Меню Закрыть

Машины на биотопливе: Новости — Honda

Содержание

Новости — Honda

ОТДЕЛ КУЗОВНЫХ РАБОТ ROCCA ЦЕНТРА ЗAКРЫТ

Добавлено 14.10.2021
Oтдел кузовных работ Rocca центра временно зaкрыт. С кузовными проблемами просим обращаться в центр Laagri, по адресу Jälgimäe tee 1,… Читать дальше »

HR-V Hybrid 05.08.2021 в представительство Honda Rocca

Добавлено 04.08.2021
Новый HR-V Hybrid поступит в продажу в Эстонии в конце 2021 года. Приходите посмотреть демо-автомобиль 05.08.2021 в представительство Honda… Читать дальше »

12.07-08.08 отдел кузовных работ Rocca центра зaкрыт

Добавлено 06.07.2021
12.07-08.08 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт. С кузовными проблемами просим обращаться в центр Laagri, по адресу Jälgimäe tee 1,… Читать дальше »

21.06-27.06 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт

Добавлено 17.06.2021
21.06-27.06 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт. С кузовными проблемами просим обращаться в центр Laagri, по адресу Jälgimäe tee 1,… Читать дальше »

Время работы в праздничные дни

Добавлено 14.06.2021
Время работы в праздничные дни: 22.06 Rocca esindus — обслуживание 8:00-15:00 Rocca esindus — продажа автомобилей 9:00-15:00 Rocca esindus… Читать дальше »

Время работы в праздничные дни

Добавлено 30.03.2021
Время работы в праздничные дни: 02.04 — 04.04 Закрыто Желаем всем хороших выходных! Читать дальше »

Уже скоро — совершенно новый HR-V!

Добавлено 17.03.2021
Полностью пересмотренный, от колес до крыши, это компактный и чрезвычайно просторный внедорожник-купе с нашим уникальным и инновационным… Читать дальше »

Время работы в праздничные дни

Добавлено 16.02.2021
Время работы в праздничные дни: 23.02 Rocca esindus — обслуживание 8:00-15:00 Rocca esindus — продажа автомобилей 9:00-15:00 Rocca esindus… Читать дальше »

HONDA E ПОПОЛНИЛ СВОЮ КОЛЛЕКЦИЮ МЕЖДУНАРОДНЫХ НАГРАД ТИТУЛОМ ECOBEST ОТ AUTOBEST

Добавлено 21.12.2020
Honda e победил в категории ECOBEST престижной премии AUTOBEST Премия присуждается самым актуальным зеленым технологиям и товарам на… Читать дальше »

Время работы в праздничные дни

Добавлено 21.12.2020
Время работы в праздничные дни: 23.12 Rocca esindus — продажа автомобилей и обслуживание 8.00-15.00 Rocca esindus — кузовные работы… Читать дальше »

HONDA E СТАЛ ПЕРВЫМ ЯПОНСКИМ АВТОМОБИЛЕМ, ВЫИГРАВШИМ КОНКУРС «НЕМЕЦКИЙ АВТОМОБИЛЬ ГОДА»

Добавлено 16.11.2020
Honda e также занял первое место в категории «Новая энергия» престижных немецких конкурсов. Череда побед продолжается после успехов по всей… Читать дальше »

16.11-22.11 ОТДЕЛ КУЗОВНЫХ РАБОТ ROCCA ЦЕНТРА БУДЕТ ЗAКРЫТ

Добавлено 16.11.2020
16.11-22.11 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт. С кузовными проблемами просим обращаться в центр Laagri, по адресу Jälgimäe tee 1,… Читать дальше »

НОВЫЙ HONDA JAZZ e:HEV ПОЛУЧИЛ НАИВЫСШИЕ ОЦЕНКИ ПО СТРОГИМ НОВЫМ СТАНДАРТАМ EURO NCAP

Добавлено 12.11.2020
Honda Jazz e:HEV получил 5 звезд по Euro NCAP Совершенно новый Jazz получил самый комплексный пакет систем безопасности за всю историю модели… Читать дальше »

HONDA E — ПРЕТЕНДЕНТ НА ТИТУЛ «АВТОМОБИЛЬ ГОДА 2021 В ЭСТОНИИ»

Добавлено 04.11.2020
Эстонские журналисты в 21-й раз выберут автомобиль года в Эстонии. Кто удостоится титула станет известно в конце ноября, сейчас же определились… Читать дальше »

НОВЫЙ HONDA JAZZ e:HEV ВОШЕЛ В СЕМЕРКУ ФИНАЛИСТОВ КОНКУРСА AUTOBEST 2021

Добавлено 15.10.2020
Honda Jazz e:HEV СТАЛ финалистом конкурса наилучших для покупки автомобилей на европейском рынке AUTOBEST 2021 Новый гибридный Jazz отличается… Читать дальше »

25.09 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт

Добавлено 17.09.2020
25.09 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт. С кузовными проблемами просим обращаться в центр Laagri, по адресу Jälgimäe tee 1,… Читать дальше »

13.07-09.08 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт

Добавлено 10.07.2020
13.07-09.08 отдел кузовных работ Rocca центра будет зaкрыт. С кузовными проблемами просим обращаться в центр Laagri, по адресу Jälgimäe tee 1,… Читать дальше »

Пресс-релиз: Honda Jazz и Jazz Crosstar 2020 года

Добавлено 30.06.2020
Содержание 1. Введение. Совершенно новый Jazz отличается экономичностью, комфортом и лучшими в своем классе возможностями подключения 2…. Читать дальше »

Новая Jazz Hybrid уже нa месте!

Добавлено 09.06.2020
Совершенно новая Jazz Hybrid нa месте! Приглашаем всех желающих ознакомиться и прокатиться на новой Jazz Hybrid по адресу Палдиски маантеэ,… Читать дальше »

Время работы в праздничные дни

Добавлено 08.06.2020
Время работы в праздничные дни: 20.-24.06 Закрыто Желаем Вам прекрасно провести праздники! Читать дальше »

О видах биотоплива для авто

До сих пор не утихают споры между сторонниками «зеленых», считающих биотопливо топливом будущего и учеными, имеющими более пессимистический взгляд на использование этого продукта в народном хозяйстве. Однако ряд проектов по использованию биотоплива как в энергетической, так и автомобильной отрасли, внесли свои коррективы в этом противостоянии и доказали эффективность его применения.

