Badania nad wpływem wolnych glukozydów steroli na parametry
niskotemperaturowe FAME z oleju rzepakowego oraz oleju napędowego
z dodatkiem biokomponentów
Wyczerpywanie się pierwotnych źródeł energii oraz wzrost emisji gazów cieplarnianych do atmosfery wymusza podjęcie działań zmierzających do poszukiwania źródeł alternatywnych, w tym odnawialnych źródeł energii. W marcu 2011 roku Komisja Europejska wydała nową Białą Księgę „Plan utworzenia jednolitego europejskiego transportu - dążenie do osiągnięcia konkurencyjnego i zasobooszczędnego systemu transportu” [Biała Księga; 2011]. Biała Księga przedstawia wizję konkurencyjnego i zrównoważonego systemu transportu, zapewnienie jego dalszego wzrostu i mobilności przy jednoczesnym osiągnięciu celu obniżenia emisji gazów cieplarnianych o 60% w roku 2050. Kierunki rozwoju paliw silnikowych są w głównej mierze determinowane przez zachodzące niekorzystne zmiany klimatyczne, które negatywnie wpływają na środowisko naturalne, jak również przez nieustanny rozwój konstrukcji silników w celu sprostania ciągle rosnącym wymaganiom ekologów i użytkowników. Współczesny świat zdał sobie sprawę, że stanął przed poważnym zagrożeniem ekologicznym wywołanym przez emisją CO2 pochodzącą w znacznym stopniu z transportu samochodowego. Przewiduje się dalszy wzrost udziału biopaliw i biokomponentów w paliwach przeznaczonych na potrzeby transportu, przy czym będą to nie tylko paliwa pierwszej generacji pochodzące z transestryfikacji olejów roślinnych (VOE) jak obecnie powszechnie stosowane estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME), czy paliwa pochodzące z hydrorafinacji olejów roślinnych i tłuszczy zwierzęcych (HVO), lecz paliwa ciekłe produkowane z biomasy i bioodpadów poprzez termochemiczną konwersję. Jednym z istotnych parametrów jakościowych paliw przeznaczonych do zasilania silników o zapłonie samoczynnym (ZS) są właściwości niskotemperaturowe, obecność biokomponentów (FAME) w oleju napędowym będące źródłem tworzenia osadów w silniku, jak i w układzie paliwowym jednostki napędowej, powodując wiele problemów eksploatacyjnych. FAME z oleju
rzepakowego, szeroko stosowane w Unii Europejskiej jako biopaliwo do zasilania silników o zapłonie samoczynnym, nie były do niedawna podejrzewane o wpływ zawartych w nich śladowych substancji, takich jak wolne glukozydy steroli, na parametry użytkowe produktu finalnego. W roku 2011 polskie bazy paliwowe sygnalizowały problem dużej ilości mazistych osadów w zbiornikach z mieszaniną 5 %(V/V) FAME w paliwie do zasilania silników o ZS. Wykryto wówczas w tych osadach duże ilości wolnych glukozydów steroli, przy zastosowaniu metodyki badawczej opracowanej przez autora niniejszej pracy doktorskiej. W przedmiotowych mieszaninach paliw handlowych oraz materiałów wzorcowych, wyznaczono zależności pomiędzy parametrami niskotemperaturowymi jak temperatura mętnienia CP, temperatury blokady zimnego filtru CFPP oraz czasu filtracji na zimno CSFT, a zawartości składników śladowych FAME z oleju rzepakowego: wolnych glukozydów steroli (FSG), jak również nasyconych monoacylogliceroli (SMG).
The research on the influence of free steryl glucosides on low temperature
properties of FAME derived from rapeseed oil and on diesel fuel with the
addition of biocomponents
The depletion of primary energy sources and the increase in greenhouse gas emissions to the atmosphere necessitate taking action to seek alternative sources, including renewable energy sources. In March 2011, the European Commission issued a new White Paper "Plan for the creation of a single European transport - striving to achieve a competitive and resource-efficient transport system" [White Paper; 2011]. The White Paper presents a vision of a competitive and sustainable transport system, ensuring its further growth and mobility while achieving the goal of reducing greenhouse gas emissions by 60% in 2050. The directions of development of motor fuels are mainly determined by the undesirable climate changes, that have a negative impact on the natural environment, as well as by the constant development of engine construction in order to meet the ever-growing requirements of environmentalists and users. The modem world has realized that it has faced a serious environmental threat caused by CO2 emissions largely from car transport. A further increase in the share of biofuels and biocomponents in fuels intended for transport is expected, and these will not only be first generation fuels derived from vegetable oil transesterification (VOE) as currently commonly used fatty acid methyl esters (FAME) or fuels derived from hydrotreatment of vegetable oils and animal fats (HVO), but also liquid fuels produced from biomass and biowaste through thermochemical conversion. Low- temperature properties, the presence of biocomponents (FAME) in diesel fuel, which is the source of deposits in the engine and in its fuel system, causing many operational problems are one of the important quality parameters of fuels intended for supplying diesel engines (ZS). FAME from rapeseed oil, widely used in the European Union as a biofuel for compression ignition engines, was not yet suspected of the impact of trace substances contained therein, such as free sterol glucosides, on the performance parameters of the final product. In 2011, Polish fuel bases signaled the problem of a large amount of
greasy deposits in tanks with a mixture of 5% (V/V) FAME in fuel for supplying diesel engines. Large amounts of free sterol glucosides were detected in these sediments using the research methodology developed by the author of this dissertation. In the subject mixtures of commercial fuels and reference materials, relationships between non-temperature parameters such as cloud point CP, cold CFPP filter block temperature and CSFT cold filtration time were determined, and the content of FAME trace components from rapeseed oil: free sterol glucosides (FSG) as well as saturated monoacylglycerols (SMG).
