Określenie wpływu składu kwasów tłuszczowych oleju z rośliny babassu na właściwości biodiesla II generacji oraz na parametry silnika o zapłonie samoczynnym
EN Determination of the impact of the fatty acid composition of the babassu oil on the properties the second generation biodiesel and the parameters of the self-ignition engine
polski
- biodiesel drugiej generacji
- toksyczność spalin
- biofuels of second generation
- toxicity of exhaust fumes
PL Wysokie ceny ropy naftowej i stały wzrost zapotrzebowania na paliwa płynne, a z drugiej strony postępujący globalny efekt cieplarniany wywołany emisją dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych skutkuje rosnącym zainteresowaniem wykorzystania surowców biologicznych jako paliw silnikowych. Problem zanieczyszczenia środowiska naturalnego, jak również konieczność poszukiwania alternatywnych rozwiązań w zakresie paliw płynnych stało się argumentem za podjęciem realizacji przedstawionej pracy doktorskiej, której głównym celem jest określenie wpływu składu i układu kwasów tłuszczowych na właściwości fizykochemiczne biodiesla II generacji z oleju palmy babassu (BBuE) oraz na parametry pracy silnika o zapłonie samoczynnym. Na początku pracy zaprezentowano spis ważniejszych skrótów oraz oznaczeń przedstawionych w rozprawie. Praca została podzielona na osiem rozdziałów i zawiera łącznie 135 stron. We wstępie przedstawiono opis zagadnień związanych z genezą podjęcia tematyki pracy. W drugim rozdziale dokonano podziału biopaliw, zapotrzebowania na nie i wykorzystania w transporcie zarówno w świecie jak i w Polsce. Dalej omówiono regulacje prawne dotyczące wdrażania paliw nowej generacji, a także emisji związków szkodliwych w aspekcie norm Euro. Kolejny rozdział poświęcono analizie danych literaturowych wskaźników ekologicznych i zużycia paliw w silnikach z zapłonem samoczynnym zasilanych estrami kwasów tłuszczowych. W rozdziale dotyczącym metodyki badań dokonano analizy surowca do produkcji biodiesla BBuE roślinny nieżywieniowej - oleju palmy babassu, rośliny rosnącej w Ameryce Południowej. Opisano proces transestryfikacji, czyli produkcji BBuE z oleju palmy babassu. Przeprowadzono wstępne badania oraz w oparciu o model zoptymalizowano proces otrzymania BBuE, tak aby jego jakość była bardzo wysoka i spełniała wymogi normy PN-EN 14214 na biodiesel do silników wysokoprężnych. Głównym kryterium wyboru tego oleju była chęć zbadania, czy i w jaki sposób odmienna budowa chemiczna składu i układu kwasów tłuszczowych oleju babassu w stosunku do kwasów w olejach obecnie używanych do produkcji FAME, wpłynie na właściwości biopaliwa oraz na parametry pracy silnika wysokoprężnego. Ponadto olej babassu jest olejem niejadalnym, a więc uzyskany biodiesel będzie paliwem nowej generacji. Tego typu biopaliwa będą musiały być używane obligatoryjnie w transporcie przez wszystkich członków UE począwszy od roku 2020. Użyta podczas badań aparatura i metody umożliwiły ocenę parametrów fizykochemicznych wytworzonego BBuE oraz parametrów efektywnych silnika i emisji zanieczyszczeń w stosunku do paliw referencyjnych jakimi były biodiesel RME uzyskany z oleju rzepakowego i handlowy olej napędowy. W kolejnym rozdziale przedstawiono wyniki badań wraz z analizą przyczynowo-skutkową. Przedstawiono rezultaty przeprowadzonego procesu transestryfikacji oleju palmy babassu. Wyznaczono charakterystyki emisyjne biopaliwa z oleju palmy babassu oraz wyróżniki jakościowe otrzymanego biopaliwa. Porównano je z parametrami jakościowymi z biopaliwem oleju rzepakowego oraz paliwem referencyjnym - olejem napędowym. Zaprezentowane wyniki badań odniesiono do ekologicznych aspektów wykorzystania oleju palmy babassu w ewentualnym projektowaniu biopaliwa przyszłości z rośliny nieżywnościowej.
EN High oil prices and a steady increase in the demand for liquid fuels and, on the other hand, the progressive global greenhouse effect caused by the emission of carbon dioxide results in a growing interest in the use of biological raw materials as motor fuels. The problem of environmental pollution as well as the necessity to look for alternative solutions in the field of liquid fuels has become an argument for undertaking the presented dissertation, whose main goal is to determine the impact of the fatty acid system on the physicochemical properties of second generation biodiesel from babassu oil and on ignition engine parameters engines. At the beginning of the work a list of the most important abbreviations and markings presented in the dissertation was presented. The work has been divided into eight chapters and contains a total of 135 pages. The introduction presents a description of issues related to the origin of the subject matter. The second chapter divides biofuels, their needs and uses in the world as well as in Poland. Next, legal regulations concerning the implementation of new generation fuels as well as emission of harmful compounds in the aspect of standards, Euro, are discussed. The next chapter is devoted to the analysis of literature data for ecological indicators and fuel consumption of engines powered by fatty acid esters. The research was carried out on oil obtained from babassu palm, a plant growing in South America. The main criterion for choosing this oil was to examine whether a different chemical structure, in the babassu oil fatty acid system, is potentially applicable to diesel engines. In the chapter on the research methodology, an analysis was made of the raw material for the production of non-nutritious vegetable biodiesel - babassu palm oil. Methods for the transesterification process of babassu oil were described and the methodology for the analysis of qualitative properties and emissions of toxic compounds of produced biodiesel were presented. The apparatus made it possible to assess the physico-chemical parameters of the produced biofuel as well as the engine's effective parameters, the engine load and emissions of the babassu palm oil biofuel compared to the biofuel of rapeseed oil and diesel fuel. The next chapter presents the results of the research, which were analyzed. The results of the carried out process of transesterification of babassu palm oil were presented. Emission characteristics of biofuel from babassu oil and emission qualities of the obtained biofuel were determined. They were compared with qualitative parameters with rapeseed oil biofuels and diesel fuel. The presented research results were related to the ecological aspects of the use of babassu palm oil in the possible design of biofuel non-food plants.
135
inżynieria lądowa
budowa i eksploatacja maszyn
DrOIN 2023
publiczny
Jarosław Mamala
Opole, Polska
15.06.2019
polski
publiczny
Zdzisław Stelmasiak
Bielsko-Biała, Polska
21.06.2019
polski
publiczny
rozprawa doktorska
Poznań, Polska
08.07.2019
Rada Wydziału Inżynierii Transportu Politechniki Poznańskiej
doktor nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie: inżynieria lądowa i transport