Биоэтанол – самое распространенное биотопливо для авто

Данный продукт представляет собой один из видов жидкого биологического топлива. По сути, данное биотопливо — это спирт, изготавливаемый из сельскохозяйственной продукции, например, из кукурузы или сахарного тростника. Эти виды растений содержат в себе крахмал и сахар, что и позволяет получить по специальной технологии топливный этанол, содержащий в своем составе метанол и сивушные масла. Данный спирт не пригоден для питья и может быть использован только в технических целях.

Основная часть производства биоэтанола в мире приходится на Бразилию, также крупными поставщиками являются страны Северной и Южной Америки. В соответствии с государственными программами таких стран, как США и Канада, по увеличению объемов производства биоэтанола, в ближайшее время ожидается их лидерство на биотопливном рынке.

Европейский союз также стремится к росту потребления возобновляемого топлива, и закон регламентирует его долю в общем объеме автомобильного топлива в размере до 6%. А в Германии, Франции, Италии и Испании ведутся работы по увеличению производительности предприятий по производству биоэтанола.

На африканском рынке превалирует ЮАР. Такие страны, как Индия и Китай целенаправленно стремятся увеличить долю такого топлива до 5%.

Биотопливо на практике

Заливать этанол в чистом виде в баки автомобилей категорически нельзя, так как он является сильнейшим растворителем и окислителем. Использование чистого биоэтанола требует переделки автомобиля с установкой деталей на двигатель из нержавеющего металла или пластика.

В настоящее время в мире уже разработаны около 40 моделей автомобилей, так называемых Flexible-Fuel Vehicle (FFV), с совмещенной конструкцией заправки, в баки которых можно заливать бензин и этанол в любом соотношении.

Так, в США, на дорогах курсирует более 6 миллионов грузовых и легковых автомобилей, для которых на заправках реализуется специальная смесь Е85, состоящая из 85% биоэтанола и 15% бензина. Присутствие бензина в составе смеси необходимо только для того, чтобы двигатель хорошо заводился в холодное время года.

Швеция в продвижении биотоплива в своей стране, пошла еще дальше, так, смесь этанола с бензином должна быть в обязательном порядке на крупных автозаправках, а авто, работающие на этом виде топлива, имеют беспрепятственный бесплатный проезд в центр Стокгольма, при этом их владельцы освобождаются от оплаты за стоянку и платят сниженный автоналог.

На Западе используют смесь Е10, состоящую из 10% биоэтанола и 90% бензина в обычных двигателях, а в Бразилии – 20%, так как считается, что такая добавка не способна повредить двигатель и топливную систему автомобиля.

В настоящее время даже самолеты, выпускаемые бразильской компанией Embraer, летают именно на смеси самолетного топлива со спиртом. Чистый бензин продавать в стране для заправки авто запрещено.

Согласно статистическим данным, даже незначительная добавка биоспирта в бензин, эффективно влияет на его сгорание, повышает его октановое число, что существенно снижает токсичность выбросов в атмосферу, также уменьшает риск воспламенения топлива при повреждении топливной системы автомобилей.

Биобутанол

Бутиловый спирт, как правило, получают из сахарного тростника и сахарной свеклы, маниоки и пшеницы, а также из целлюлозы – отходов деревообрабатывающей промышленности, щепок и опилок. Этот биотопливо имеет высокую энергетическую ценность, на 95-98% выше, чем у бензина и может использоваться как самостоятельный источник энергии, так и в смеси с бензином. Его можно добавлять и к бензину, уже смешанному с этанолом.

Преимущества биобутанола заключается в том, что он легко смешивается с бензином, причем его можно добавлять в более высоких объемах при эксплуатации авто, имеющих стандартный двигатель.

Биодизель

Для производства используются в основном, жирные масла, иногда – эфирные. Масла вырабатывают из таких культур, как рапс и соя. Считается, что наиболее перспективное направление производства биодизеля – это использование водорослей.

Биологический дизель может применяться как 100% источник тепла, так в смеси с дизельным топливом – полученным в нефтехимической промышленности. В любом случае такое биотопливо не наносит вреда окружающей среде, так как он безвреден. Обычно топливная смесь состоит из 80% солярки и 20% биодизеля. Недостатком является увеличение расхода солярки при снижении мощности двигателя, низкий срок хранения и агрессивное влияние топлива на резиновые детали, а также отложение воска при работе автосредства при низких температурах.

Биогаз

Данный продукт еще называют «канализационным» газом, так как его вырабатывают из отходов сельскохозяйственной деятельности, пищевых производств, из мусора. По существу — это тот же пригодный газ метан, очищенный от углекислого газа и полученный искусственным способом.

В выхлопных газах автомобиля, работающего на этом виде топлива, практически нет вредных веществ, газ обладает высокими антидетонационными показателями. Но по сравнению с вышеприведенными аналогами биотоплива, данный газ имеет низкую теплоотдачу, при этом требуются тяжелые баллоны для его использования и хранения. Наиболее приемлемый вид транспорта – грузовой или пассажирский.

О.Баратова

Видео-ролик о том, как делают биодизель :

Сможет ли биотопливо заменить бензин для автомобилей — Российская газета

Постепенное истощение запасов нефти и газа, удорожание добычи углеводородов, катастрофическое загрязнение окружающей среды при добыче и сжигании угля привели к необходимости использования альтернативных источников энергии.

Особое место среди них занимает биотопливо — различные виды горючих продуктов из растительного сырья, главным преимуществом которых является возобновляемость. Сейчас главное внимание исследователей и практиков направлено на получение жидких и газообразных видов топлива для транспортных средств, а также для систем отопления и производства электроэнергии.

Неудивительно, что первым практически используемым в качестве биотоплива веществом стал обычный этиловый спирт, поскольку получение этанола из растительного, прежде всего пищевого, сырья (зерна, картофеля, сахарной свеклы и т.д.) было налажено еще несколько столетий назад. Правда, для совершенно иной цели. Но резкое удорожание нефти продемонстрировало выгодность использования этанола в качестве топлива для автомобильных двигателей внутреннего сгорания, особенно в странах с дешевым сырьем для микробиологического синтеза спирта. Первой такой страной стала Бразилия, в которой подавляющее количество автомобильного топлива обычно представляет собой смесь 80 процентов биоэтанола из сахарного тростника и 20 процентов бензина. Бразилия производит сейчас около 20 миллиардов литров биоэтанола, примерно столько же спирта (из кукурузы) поступает на рынок США.

Широкое использование спирта уже сейчас вызвало серьезную проблему — огромные площади в США заняты под посевы кукурузы для непищевых целей, поскольку фермерам выгоднее «выращивать» биоэтанол. Кроме того, этиловый спирт энергетически менее эффективен, чем бензин из-за присутствия в молекуле атома кислорода.

В России использование биотоплива на основе этилового спирта проблематично по несколько другим причинам. Во-первых, у нас законодательно ограничен оборот этанола, а во-вторых, этот спирт необходимо как-то перевести в «непитьевое» состояние — даже денатурирование ядовитым пиридином себя не оправдало. И безопасный процесс перевода уже разработан на основе давно известной реакции дегидратации — отщепления воды от молекул спиртов. При определенных условиях получается смесь углеводородов, близкая по составу к бензину. Этот вариант разработан в Институте общей и неорганической химии РАН под руководством члена-корреспондента РАН Александра Гехмана. Хотя при недавнем резком снижении цен на нефть получение синтетического бензина из этанола теряет смысл. Но даже и при повышении стоимости барреля, как подсчитали въедливые ученые, для производства 1 литра биотоплива требует более 1 литра нефти — для работы тракторов и комбайнов, для производства пестицидов и для самого микробиологического синтеза этанола.

Другим спиртом, который можно использовать в качестве возобновляемого биотоплива, является бутиловый спирт, который можно микробиологически получать из сахарного тростника, пшеницы, кукурузы, корнеплодов и даже из отходов лесопереработки. Александр Гехман приветствует этот подход.

При этом эксперт замечает, что «существует и ряд нерешенных технологических проблем, прежде всего из-за невозобновляемости микроорганизмов, используемых для производства биобутанола. Хотя если новым биотопливом удастся заместить хотя бы 5 процентов обычного бензина, это уже можно считать перспективным».

Другим видом биотоплива, производимого уже сейчас в значительных количествах, является биодизель. Это топливо, по составу близкое к дизельному топливу из нефти, получают из липидов (жиров) масличных растений — рапса в нескольких странах ЕС, подсолнечника (Франция и Италия), сои в США, Бразилии и в Африке, пальмового масла в Индонезии и Малайзии. Производство биодизеля в ЕС постоянно растет, как и импорт биодизеля из других стран. По прогнозам, объем потребления биодизеля в ЕС к 2020 году достигнет от 21 до 26 миллионов литров.

Однако увеличение площадей под возделывание этих культур приводит к росту цен на продовольствие и сведению лесов. Делались попытки получения биодизеля из водорослей, но этот процесс оказался неконкурентоспособным. Правда, появилась надежда, что проблема будет решена с помощью микроскопических грибов-паразитов, обитающих внутри древесины и расщепляющих целлюлозу с образованием смеси углеводородов. Такой способностью обладают грибы Gliocladium roseum, паразитирующие на южноамериканском кустарнике эукрифия. Самое поразительное, что при разложении целлюлозы грибы выделяют такие углеводороды, как декан, метилциклогексен, ундекан, октан и бензол. По своему составу эта смесь очень близка к дизельному топливу и вполне может использоваться вместо него. Это открытие было сделано в США, но не менее интересные разработки проводятся и в России.

Так, в работе с участием декана химфака МГУ академика Валерия Лунина была разработана и запатентована биотехнология получения биодизеля на основе липидов мицелиальных грибов, например, гриба Cunnihghamella japonica, образующего до 50 процентов липидов, близких по составу к маслу рапса. Валерий Лунин подчеркивает, что «по сравнению с растительными маслами липиды грибов имеют ряд существенных преимуществ, а именно высокая скорость роста грибов, независимость выхода продукта от сезонных и климатических условий, отсутствие потребности в посевных площадях, возможность создания безотходных технологий».

В России весьма перспективно производить биогаз — метан (или водород) из органических отходов. При этом не требуется использовать пищевое сырье и терять посевные площади, к тому же метан в 20 раз сильнее оказывает влияние на парниковый эффект и его утилизация — прекрасный способ борьбы с глобальным потеплением. Получают биометан в так называемых метан-танках с помощью метанобразующих бактерий. Трудно перечислить все виды отходов для производства биометана — это навоз, отходы многочисленных пищевых производств, фекалии, бытовые отходы, те же водоросли, органический мусор, растительные отходы и т.д. В России на агропредприятиях производится ежегодно около 800 миллионов тонн отходов, из которых можно получить около 70 миллиардов кубометров биометана, при сжигании которого — около 110 миллиардов кВт-ч электроэнергии. Метан-танки устанавливают на свалках, на очистных сооружениях пищевых производств, они могут и отапливаться биометаном. После решения проблемы раздельного сбора отходов в России можно было бы резко сократить площади полигонов твердых бытовых отходов.

Производство биотоплива, несомненно, имеет множество положительных моментов. Однако, как говорит завлаб Института химической физики РАН доктор химических наук Владимир Арутюнов: «Довольно простые оценки, которые еще 40 лет назад сделал Петр Капица, показывают невозможность обеспечить за счет возобновляемых источников энергии уровень энергопотребления развитых стран для всего населения Земли. Следует указать и на этическую сторону вопроса получения биотоплива. Более 2 миллиардов людей в мире испытывают серьезный недостаток продуктов питания. Из-за роста потребности в этаноле и соответствующего роста цен на зерно растут цены и на свинину, говядину, мясо птицы, молоко и т.д. А в России мы еще и не в состоянии полностью обеспечить свои потребности в продовольствии. И вообще, когда схлынет ажиотажный бум, место биотоплива в мировой энергетике не превысит нескольких процентов в мировом энергобалансе».

