.

Πρώτες Ύλες

Η πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται για την παραγωγή των μεθυλεστέρων λιπαρών οξέων είναι λάδι. Το λάδι αυτό είναι δύο ειδών:
α) χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια και ζωϊκά λίπη
β) σπορέλαια (ηλιέλαιο, σογιέλαιο, βαμβακέλαιο κλπ.).

Επίσης χρησιμοποιούνται μεθανόλη και καταλύτης (μεθοξείδιο του καλίου), σαν βοηθητικές ύλες:

Το τελικό προϊόν (μεθυλεστέρες λιπαρών οξέων – βιοντήζελ) παρασκευάζεται μέσω αντίδρασης μετεστεροποίησης της πρώτης ύλης, δηλαδή των σπορελαίων ή των χρησιμοποιημένων τηγανελαίων και λιπών. Η απαιτούμενη αλκοόλη για την πραγματοποίηση της αντίδρασης εστεροποίησης είναι η μεθανόλη (CH3OH). Επιπλέον, απαιτείται η παρουσία ενός καταλύτη, του μεθοξειδίου του καλίου. Τα τελικά προϊόντα της καταλυτικής αντίδρασης εστεροποίησης είναι οι μεθυλεστέρες λιπαρών οξέων (βιοντήζελ) και η γλυκερίνη. Η αντίδραση εστεροποίησης πραγματοποιείται σε δύο στάδια, λόγω του ότι το λάδι και η μεθανόλη δεν είναι αμοιβαία διαλυτά σώματα. Εξαιτίας αυτού του γεγονότος απαιτούνται σχετικά παρατεταμένοι χρόνοι αντίδρασης. Ειδικότερα η διεργασία εστεροποίησης της πρώτης ύλης περιγράφεται από την παρακάτω αμφίδρομη αντίδραση: