Рапсовое масло для машины

Но на более далекую перспективу самыми интересными будут, по всей видимости, именно топлива из возобновляемых ресурсов. И прежде всего — из биомассы (древесина, продукты сельскохозяйственного производства и др.), которой в мире ежегодно образуется 170-200 млрд. т, что энергетически эквивалентно 70—80 млрд. т нефти. При этом и теоретически, и экспериментально доказано: наиболее перспективны растительные масла — подсолнечное, хлопковое, соевое, льняное, пальмовое, арахисовое, сурепное и др. Их можно использовать в исходном виде или после химической обработки (облагораживания), а также в смеси с нефтяными топливами или спиртами. Причем наиболее интересны не сами масла, а их метиловые эфиры, получаемые как из отходов производства пищевых продуктов, так и непосредственно из растительных масел. Именно поэтому в Европе (Англия, Германия, Польша, Франция, Швеция) и в Азии (Китай, Индия, Индонезия) уже начали применять на АТС топлива из растительных масел и продуктов их химической переработки — метиловые эфир и спирт. Более того, в перечисленных странах приняты законодательные акты о производстве смесей из дизельного топлива и таких продуктов.

Достоинства и недостатки (табл. 1, в которой знаком «+» обозначено наличие преимуществ по сравнению со штатным дизельным топливом, знаком «-» — их отсутствие, а «+»/»-» — сочетание и того, и другого) альтернативных топлив, а также особенности их применения в дизелях обусловлены их составом, физико-химическими свойствами и возможностью получения из возобновляемого сырья.

Как из нее видно, самыми перспективными действительно следует считать топлива, получаемые из растительных масел и в первую очередь — из масла рапсового. В том числе и потому, что, во-первых, высокая урожайность рапса дает возможность с 1 га его посевов иметь 1000-15000 л биотоплива; во-вторых, делает сырьевую базу практически неисчерпаемой.

Рапсовое масло представляет собой смесь моно-, ди- и триацилглицеринов, которые содержат в своем составе молекулы различных жирных кислот (табл. 2), т. е. высокомолекулярных кислородсодержащих соединений с углеводородным основанием, связанных с молекулой глицерина.

Главное достоинство топлив, получаемых из рапсового масла, — практически полная биоразлагаемость. Содержащиеся в них 10—12 % масс, кислорода позволяют заметно уменьшить выбросы в атмосферу таких вредных веществ, как углеводород и сажа, а также оксидов азота — из-за снижения температур сгорания. Кроме того, рапсовое масло в действительности не содержит соединении серы; в нем нет и полициклических ароматических углеводородов — канцерогенов, обычно содержащихся в отработавших газах дизелей. Перспективным считается, как и в случае других масел, не само рапсовое масло, а получаемый из него метиловый эфир: в ряде стран Европы его уже используют в качестве самостоятельного топлива или добавки к дизельному топливу нефтяного происхождения. Например, в Германии действуют более 90 заводов по производству рапсового масла, а топливо «биодизель» (соотношение 43:8) на базе метилового эфира рапсового масла выпускают восемь предприятий.

Данный эфир представляет собой смесь метиловых эфиров жирных кислот. Получают его путем прямой переэтерификации ацилглицеринов рапсового масла с метиловым спиртом при температуре 353—363 К (80—90 °С) в присутствии едкого калия. По своим физико-химическим свойствам он близок к стандартным дизельным топливам, т. е. от самого масла отличается меньшими плотностью, вязкостью и температурой воспламенения, более высоким цетановым числом, поэтому может, что очень важно, подаваться в цилиндры двигателя штатной топливоподающей аппаратурой. Главное же, при работе на ней дизель становится экологически чище. Так, фирма «Фольксваген» провела исследования серийного четырехцилиндрового вихрекамерного безнаддувного дизеля размерностью S/D — 8,64/7,65 и мощностью 40 кВт (54 л. с.), в ходе которых он сначала работал на дизельном топливе (характеристики: пределы выкипания — 449—621 К, или 176—348 °С, плотность — 821 кг/м 3 , цетановое число — 52), а затем на метиловом эфире с температурами выкипания 575—629 К (302—386 °С). Установлено: при работе на стенде по тесту ЕСЕ и переводе с дизельного топлива на эфир рапсового масла выбросы монооксида углерода снижаются с 4,5 до 3,57 г/тест, углеводородов — с 0,82 до 0,37 г/тест, а оксидов азота, наоборот, возрастают с 2,56 до 3,01 г/тест. Снижается и дымность отработавших газов. Например, на режимах полной нагрузки — на 2 ед. по шкале «Бош» во всем диапазоне скоростных режимов работы, на частичных — на 0,5—1 ед. Уменьшается также эмиссия канцерогенов ароматических углеводородов. Например, на режимах принятого в США цикла FTP 75 она в 2 раза меньше.

Правда, при всех циклах расход метилэфира оказывается несколько (на -12 %) больше расхода дизельного топлива. Это связано с меньшей, чем у последнего (37,8 против 42,5 МДж/кг), теплотворной способностью. При работе на метилэфире увеличивается и эмиссия альдегидов. Но в целом дизель, работающий на таком топливе, отличается более низкой суммарной токсичностью отработавших газов.

К сожалению, метилэфир рапсового масла — химически активная (агрессивная) жидкость. Поэтому при его использовании в качестве добавок к дизельному топливу баки, трубопроводы и другие элементы конструкции топливной системы, контактирующие с ним, должны иметь защитное покрытие. Кроме того, его производство нельзя отнести к числу экологически чистых. Наконец, он дороже дизельного топлива. Поэтому рапсовое масло, казалось бы, всетаки предпочтительнее. Однако при работе дизеля на нем тоже возникает ряд проблем. В частности, многие специалисты отмечают, что через 100—200 ч работы дизеля на нем наблюдаются повышенные количество углеродистых отложений на поверхности камеры сгорания и закок-совывание сопловых отверстий распылителей форсунок. Что вполне правомерно: в данном масле много смолистых веществ, поэтому его коксуемость (0,4 %) выше коксуемости дизельного топлива (0,2 %). Тем не менее, если учесть, что ГОСТ 305—82 ограничивает последнюю величиной 0,3 %, то совершенно очевидно: подобрать смеси дизельного топлива и рапсового масла, удовлетворяющие требованиям ГОСТа, особого труда не представляет.

Еще одна проблема, возникающая при работе дизеля на рапсовом масле, — повышенная вязкость последнего: при нормальной (293 К, или 20 °С) температуре она на порядок выше, чем у стандартного дизельного топлива (соответственно 75 и 3,8 мм 2 /с). Однако при повышении температуры эта разница уменьшается. Например, при 313 К (40 °С) вязкость рапсового масла — 36 мм 2 /с, т. е. уменьшается вдвое, а при 343 К (70 °С) — до 17,5 мм 2 /с, или еще более чем вдвое. Но главное в том, что существенно меньшей вязкостью обладают смеси рапсового масла с дизельным топливом. Так, вязкость смеси, содержащей (по объему) 80 % дизельного топлива и 20 % рапсового масла, при температуре 292 К (20 °С) составляет 9 мм 2 /с, а при 313 К (40 °С), характерной для условий систем топливопо-дачи дизелей, — 5 мм 2 /с. Иначе говоря, становится соизмеримой с вязкостью чистого дизельного топлива (норматив: 3—6 мм 2 /с).

Таким образом, поскольку рапсовое масло по своим физико-химическим свойствам отличается от стандартного дизельного топлива, его целесообразно применять в смеси с последним. Тем более, что эти компоненты хорошо смешиваются, а смеси имеют свойства, позволяющие сжигать их в дизеле без внесения изменений в его конструкцию.

Авторы статьи оценивали экономические и экологические показатели дизеля, работающего на таком биотопливе, не только по научным публикациям. Они провели собственное испытание дизеля Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5), выпускаемого Минским моторным заводом, в двух вариантах его комплектации.

Первый из вариантов был оснащен турбокомпрессором ТКР-6 Борисовского завода автоагрегатов, ТНВД мод. PP4M10Ulf (диаметр и ход плунжеров — 10 мм) чешской фирмы «Моторпал», форсунками ОАО «Куроаппаратура» (г. Вильнюс), отрегулированными на давление начала впрыскивания 21,5 МПа (215 кгс/см2) и имеющими распылитель DOP 119S534 фирмы «Моторпал» с пятью распыливающими отверстиями диаметром 0,34 мм и суммарной эффективной площадью распылителя в сборе, равной 0,250 мм 2 . Результаты исследований его по 13-ступенчатому испытательному циклу показали: при работе дизеля на смеси «80 % дизельного топлива + 20 % рапсового масла» экологические показатели заметно улучшаются: выброс легких углеводородов снижается с 1,519 до 0,965 г/( кВт • ч), т. е. на 36,5 %; оксидов азота — с 7,442 до 7,159 г/(кВт • ч), или на 3,8 %. Однако выброс монооксида углерода, напротив, возрастает на 9,5 % — с З,482 до З,814 г/( кВт • ч).

Последнее обусловлено некоторым (на 6—10 %) увеличением часового расхода топлива и соответствующим повышением мощности дизеля. В частности, при переводе двигателя на смесевое биотопливо на режиме максимального крутящего момента (п = 1500 мин -1 ) мощность выросла с 53,6 до 57,1 кВт (с 72,8 до 77,6 л. с.), а на режиме максимальной мощности (п = 2400 мин -1 ) — с 75,5 до 78,2 кВт (со 102,6 до 106,3 л. с.). Коэффициент &#945 избытка воздуха остался при этом практически неизменным (соответственно 1,7 и 2,2 на указанных режимах), что объясняется меньшим количеством воздуха, необходимым для сгорания 1 кг топлива (14,3 кг/кг у дизельного топлива и 13,9 кг/кг у смеси).

Характерно, что переход с дизельного топлива на рассматриваемую смесь сказывается и на удельном эффективном расходе топлива: на режиме максимального крутящего момента он увеличивается с 225,8 до 231,8 г/(кВт•ч), или с 166,2 до 170,6 г/(л.с.•ч), а на режиме максимальной мощности — с 249,0 до 255,1 г/(кВт • ч), или с 183,3 до 187,8 г/(л.с. • ч). Причина — меньшая, чем у дизельного топлива, теплотворная способность смеси (соответственно 41,5 и 42,5 МДж/кг).

Эффективный КПД дизеля при таком переходе практически не изменился: на режиме максимального крутящего момента в обоих случаях он равен 37,5 %, а на режиме максимальной мощности — 34 %. Дымность отработавших газов на режиме максимального крутящего момента снизилась с 25 до 16 % по шкале Картриджа, а на режиме максимальной мощности — с 11 до 8 %. Наконец, после наработки 100 ч дизелем данной мощности коксования форсунок не отмечено.

Второй вариант оснащения дизеля Д-245.12С: топливная система производства Ногинского завода топливной аппаратуры, распылители мод. 171Р.10.03 Алтайского завода прецизионных изделий, имеющие 10 распыливающих отверстий диаметром 0,23 мм. Испытывали его на тракторе «Беларусь», причем в реальных условиях эксплуатации. Установлено: после 500 ч работы этого дизеля на смеси, содержащей 70 % дизельного топлива и 30 % рапсового масла, есть лишь частичное закоксовывание распылителей форсунок, которое практически не приводит к потере их работоспособности, хотя мощность двигателя снижает.

Таким образом, очевидно, что использование форсунок с меньшим числом распыливающих отверстий и, соответственно, большего их диаметра позволило значительно сократить или вообще избежать коксообразования. Причем для его полного устранения (и не только при работе на рапсовом масле) достаточно применять хорошо известные меры. Например, периодически работать на высокофорсированных режимах, периодически же подавать через распыливающие отверстия водотопливные эмульсии и т. п.

Из рапса тоже делают смазки

Слышал, что при изготовлении автомобильных смазок используют рапсовое масло. Так ли это?

Слышал, что при изготовлении автомобильных смазок используют рапсовое масло. Так ли это? Владимир Нестеров, г. Харьков

В последнее десятилетие рапсовое и другие растительные масла (например, пальмовое, соевое) действительно используют в производстве дизельных топлив и смазочных материалов. Сегодня мировой рынок потребляет около 44 млн. тонн растительных масел, и эти объемы будут возрастать. Предприятия по производству альтернативного топлива и технических смазочных масел на базе рапсового и его производных работают, в частности, в США, Германии и других странах. Значительный научно-технический и производственный потенциал изготовления дизтоплива и смазочных композиций на базе рапсового масла есть и в Украине, где имеются резервы для выращивания рапса.

Впрочем, практическое применение подобной продукции не всегда возможно. По исследованиям специалистов завода «АРИАН», использовать рапсовое масло в составе моторных масел нельзя, так как при повышенных температурах оно подвержено разложению и деструкции. Изучался и вопрос применения этого сырья как компонента гидравлических, индустриальных (МГ-30У, ГТ-50, ИСПи-25, Ирп-75) и трансмиссионных масел (АК-15, ТС-14,5, ТАп-15В, ТАД-17и, Тэп-15, ТСп-15к). Получаемая продукция на 10–15% дороже нефтяных аналогов.

Рапсовое масло наиболее пригодно как основа для масел двухтактных двигателей мотоциклов, газонокосилок, бензопил, лодок, передвижных электростанций и др. Оно успешно используется и в приготовлении масел для АКП. Перспективно использование растительного сырья и в производстве трансмиссионных масел, которые приобретают неплохие противоизносные и противозадирные свойства, что позволяет существенно уменьшить количество присадок в них и снизить цены без ухудшения эксплуатационных свойств смазки.

