Исследователи Томского политеха разработали инновационный наномембранный реактор, который сокращает время производства биодизеля из рапсового масла с 3-5 часов до 1,5-2 часов. Разработка уже готова к внедрению на нефтеперерабатывающих предприятиях и может значительно снизить себестоимость экологичного топлива. Технология также упрощает процесс очистки и повышает выход метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК)
В основе реактора — полупроницаемая полимерная мембрана, изготовленная методом многоканального электроформования на установке, разработанной в Томском политехническом университете. Система многоканального электроформования позволяет в режиме реального времени точно регулировать пористость, толщину и однородность мембраны. Сырье для мембран — отечественный полимерный материал — сополимер винилиденфторид с тетрафторэтиленом. Это полимер, обладающий превосходной химической стойкостью в отношении минеральных масел, кислот и щелочей.
Еще одна особенность наномембранного реактора ТПУ — особая структура порового пространства, позволяющая существенно улучшить процессы разделения и фильтрации при приготовлении топлива. Он пригоден для многих промышленных процессов, так как устойчив к температурам до 150–170 °C.
Традиционный процесс переэтерификации включает разделение, очистку и фильтрацию готового продукта. Среди основных его недостатков – высокая энергоемкость, ресурсоемкость и временные затраты. По словам ученых ТПУ, использование мембранного реактора позволит сократить количество производственных этапов, особенно связанных с разделением и промывкой.
«В рамках исследования был собран наномембранный реактор периодического действия для получения биотоплива методом переэтерификации из рапсового масла, метанола и катализатора — гидроксида калия. Рапс — один из самых перспективных видов сырья для производства биодизеля, благодаря высокой производственной мощности и высокому выходу масла. Кроме того, рапс доступен круглогодично и отличается более выгодной ценой», — говорит руководитель исследования, доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Максим Пискунов.
В дальнейших планах у политехников – производство биодизеля с использованием мембран с различными параметрами (толщиной, средним размером пор и удельной площадью поверхности), оценка их влияния на качество топлива для оптимизации технологии. Кроме того, ученые продолжат изучение подходов к очистке наномембран и поиск наиболее оптимального решения. Также планируются эксперименты с использованием, например, дистиллированного таллового масла и жирных кислот таллового масла.
Результаты опубликованы в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research (Q2, IF: 3.8). Состав деталей реактора и способ их изготовления запатентованы (№2832971).
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки «Приоритет-2030» (национального проекта «Молодежь и дети»).