Справка

Российские автопроизводители также работают над созданием биотопливных машин. Так, еще в 2008 году три Лады Калины, заправленные смесью биобутанола и бензина, проехали 4 тысячи километров от Иркутска до Тольятти. Биотопливо для авто произвел Тулунский гидролизный завод из отходов лесопереработки — щепок и опилок. В 2010 году в ноябре прошел еще один тысячекилометровый автопробег Киров-Москва. Лада Калина на биотопливе проходила испытание и в городских условиях. Год назад создана и биотопливная Лада Гранта. Однако, по мнению производителей, маркетинговые параметры не позволяют рассматривать этот проект как самодостаточный.

Биотопливо для автомобилей

Автор admin На чтение 8 мин. Просмотров 431

Любому водителю далеко не все равно, что льется в бак его машины. Во многих случаях именно некачественное топливо приводит к серьезным проблемам с автомобилем. Поэтому вполне понятен интерес ко всему, что связано с бензином, соляркой и прочими видами топлива. А как следствие этого – к альтернативным видам горючего для ДВС, одним из которых является биотопливо.

Что это такое, и из чего делают биотопливо?

Все ресурсы, которые есть на Земле, условно можно поделить на возобновляемые и не возобновляемые. Уголь, нефть, металл, в природе не восстанавливаются, а вот дрова, кукуруза, навоз могут быть получены вновь и вновь. Все, что растет или является отходами переработки такого сырья – источники возобновляемой энергии. Вот из этих биоресурсов люди ещё с давних пор получали нужное для своего существования, в том числе и биотопливо.

Биотопливо первого поколения

Однако и между собой отдельные его виды различаются, скажем так, по значимости источников сырья для биотоплива. Связано это с используемыми ресурсами. Например, чтобы получить биотопливо из рапса, его надо сначала вырастить, а уж потом отправить семена на переработку. Для выращивания такой культуры занимается посевная площадь, и фактически речь идет о выборе приоритетов – а чего мы хотим иметь, продукты питания или биотопливо. Кроме того, получение биомассы, идущей на производство биотоплива, связано с использованием специализированных удобрений, что наносит определённый вред земле и окружающей природе. Такой вид сырья относится к первому поколению.

Второе поколение

Однако биотопливо можно получить из иных источников, таких как отходы других производств. Его делают, например, из опилок, а также остатков стеблей, шелухи, остающейся после обработки зерновых, и многого другого. Все это дает так называемое биотопливо второго поколения, для которого не требуется специально выращивать сырье, а сделать его можно из отходов других производств.

Третье поколение

Следующим этапом развития стало биотопливо третьего поколения. Его источником являются водоросли. Существуют определённые их сорта, содержащие значительное количество растительных жиров, из которых можно сделать тот же самый биодизель. Конечно, чтобы получить биотопливо из водорослей, их надо выращивать, но для этого совсем не требуется занимать посевные площади. Водоросли могут расти в прудах, биореакторах, на морском дне или в специально устроенных заливах, т.е. занимают те участки земной поверхности и морского дна, которые не задействованы в производстве продуктов питания. Так что, биотопливо третьего поколения, хотя и находится еще в стадии отработки технологии производства, надо признать наиболее перспективным.

Двигатель на биотопливе – немного истории и его варианты

Это для нас сегодня бензин и солярка являются единственными видами топлива, на которых работает всем нам привычный двигатель. Но надо отметить, что далеко не всегда было именно так. На заре своего существования, для ДВС как топливо применялось всё, что только подходило – масло, спирт, эфир, газ, дрова и т.д.

Поэтому должно быть достаточно интересно вспомнить о биотопливе, которое использовалось раньше. В этом случае стоит особо отметить:

  • спирт в различных его видах;
  • масло;
  • газ.

Биотопливо из опилок или спирт как он есть

Биотопливо подобного типа наиболее известно, и по-видимому, это один из первых вариантов горючего, которое потреблял двигатель. Среди различных его видов стоит отметить биоэтанол, биометанол и биобутанол.

1.Этанол или обычный спирт достаточно хорошо известен в истории автомобилестроения. Достаточно сказать, что в свое время Генри Форд организовывал строительство заводов по производству спирта, предназначенного на роль топлива. Сейчас его изготовление широко развернуто в Бразилии, по оценкам экспертов, сорок процентов автотранспорта этой страны используют этанол в чистом виде, шестьдесят процентов – в смеси с бензином.

Из чего сегодня делают этанол? Чаще всего сырьем служит сельскохозяйственная продукция, в той же Бразилии, чтобы сделать биоэтанол, применяют сахарный тростник, солому, древесные отходы и другое аналогичное сырье. Из опилок на гидролизном производстве так же можно получить этанол. Чем же он так хорош, что это вызывает его всеобщее использование?
Здесь надо обратить внимание на:

  1. детонационную стойкость;
  2. теплоту сгорания;
  3. теплоту испарения.

Из чего бы ни пришлось сделать подобное биотопливо, из опилок или тростника, ему свойственны антидетонационные свойства, они выше, чем у обычного бензина. Благодаря этому можно повысить мощность, двигатель, работающий на этаноле, допускает увеличение степени сжатия. Теплота сгорания спиртовоздушной смеси незначительно отличается от характеристик традиционной топливовоздушной смеси, а за счет хорошей испаряемости спирта обеспечивается лучшее наполнение цилиндров и полное ее сгорание.

Из недостатков этанола стоит отметить его повышенную агрессивность по отношению к некоторым цветным металлам, пластмассам и резине, вследствие чего может возникнуть необходимость частично дорабатывать двигатель. Однако самым главным минусом такого горючего является его гигроскопичность, оно сильно поглощает воду, а затем смесь расслаивается в баке, в результате чего он окажется заполнен в основном водой. Одним из методов борьбы с этим является использование смесей спирта и бензина, до десяти процентов этанола, добавленного в обычный бензин, только улучшают его характеристики.

Дополнительно стоит отметить, что производство биоэтанола как топлива, хоть из тех же самых опилок, отличается от производства питьевого спирта. Топливный спирт не пригоден для питья, он имеет явно выраженный сивушный запах и повышенное содержание метанола.

2.Метанол, или метиловый спирт, при всех своих достоинствах ядовит. Хотя его можно сделать из отходов, из тех же самых опилок, обычно биометанол не используют в качестве горючего.
3.Биобутанол. Как биотопливо для автомобилей подходит даже в большей степени, чем биоэтанол. Может изготавливаться из биомассы, опилок, и при этом ничем не отличаться от бутанола, полученного по традиционной технологии.

Среди его достоинств необходимо отметить:

  • большую энергетическую ценность;
  • меньшую агрессивность;
  • возможность смешиваться с бензином;
  • возможность прямой и полной замены бензина без переделки автомобиля.

Рассматривая спирт как замену бензину, стоит отметить, что плюсы и минусы биотоплива подобного типа достаточно очевидны, и все недостатки при необходимости могут быть успешно устранены. Однако в настоящее время такое биотопливо чаще всего применяется в смеси с обычным бензином, хотя технологии его получения, например из опилок, позволяют полностью реализовывать используемую биомассу и исключить нефть из употребления.

Биодизель, или как сделать биотопливо

Это другой, не менее известный вид горючего. Он заменяет солярку, а не бензин. Производят его из растительного масла. Сырье в различных районах земного шара может быть разное: рапсовое, пальмовое, кокосовое, соевое масло, водоросли и т.д. Биотопливо подобного типа изготавливается достаточно просто, вплоть до того, что существуют самодельные установки, позволяющие производить биотопливо в домашних условиях.

Технология его получения такова – масло смешивается в определенных пропорциях со спиртом и щелочью, в результате образуется биодизель и высвобождается глицерин, который может использоваться для каких-то других целей. Так что при наличии источников растительного масла, в том числе и его остатков после кулинарной обработки пищи, вполне возможно сделать биотопливо своими руками.

Достоинством биодизеля является отсутствие серы в составе выхлопных газов, и как следствие этого то, что такое биотопливо не теряет смазочных свойств, благодаря чему двигатель может служить гораздо дольше. Надо отметить, что вредного воздействия от такого топлива на окружающую природу нет. К недостаткам биодизеля стоит отнести необходимость его подогрева в холодное время года и то, что он не хранится более трех месяцев.

Наиболее оптимальным признано его использование в смеси с обычной соляркой, выпускаются несколько разновидностей такого топлива, обозначаемых буквой В, а цифры рядом говорят о содержании биодизеля в составе топлива. Например, В5 означает содержание в нем пяти процентов биодизеля и девяноста пяти процентов солярки.

Газ как вид автомобильного топлива

Существует и биотопливо в виде газа. Источником его является биогаз, получаемый как результат анаэробного (без доступа воздуха, метанового) брожения навоза. Однако рассматривать его как достаточно массовый вид горючего для двигателей автомобиля было бы слишком оптимистично.

Хотя, как и обычный природный газ или пропан-бутан, биогаз может использоваться как топливо, но это скорее вариант для стационарных двигателей, установленных в местах, где много отходов животноводства и сельского хозяйства.

Непривычные, экзотические и забытые виды биотоплива

Здесь стоит коснуться древесины, которая может выступать как биотопливо. В первую очередь надо упомянуть скипидарно-спиртовую смесь, которая ещё в 1826 году использовалась в роли топлива. А ведь скипидар получают при пиролизе древесины. Есть отдельные упоминания, что при так называемом «быстром» высокотемпературном пиролизе сконденсирована жидкость, по своим характеристикам алогичная нефти.

Стоит вспомнить и прямое применение древесины как горючего для моторов. При сгорании древесины образуется окись углерода, которая и служит в качестве топлива. Во время Второй Мировой, Германией достаточно широко использовались машины с такими моторами, в том числе и легковые. В Советском Союзе так же были созданы газогенераторные автомобили, ЗИС 21, ЗИС 13, а также ГАЗ 42.

Работали они на обычных дровяных чурочках. Правда, при замене бензина на газ мощность двигателя падала, скорость движения и грузоподъемность тоже, а одной заправки газогенераторной установки хватало на девяносто километров пробега, но в условиях военного времени при дефиците других видов топлива и в удаленных местах такие автомобили успешно работали. И даже в Москве в военное время ходили автобусы, оснащенные газогенераторными установками.

Несмотря на всеобщее распространение бензина и солярки в качестве топлива для ДВС, постоянно идут поиски альтернативных источников получения горючего. И уже существует несколько самых разных видов биотоплива, способного обеспечить работу ДВС в любых условиях.

Мне нравится1Не нравится
Что еще стоит почитать

Какие машины могут ездить на «топливе из майонеза»

Фото: yandex.ru/images

16 лет назад, 28 января 2003 года, в Великобритании в продаже появилось «топливо из майонеза» — биодизель. Оно частично состоит из тех же элементов, что и майонез. Поточным выпуском нового «корма» для стальных коней занялась компания Greenwich.

В основе топлива лежит бензин с крайне низким содержанием серы, который разбавлен отработанным рапсовым маслом. По словам производителей нового топлива, благодаря его применению выброс углекислого газа в окружающую среду снижается на 5%. «…С одной стороны, снижение выбросов на 5% — это не так и много, но с другой, если все автомобилисты начнут использовать GlobalDiesel, который стоит почти столько же, сколько и обычное топливо на АЗС, то будет сделан большой шаг в деле сохранения окружающей среды», — писали в британской прессе. Кстати, есть Международный день биодизеля, который отмечается 10 августа.

Кроме того, топливо экономично и дешево в производстве и может использоваться для заправки всех автомобилей, вне зависимости от модификации и размера. Как показали опыты, биодизель, при попадании в воду не причиняет вреда растениям и животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озёр.

Общеизвестно, что в зависимости от вида сырья, используемого для производства того или иного биотоплива, они подразделяются на поколения (биотопливо 1-го поколения, 2-го поколения). Эта классификации справедлива и для биодизельного топлива. Таким образом, в зависимости от используемого сырья можно говорить о биодизеле 1-го поколения (из сельскохозяйственных культур), биодизеле 2-го поколения (из жиросодержащих отходов) и о биодизеле 3-го поколения (из липидов микроводорослей).

Сегодня для производства биодизеля используются разные сельскохозяйственные культуры. В Евросоюзе — рапс, в США — сою, в Индонезии — пальмовое масло, на Филиппинах — кокосовое масло, а в Африке — сою, в Бразилии — касторовое масло. Также применяется отработанное растительное масло, животные жиры, касторовое масло, рыбий жир.

Интересно, что под производство сырья для биодизеля в мире выделяются большие земельные площади, на которых нередко используют повышенные дозы средств защиты растений. Это приводит к биодеградации грунтов и снижению качества почв. С другой стороны, жмых, получаемый в процессе производства растительного масла, используется в качестве корма для скота, что позволяет более полно утилизировать биомассу растения.

Для двигателя автомобиля биодизель тоже очень полезен, так как во время работы мотора одновременно производится смазка его подвижных частей. В итоге, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%.

Если же говорить о недостатках, то в холодное время года необходимо подогревать топливо, идущее из топливного бака в топливный насос, или применять смеси в пропорции: 20% биодизеля и 80 % дизельного топлива.

преимущества и недостатки ~ Русло.info

В продолжение нашей недавней статьи о грузовике на водородном топливе, рассмотрим другой вид альтернативного горючего — биотопливо. Первое в мире биотопливо для автомобилей представляло собой смесь дизельного топлива и рапсового масла (его доля колебалась от 5 до 30 процентов).

Впрочем, большого распространения такое горючее не получило, – такая топливная смесь вела себя нестабильно, быстро расслаивалась. К тому же она негативно влияла на работу двигателя, который начинал часто глохнуть. В дальнейшем совершенствование технологии позволило значительно улучшить характеристики биотоплива для автомобиля, чьи физико-технические данные стали практически идентичны минеральному топливу, произведенному из нефти. Кроме того, такое топливо имеет ряд преимуществ, которые будут рассмотрены ниже.

 

Биотопливо для автомобиля: преимущества

Оценивая преимущества биотоплива для автомобилей, чаще всего во главу угла ставят два фактора. Первый – биотопливо относится к возобновляемым источникам энергии. Если запасы нефти – ископаемый конечный ресурс, то сырье для получения биотоплива (в основном — сельскохозяйственные энергоемкие культуры и отходы их переработки, в перспективе – водоросли и т.д.) – ресурс возобновляемый, который может постоянно воспроизводиться в необходимых для потребления количествах.

Второй фактор – экологическая нейтральность (безопасность) использования биотоплива. Широкое внедрение биотоплива рассматривается как один из наиболее эффективных способов противостоять глобальному потеплению. Сжигание биотоплива не приводит к образованию большого объема углекислого газа, а значит – снижает влияние парникового эффекта. Современные исследования показали, что использование автомобильного биотоплива на 65% снижает выброс парниковых газов. Кроме того, выращивание растений и сельхозкультур, идущих на переработку для получения биотоплива, приводит к частичному поглощению оксида углерода, находящегося в атмосфере.

Стоит отметить еще ряд факторов, которые говорят в пользу биотоплива для автомобилей:

  • низкая стоимость – именно топливный кризис стал причиной резко возросшего интереса к биотопливу и массовому его внедрению. В целом, стоимость биотоплива для автомобилей почти на порядок ниже, чем стоимость обычного топлива (бензина или дизельного топлива). Важно, что оно меньше подвержено колебанию цены, ведь цена бензина напрямую связана с текущей стоимостью нефти на международных спекулятивных рынках. Поэтому стабильная цена биотоплива позволяет делать более точные экономические прогнозы и планировать развитие бизнеса;
  • использование биотоплива позволяет экономить на обслуживании автомобиля, особенно когда речь идет о моделях двигателей, специально адаптированных под биотопливо. Как известно, со временем бензиновый двигатель увеличивает выбросы СО2, что требует дополнительных затрат для контроля за уровнем выбросов. Еще один плюс – использование биотоплива снижает загрязнение двигателя (при сгорании не образуется сажа и гарь), не засоряется топливная система – все это в комплексе приведет к снижению затрат на проведение техобслуживания;
  • мобильность – использование, например, электромобилей напрямую связано с развитием сети электрозаправок, что требует дополнительных капиталовложений. Кроме того, зарядка аккумулятора не может быть выполнена в течение малого времени – это достаточно длительный процесс. Для автомобильного биотоплива может быть задействована уже существующая инфраструктура автозаправок. Отдельно стоит отметить тот факт, что биотопливо для автомобилей очень легко доставить к пункту заправки, оно стабильно и не теряет своих свойств во время доставки;
  • энергетическая независимость – импорт энергоносителей (нефти и продуктов её переработки, природного газа) не только негативно сказывается на бюджете любой страны (ведь деньги фактически вымываются из экономики), но ставит страну в зависимость от внешних поставок. В случае кризиса и ограничения или прекращения поставок энергоносителей, экономика страны может быть практически полностью парализована. Поиск новых поставщиков, смена логистики и маршрутов перевозки – все это потребует значительных временных и финансовых вложений. Производство биотоплива для автомобилей, которое может быть налажено с использованием местного сырья, позволит любой стране повысить собственную энергетическую независимость, сократив внешние поставки. При этом значительные средства останутся внутри страны, что положительно скажется на потенциале экономического развития. Кроме того, организация производства биотоплива – это дополнительные рабочие места, а это еще один положительный фактор для экономики;
  • безопасность использования – биотопливо для автомобилей нетоксично, не имеет резкого запаха, не может вызвать отравление. При его использовании существенно снижается опасность загрязнения почвы, ведь разлитое топливо, попав в землю, быстро разлагается под воздействием микроорганизмов.

 

Биотопливо для автомобилей: недостатки

Анализируя недостатки биотоплива для автомобилей, в качестве основного минуса указывают снижение мощности двигателя при его использовании. Разные источники приводят разные значения, но в среднем падение мощности оценивают в  пределах от 30 до 40 процентов. Снижение мощности компенсируется ростом потребления топлива, что приводит к снижению экономической составляющей от внедрения биотоплива. На самом деле, такое утверждение правдиво только частично, прежде всего – для старых двигателей, которые проектировались для работы на бензине или дизельном топливе. В этом случае действительно происходит ощутимое падение мощности. В более современных моделях, адаптированных к работе на биодизеле, падение мощности менее ощутимо.

Из технических факторов к недостаткам биотоплива можно отнести следующие:

  • склонность к парафинированию при низких температурах, что снижает возможность использования биотоплива зимой и в условиях Севера. Впрочем, для объективности следует отметить, что для дизельного топлива характерна аналогичная проблема, поэтому при наступлении морозов необходимо переходить на особые, зимние (еще их называют арктическими) марки дизельного топлива.
  • зимой при использовании биотоплива машине требуется больше времени чтобы прогреться;
  • биотопливо агрессивно воздействует на лакокрасочную поверхность автомобиля и резиновые детали в двигатели. Впрочем, негативное воздействие во многих случаях преувеличивают. Кроме того, если использовать качественное проверенное моторное масло и своевременно проводить его замену – это минимизирует негативное воздействие биодизеля на мотор. А при попадании биодизеля на лакокрасочное покрытие необходимо немедленно и качественно помыть кузов.

 

Источник: Экологический блог (ruslo.info)

США и Бразилия призвали использовать биотопливо :: Autonews

Соединенные Штаты Америки и Бразилия предсказывают увеличение числа машин на биотопливе. Этот процесс, как считают в странах, будет предвестником глобального перехода человечества на электрические автомобили. О такой позиции государств сообщает агентство Reuters со ссылкой на представителей США и Бразилии.

— Мы все надеемся снизить объем вредных выбросов и перейти на электромобили, но это не быстрый процесс. Поэтому мы ожидаем, что машины на двигателях внутреннего сгорания, в которые будет залито биотопливо, это неплохой выход для улучшения качества воздуха, — сказал директор этанолового отдела при американском Совете по зерну Брайн Хирли.

Он также добавил, что всем странам нужно как можно скорее начать смешивать бензин с этанолом. Дело в том, что жидкое биотопливо для ДВС получают как раз из этанола, а США и Бразилия — лидеры по его производству.

С Хирли согласна и торговый управляющий одной из крупнейших в мире компаний по производству этанола Copersucar Лара Баселлар.

— Это бы помогло соблюдению Парижского соглашения по климату, потому что мы бы использовали продукт, который эффективен в борьбе с вредными выбросами, — сказала она.

Фото: Jan Woitas / dpa-Zentralbild / dpa

Reuters пишет, что некоторые страны — например, Китай, Великобритания, Мексика, Вьетнам, Южная Африка и Австралия— сегодня действительно рассматривают возможность больше использовать машины на биотопливе. Но до финального решения дело все равно пока не доходит. Аналитики видят причину этого в том, что государства не хотят быть зависимыми от биотоплива, которое они сами не производят.

При этом эксперты говорят, что размешивание бензина с биотопливом действительно могло бы помочь странам сократить выбросы, и особенно это касается стран с развивающейся экономикой. Ведь создание инфраструктуры для повсеместной электромобилизации займет много времени и средств, тогда как увеличить использование биотоплива можно уже в ближайшее время.

Полная блок-схема завода по производству древесных гранул:

Гранулирование — это процесс превращения отходов в твердое топливо. Предметы используются для сжигания. Древесные пеллеты — один из наиболее часто используемых материалов для гранулирования.

Система измельчения сырья Система сушки Система грануляции Охлаждение Система просеивания / упаковки в мешки

(1) Гранулятор: система измельчения

Когда толщина необработанного древесного материала составляет> 10 мм и> 50 * 50 мм (Д * Ш), нам нужно использовать измельчитель древесины, чтобы измельчить их на мелкие кусочки, а затем измельчить мелкие кусочки в древесный порошок диаметром менее 3 мм с помощью молотковой мельницы. (Дробилка)

(2) Система сушки

Лучшее содержание влаги для гранулирования составляет около 13-15%.Наша роторная сушилка состоит из печи и основной ротационной сушилки, которая может снизить влажность с 60% до 10%. Наша печь работает на угле, что позволяет значительно сократить потребление электроэнергии.

Тепловые печи

Пылевой фильтр

Конвейер

(3) Система гранулирования

Благодаря усиленной конструкции редуктора, он может работать непрерывно в самых неблагоприятных условиях.Импортированные ключевые элементы отличаются высокой производительностью, длительным сроком службы и низкими затратами на техническое обслуживание. Основные части сделаны из легированной стали, чтобы быть очень прочными и податливыми. Матрица изготовлена ​​из нержавеющей стали. Гранулятор широко используется при гранулировании древесины, соломы и других источников биомассы. производительность колеблется от 200 кг до 3 т в час.

Пеллетная мельница

Запасные части Плашки и ролики

Паровой котел

Магнитный сепаратор

(4) Система охлаждения / просеивания / упаковки

После процесса гранулирования температура древесных гранул составляет около 60-80 градусов, а содержание влаги в древесных гранулах составляет около 15%, поэтому нам нужно использовать охладитель, чтобы уменьшить влажность примерно на 3-4%, например, древесные гранулы. легко хранить.
После охлаждения древесные гранулы не будут напрямую участвовать в топливном процессе, избегая попадания влаги на древесные гранулы. Необходим процесс упаковки. В этом процессе мы собираем для вас нашу лучшую отечественную полуавтоматическую упаковочную машину.

Кулер

Пылевой фильтр

Упаковочная машина

Магнитный сепаратор

ПРИМЕЧАНИЕ: Система ПЛК

Вся система использует контроллер ПЛК Siemens, включая материнскую плату, модуль ввода и вывода, программное обеспечение.MCC использует сенсорную панель, экран управления имитацией или экран управления компьютером. Автоматическое онлайн-тестирование влажности, автоматическое дозирование, автоматическая смазка, автоматическая подача пара, более низкие затраты на рабочую силу. 24 часа непрерывной работы.

