В ТПУ разработали фильтр очистки биотоплива в процессе его изготовления

Фильтрационную колонну очистки биодизеля для наземных двигательных установок от вторичных продуктов разработали специалисты Томского политехнического университета (ТПУ), 8 декабря сообщает пресс-служба вуза.

Для изготовления каркаса колонны исследователями Научно-образовательного центра (НОЦ) И. Н. Бутакова применен метод фотополимерной 3D-печати, а материалом для мембранных фильтров выбран политетрафторэтилен. Такая конструкция изделия ограничивает контакт биотоплива с цветными металлами и материалами.

Мембранный фильтр в такой колонне отделяет от биотоплива воду и образовавшиеся в процессе производства частицы мыла размером вплоть до 0,22 мкм.

Как отмечают разработчики, биодизель на основе рапсового масла является перспективным видом экологичного, относительно недорогого и несложного в производстве топлива, которое может использовать наземный транспорт.

Однако произведенный с помощью существующих технологий на основе масел биодизель содержит воду. Это при определенных химических процессах приводит к образованию мыла, которое ухудшает характеристики биотоплива и может привести к техническим проблемам в случае использования его в качестве автомобильного топлива.

Установка ученых ТГУ для фильтрации биотоплива эффективно отделяет топливо от воды и предотвращает образование побочного продукта.

В состав фильтрационной колонны входят: крышка с фланцем под шланг насоса, приспособление для крепления мембраны и блок, отводящий отфильтрованное топливо в емкость для его хранения. При этом блок фильтрации удобен в использовании, так как быстросъемное соединение частей колонны позволяют легко заменять фильтры, что ускоряет процесс производства.

Аспирант Инженерной школы энергетики ТПУ Никита Хомутов рассказал о разработанном командой устройстве:

«Особенность мембранного фильтра заключается в сочетании гидрофобных и олеофильных свойств. Он задерживает воду, но пропускает масло. За счет этого происходит отделение биотоплива от воды. Фильтрующие элементы с мембраной позволяют проводить тонкую очистку от коллоидных соединений, механических и микробиологических примесей жидких технологических сред, а также мелких частиц размерами до 0,22 микрометра».

Применение этого устройства за счет удаления воды повышает цетановое число топлива, что положительно влияет на его воспламеняемость.

Как пояснил Максим Пискунов, доцент НОЦ И. Н. Бутакова, «присутствие побочных продуктов в биотопливе снижает его рентабельность по сравнению с нефтяным дизельным топливом. Фильтрационная колонна позволяет эту проблему эффективно и просто решать».

Кроме того, отделив от биотоплива глицерин, последний можно использовать для производства моющих средств. Глубокая очистка такого глицерина позволяет применять его в фармакологии, а добавляя фосфорную кислоту к техническому глицерину, можно производить фосфорные удобрения.

«Тем самым увеличение выхода качественного глицерина в процессе получения биодизеля может снизить себестоимость самого топлива», — отметил Максим Пискунов.

Ученые ТПУ спроектировали лабораторный вариант блока фильтрации и провели на нем ряд экспериментов. На 2023 год запланирован запуск пилотной установки с реальным двигателем для отработки технологии применения фильтрационной колонны в производстве биодизеля.