Ученые Санкт-Петербургского университета разработали метод очистки биодизельного топлива от глицерина с помощью глубоких эвтектических растворителей на основе хлорида холина и мочевины. Эксперименты показали, что созданный метод более эффективен, чем существующие на данный момент. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.
Образцы биодизеля, очищенные от глицерина. Фото предоставлено Марией Тойкка
Биодизельное топливо — это экологически чистый вид топлива, получаемого из растений (например, рапса, сои) или животных жиров путем химических реакций. Его используют в двигателях автомобилей, тракторов и спецтехники, а также в сельском хозяйстве.
При производстве этого топлива в смеси образуется глицерин, который необходимо удалять, так как он может вызвать засорение двигателя и скапливается вокруг головок клапанов форсунок. Помимо этого, очистка биодизеля необходима для соответствия его качеств всем мировым стандартам производства и использования топлива и продления срока службы двигателей.
В настоящее время основные методы очистки экологичного топлива — это электролиз, кристаллизация и фильтрационные колонны. При электролизе ионы из обрабатываемой жидкости переносятся через ионообменные мембраны под действием внешнего электрического поля. Кристаллизация позволяет выделить глицерин при помощи растворителя. В случае фильтрации основное топливо отделяется от воды и частиц образовавшегося в процессе производства мыла с помощью специального фильтра.
Все эти способы требуют больших затрат ресурсов, поэтому ученые Санкт‑Петербургского университета создали новый, более эффективный и экономически выгодный метод очистки с помощью экологичных глубоких эвтектических растворителей на основе хлорида холина и глицерина, а также на основе хлорида холина и мочевины.
«Эти вещества характеризуются низкой токсичностью, негорючестью, низкой летучестью, а также быстрой биоразлагаемостью. Кроме того, их легко можно использовать повторно, что делает их весьма востребованными в различных промышленных секторах — от сельского хозяйства до энергетики», — рассказала доцент кафедры химической термодинамики и кинетики СПбГУ Мария Тойкка.
По словам автора разработки, глубокие эвтектические растворители сейчас рассматриваются как новый тип экологически чистых растворителей. Они являются перспективной альтернативой летучим органическим соединениям и ионным жидкостям для оптимизации процессов экстракции и разделения. Процесс производства таких растворителей прост и экономически эффективен. Он включает смешение и нагревание компонентов, при этом в большинстве случаев не требуется дополнительная очистка веществ, а чистота конечного продукта зависит исключительно от качества исходных материалов и не ухудшается при производстве.
Вместе с этим ученые СПбГУ Александр Смирнов, Петр Кузьменко, Артемий Самаров и Мария Тойкка создали схему очистки, которая показывает, что растворители могут стать эффективными и безопасными средствами для производства биодизельного топлива. Результаты исследований помогут создать технологии, снижающие вредное воздействие химикатов на природу и уменьшающие потребление энергии в целом.
Химики университета определили, насколько эффективно извлекается глицерин из образцов биодизельного топлива, содержащих разные виды метиловых эфиров жирных кислот. Результаты исследования показали большую эффективность по сравнению с используемыми сейчас способами.
Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, проводилось с использованием оборудования ресурсного центра «Центр магнитно-резонансных исследований» Научного парка СПбГУ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ
