SPRAWOZDANIE Z APARATURY PROCESOWEJ

Produkty przetwarzania olejów i tłuszczów.

Oznaczanie liczby kwasowej.

BIOTECHNOLOGIA

GRUPA: CH 1

SKŁAD SEKCJI:

Barbara Costazza

Joanna Czarnecka

Flora Graczykowska

Marcin Herok

Aleksandra Jurska

Małgorzata Kwapis

1. WSTĘP:

Biodiesel jest zastępczym paliwem do silników wysoko­prężnych, wyprodukowany z odnawialnych surowców, np. olejów roślinnych czy tłuszczów zwierzęcych. Oleje roślinne same w sobie mogą być paliwem silnikowym, pod pewnymi warunkami.W odróżnieniu od normalnego oleju napędowego, biodiesel jest paliwem biodegradowalnym i nietoksycznym, jego wykorzystanie powoduje znaczne obniżenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Nadaje się on do wykorzystania prawie wszędzie tam, gdzie dziś stosuje się olej napędowy. Biodiesel otrzymywany jest z oleju roślinnego (lub tłuszczu zwierzęcego), metanolu i katalizatora (np. KOH).Chemicznie są to estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych i powstaje w wyniku reakcji transestryfikacji. Podstawowe własności i zalety Biodiesla: - Emisje związków powstających przy spalaniu Biodiesla nie wpływają negatywnie na zdrowie ludzi i zwierząt. - Biodiesel jest paliwem czystszym pod względem produktów spalania o prawie 75% w porównaniu z tradycyjnym olejem napędowym, - Stosowanie Biodiesla znacząco zmniejsza w emitowanych spalinach ilość niespalonych węglowodorów, tlenku węgla i cząstek stałych, - Stosując biodiesel eliminuje się emisję związków siarki do atmosfery (biodiesel nie zawiera siarki), - Biodiesel jest paliwem pochodzenia roślinnego i dlatego stosując go nie wprowadzamy dwutlenku węgla (CO2) do atmosfery, - Wpływ produktów spalania Biodiesla na tworzenie się dziury ozonowej jest o blisko 50% mniejszy niż dla tradycyjnego oleju napędowego, - Emisja tlenków azotu (NOx) jako produktów spalania Biodiesla może wzrastać lub obniżać się ale można je zredukować do poziomu dużo niższego niż dla tradycyjnego oleju napędowego m.in. poprzez zmianę momentu wtrysku paliwa, - Spaliny Biodiesla nie powodują podrażnienia spojówek oczu, nie mają odpychającego zapachu, - Biodiesel jest paliwem odnawialnym tzn. pochodzącym z surowców odnawialnych (roślinnych), - Biodiesel można stosować w każdym silniku Diesla, - Biodiesel ma o wiele lepsze oddziaływanie smarne niż tradycyjny olej napędowy oraz przedłuża istotnie żywotność silnika, - Biodiesel ma wysoką liczbę cetanową, co poprawia osiągi silnika: 20% dodatekBiodiesla do oleju napędowego (tzw. B20) podwyższa liczbę cetanową o 3 punkty, - Biodiesel można mieszać z tradycyjnym olejem napędowym w dowolnej proporcji - nawet niewielki dodatek Biodiesla sprawi, że spalanie będzie czystsze a silnik lepiej smarowany: 1% dodatek biodiesla do oleju napędowego podnosi jego własności smarne o 65% - Biodiesel można produkować w oparciu o jakikolwiek tłuszcz czy olej roślinny, także olej posmażalniczy. - W strefach o cieplejszym klimacie do produkcji biodiesla używa się oleju palmowego.

Produkcja biodesla

W wyniku reakcji transestryfikacji otrzymuje się estry metylowe lub etylowe kwasów tłuszczowych.

Do otrzymania biopaliwa stosuje się katalizatory, które zawierają metale szlachetne. Katalizator stosowany do tej reakcji może być zasadowy (NaOH, KOH), kwaśny (kwas siarkowy) lub enzymatyczny. Po ukończeniu reakcji mieszanina ulega rozdziałowi na frakcję hydrofobową, czyli biodiesel oraz na frakcję hydrofilową, która zawiera glicerynę, wodę, nie przereagowany metanol oraz katalizator.

2. APARATURA:

• Termostat

• Mieszadło mechaniczne

• Pompa perystatyczna

• Termometr

• Szklana kolumna

• Titrator

• Waga analityczna

• Automatyczna pipeta

• Zlewki

3. PROCEDURA:

1. Przed pobraniem każdej próby mierzono temperaturę w szklanej kolumnie za pomocą termometru.

2. Przy użyciu automatycznej pipety pobrano ze szklanej kolumny próbkę do zlewki.

3. Pobraną próbę zważono na wadze analitycznej (waga próby powinna wynosić około 0.5 [g])

4. Próbkę analityczną rozpuszczono w 2.5 [ml] rozpuszczalnika (alkohol izopropylowy) oraz dodano fenoloftaleinę (jako wskaźnik do ustalenia punktu końcowego miareczkowania)

5. Mieszając próbę miareczkowano za pomocą titratora roztworem 0.1 M wodorotlenku potasu do momentu, gdy pH roztworu wyniosło około 10.88.

6. Wykonano 7 prób - próby były pobierane w odstępach 30 minutowych.

7. Próbę ślepą wykonano w analogiczny sposób jak pozostałe próby, jednak nie dodano do niej alkoholu izopropylowego (rozpuszczalnika)

4. WYNIKI I OBLICZENIA

Krzywa […]

Wartość pH dla kolejnych ilości KOH [ml] w próbie ślepej.

Nr	pH	Ilość KOH [ml]	Nr	pH	Ilość KOH [ml]	Nr	pH	Ilość KOH [ml]
1	6,39	0	26	7,86	1,42	51	8,96	4,4
2	6,59	0,02	27	7,87	1,5	52	9,01	4,45
3	6,7	0,04	28	7,92	1,59	53	9,06	4,49
4	6,8	0,06	29	7,93	1,63	54	9,12	4,55
5	6,92	0,09	30	7,98	1,77	55	9,17	4,64
6	6,97	0,12	31	7,99	1,85	56	9,22	4,67
7	7,07	0,15	32	8	1,92	57	9,27	4,71
8	7,13	0,18	33	8,05	1,96	58	9,32	4,73
9	7,18	0,21	34	8,1	2,15	59	9,38	4,76
10	7,22	0,24	35	8,11	2,19	60	9,43	4,79
11	7,27	0,28	36	8,12	2,32	61	9,48	4,85
12	7,32	0,32	37	8,18	2,39	62	9,64	4,88
13	7,34	0,35	38	8,23	2,53	63	9,74	4,91
14	7,39	0,38	39	8,28	2,72	64	9,85	4,94
15	7,45	0,45	40	8,33	2,88	65	9,95	4,98
16	7,5	0,51	41	8,39	3,06	66	10,16	5
17	7,51	0,59	42	8,44	3,2	67	10,32	5,02
18	7,55	0,62	43	8,49	3,38	68	10,48	5,03
19	7,6	0,71	44	8,54	3,53	69	10,75	5,04
20	7,61	0,78	45	8,6	3,65	70	10,96	5,05
21	7,65	0,81	46	8,64	3,74	71	11,27	5,06
22	7,66	0,95	47	8,69	3,87	72	11,54	5,07
23	7,72	1,03	48	8,75	3,99	73	12,11	5,09
24	7,76	1,12	49	8,85	4,25
25	7,81	1,21	50	8,9	4,31

Pomiar liczby kwasowej dla kolumny badanej na zajęciach

KULKI SZKLANE		KOLUMNA I		Candida antarctica - Novozyme 435FG
ilość KOH (0,1M) [ml]	waga próbki [g]	Liczba kwasowa [mg/g].	czas [min]	Stopień przereagowania	Czas pobrania próbki	czas[h]	Temperatura [^OC]
4,34	0,502	48,501	0	0,000	11:30	0	35,1
0,64	0,519	6,918	21	0,857	11:51	0,35	35,3
0,39	0,521	4,199	45	0,913	12:15	0,75	34,9
0,33	0,521	3,553	71	0,927	12:41	1,18	34,9
0,32	0,521	3,446	105	0,929	13:15	1,75	35,0
0,31	0,526	3,306	135	0,932	13:45	2,25	35,0
0,3	0,501	3,359	165	0,931	14:15	2,75	35,0
0,31	0,53	3,281	195	0,932	14:45	3,25	34,8
0,3	0,505	3,333	214	0,931	15:04	3,57	34,8
0,25	0,44	3,188	232	0,934	15:22	3,87	34,9
0,29	0,512	3,178	270	0,934	16:00	4,50	35,0
0,29	0,523	3,111	300	0,936	16:30	5,00	35,2

Liczbę kwasową obliczamy na podstawie wzoru:

gdzie:

V - objętość użytego mianowanego roztworu wodorotlenku potasu [ml];

C - dokładne stężenie użytego mianowanego roztworu wodorotlenku potasu [mol/l];

M - masa próbki analitycznej [g];

56.1 - masa cząsteczkowa wodorotlenku potasu.

5. WNIOSKI:

• Źródłem lipazy w doświadczeniu były drożdże Candida antarctica, która hydrolizowała poddany reakcji ester (olej glicerynowy).

• Wraz z upływem czasu, malała ilość dodawanego KOH podczas miareczkowania, co oznacza, że substratu do hydrolizy było coraz mniej.

• Z późniejszych obliczeń liczby kwasowej również wynika, że stężenie substratu wejściowego malało, ponieważ liczba kwasowa wskazuje na ilość mg KOH potrzebnych do zobojętnienia kwaśnych składników jednego grama próbki.

• Liczba kwasowa jest jednym z najważniejszych parametrów olejów napędowych stosowanych w silnikach spalinowych. Wg norm EN 14214 and ASTM D6751, liczba kwasowa biodiesla powinna być mniejsza niż 0,50 mg KOH/g (dla zapobieżenia korozji układów paliwowych i części składowych silników). Oznacza to, że nasz biodiesel nie jest odpowiedni do stosowania jako paliwo silnikowe.

• Punkt przegięcia na wykresie zależności pH od ilości dodanego KOH wskazuje moment, w którym stopień przereagowania substratu jest bliski 100%.

---