Подготовили Владимир Майский, Александр Ландарь

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рапсовое масло

Рапсовое масло — масло, получаемое из рапса, можно отнести к одному из самых распространенных на общемировом уровне, его производство составляет около 14% от общего объема производства растительных масел.

Рапс – однолетнее растение из семейства Крестоцветных, его возделывают уже больше 6 тысяч лет. Это холодостойкое растение, оно хорошо растет в условиях умеренного климата, но, по мнению большинства исследователей, родиной рапса является Средиземноморье. Растения рапса требовательны к влаге.

Корень рапса стержневой, прорастает в глубину почвы до 2 метров, стебель прямой, покрытый сизоватым налетом, листья прикорневые розеточные и стеблевые отличаются между собой. Относительно крупные цветки рапса в соцветии в виде кисти имеют желтую или белую окраску. Они содержат много нектара, поэтому ценятся как медоносы.

Стручки рапса имеют длину до 10 см и ширину до 3 см, снаружи они гладкие. В одном стручке до 15-30 шаровидных семян черно-коричневого цвета, диаметром до 2,5 мм. Семена неравномерно созревают по высоте растения, поэтому они обязательно хранятся некоторое время до переработки и дозревают.

В сельском хозяйстве рапс выращивают и как озимую, и как яровую культуру. К тому же это растение улучшает структуру и плодородие почвы, на которой растет, обогащает ее азотом. После посева в этом месте зерновых культур их урожайность возрастает.

Применение рапсового масла

Рапсовое масло в натуральном виде используют в пищу, из него делают майонез, маргарин. По своим свойствам рапсовое масло приближается к оливковому, оно прозрачное, долго не портится на воздухе, не прогоркает. Оптимальное соотношение физиологически важных кислот ставит по пользе рапсовое масло на первое место по сравнению с другими растительными маслами.

Возможно применение рапсового масла не только как пищевого продукта, но и как сырья для ряда технических продуктов. Из него получают эфир жирных кислот, которые способны снижать цетановое число топлива и применяются в качестве биодизельного топлива.

Каучуковая промышленность, сталелитейное производство, смазочные материалы, производство пленки – вот далеко не полный список применения рапсового масла в непищевых целях.

Отходы, получаемые от производства рапсового масла (жмых), являются хорошим кормом для животных. Но и зеленые части растений рапса из-за высокого содержания в них растительного белка высоко ценятся в сельском хозяйстве, их дают животным в свежем виде или в силосе.

Польза рапсового масла

Рапсовое масло имеет приятный вкус. Польза рапсового масла заключается в наличии незаменимых аминокислот в его составе, которые не синтезируются в организме человека – линолевой и линоленовой.

Масло рапса содержит много витамина Е и А — природных антиоксидантов, защищающих клетки от повреждения кислородными радикалами. Кроме них в масле рапса много витаминов группы В.

О значительной пользе рапсового масла свидетельствует высокое содержание в нем микроэлементов: кальция, меди, марганца, магния, цинка. Их содержится в рапсе больше, чем в соевом масле, а усвояемость их из рапсового масла выше.

Масло из рапса положительно отражается на обмене веществ, оно снижает содержание «вредного» холестерина, предотвращает образование тромбов в сосудах, предупреждает развитие рака груди у женщин.

Применение рапсового масла в косметологии в составе масок или ванн улучшает здоровье и внешний вид кожи.

Вред рапсового масла

Вред рапсового масла заключается в наличии в традиционных сортах рапса до 50% эруковой кислоты. Особенность этой кислоты в том, что она не способна расщепляться ферментами организма, поэтому накапливается в тканях и способствует замедлению роста, затягивает наступление половой зрелости. Также эруковая кислота приводит к нарушениям в работе сердечно-сосудистой системы, вызывает цирроз печени и инфильтрацию скелетных мышц. Безопасный порог содержания этой кислоты в масле составляет 0,3 – 0,6%.

Кроме того, вред рапсового масла обуславливают серосодержащие органические соединения, которые обладают токсическими свойствами – гликозинолаты, тиогликозиды и их производные. Они отрицательно влияют на щитовидную железу и другие органы, и придают маслу горький вкус.

Селекционеры вывели сорта рапса, в которых содержание эруковой кислоты и тиогликозидов минимально или вовсе сведено к нулю. Безэруковые сорта (Шпат, Агат, Проминь) значительно снизили вред рапсового масла.

Сорт рапса Канола не содержит тиогликозидов. Масло, получаемое из него, называют канольным, оно совершенно безопасно для человека, и его используют для жарки, заправки салатов и т.д.

Не рекомендуется использовать рапсовое масло при индивидуальной его непереносимости, при диарее, желчнокаменной болезни, хроническом гепатите, так как оно негативно отражается на работе печени и всего пищеварительного тракта.