Продажа древесных гранул, грануляторов, грануляторов с плоской матрицей, машины для производства биотоплива из Китая — грануляторы, грануляторы

Комплексные лесопилки и грануляторы
Forssjo Bruk AB управляет интегрированным лесопильным заводом и заводом по производству пеллет в поместье Эриксберг недалеко от Катринехольма в центральной Швеции.Лесопильный завод ежегодно потребляет около 165 000 м3 древесины, из которых 85% готовой продукции идет на экспорт. Система производства пеллет, введенная в эксплуатацию в 1995 году, имеет мощность около 45 000 метрических тонн в год. Пеллеты продаются оптом для использования в установках централизованного теплоснабжения и в мешках для небольших систем отопления жилых помещений.
Система отопления мощностью 15 МВт, работающая в основном на коре и влажной древесной щепе, обеспечивает обогрев сушильной камеры и сушку опилок перед гранулированием. Используются опилки от фрезерования на месте, а также из других источников.

Куча бревен.

Окорка бревен.


Опилки — побочный продукт лесопиления.


Опилки перемещаются с помощью большого ковшового погрузчика с лесопилки на завод по производству пеллет.

Затем опилки перемещаются в большой бункер.

Большая барабанная сушилка снижает содержание влаги в опилках с 55% до 10% s


Сушеные опилки транспортером подаются на гранулятор.

Одна из двух датских грануляторов Sprout-Matador общей производительностью семь тонн в час.

Опилки поступают сверху, окатыши сбрасываются на конвейер снизу.


Пеллетная мельница.

Для привода мельниц требуются большие электродвигатели.

Пеллеты имеют средний срок службы от 1000 до 1500 часов.


К грануляторам примыкает автоматическая система упаковки в мешки.

Легкий в обращении мешок для гранул весом 16 кг был разработан для шведского рынка.

Упакованные гранулы автоматически загружаются на поддоны.

Этикетки для мешков с гранулами ориентированы на рынки разных стран.

Поддоны с пеллетами вне склада ждут отопительного сезона.

Пеллетная мельница для высококачественного биотоплива от надежного производителя

Гранулятор для биотоплива намного меньше по размеру, чем гранулятор с кольцевой матрицей.Из-за своей простой конструкции и эксплуатации грануляторы с плоской матрицей гораздо более популярны в небольшом промышленном производстве и семейном использовании. Эта машина в основном используется для превращения отходов сельского хозяйства в топливные гранулы. В качестве материалов могут использоваться опилки, рисовая шелуха, стебли хлопка, кожура семян хлопка, сорняки и стебли сельскохозяйственных культур и другие растительные отходы, особенно материалы с низкой адгезией и несформированные материалы.
Модель ZLSP260A
Мощность 35 л.с.
Вместимость 160-250кг / ч
350-550 фунтов / ч
Вес (NW / GW) 330/360 кг
730/790 фунтов
Размер упаковки 1200 * 500 * 1070 мм
47 * 22 * ​​41 дюйм
  • Пеллетная мельница с дизельным двигателем типа D
  • Используемые материалы — дерево и биоматериалы

Модель ZLSP260B
Мощность 15 кВт
Вместимость 160-250кг / ч
350-550 фунтов / ч
Вес (NW / GW) 320/360 кг
705/800 фунтов
Размер упаковки 1240 * 540 * 950 мм
49 * 21 * 37 дюймов
  • Гранулятор с электродвигателем типа D (трехфазный)
  • Используемые материалы — дерево и биоматериалы

Модель ZLSP260C
Мощность 15 кВт
Вместимость 400-600кг / ч
880-1300 фунтов / ч
Вес (NW / GW) 750/815 кг
425/465 фунтов
/ Размер упаковки 1240 * 580 * 1000 мм
51 * 24 * 43 дюйма
  • Пеллетная мельница с закрытым двигателем типа D (трехфазная)
  • Используемые материалы — дерево и биоматериалы

Модель ZLSP260P
Мощность ≥30 л.с.
Вместимость 160-250кг / ч
350-550 фунтов / ч
Вес (NW / GW) 235/260 кг
518/580 фунтов
Размер упаковки 1050 * 540 * 900 мм
41 * 21 * 35 дюймов
  • Пеллетная мельница с ВОМ типа D
  • Используемые материалы — дерево и биоматериалы

Основные характеристики:
  • Применяется привод дифференциала и карданного шарнира.И электродвигатель, и дизель в порядке.
  • Уникальная технология позволяет завершить весь процесс низкотемпературной сушки, охлаждения и просеивания за один проход.
  • Гранулы можно использовать в двух вариантах. Один предназначен для топливных пеллет в котле, а другой — для домашних пеллет для отопления и приготовления пищи. Гранулятор — идеальный выбор для крупных промышленных предприятий (биологической).

С нами ваша конфиденциальность в безопасности.Мы ненавидим спам также как и вы.

Сопутствующее оборудование

Список продуктов

Последние новости

Рекомендовать товары

Основы биотоплива | Министерство энергетики

Управление биоэнергетических технологий (BETO) сотрудничает с промышленностью в разработке биотоплива нового поколения, изготовленного из непищевых (целлюлозных и водорослевых) ресурсов. За последнее десятилетие BETO сосредоточилась на целлюлозном этаноле, инвестируя в технологические достижения по всей цепочке поставок.Эти мероприятия успешно подтвердили критические технологии производства целлюлозного этанола. Прошлая работа Управления по целлюлозному этанолу обеспечивает ценный плацдарм для достижений в области углеводородного биотоплива, также известного как «попадающее» топливо, которое может служить заменителем нефти на существующих нефтеперерабатывающих заводах, резервуарах, трубопроводах, насосах, транспортных средствах и небольших двигателях.

Посмотрите видео Energy 101: Биотопливо, чтобы узнать больше.

ЭТАНОЛ

Этанол (Ch4Ch3OH) — это возобновляемое топливо, которое можно производить из различных растительных материалов, известных под общим названием «биомасса».«Этанол — это спирт, который используется в качестве смешивающего агента с бензином для повышения октанового числа и сокращения выбросов оксида углерода и других выбросов, вызывающих смог.

Наиболее распространенной смесью этанола является E10 (10% этанола, 90% бензина). Некоторые автомобили, называемые транспортными средствами с гибким топливом, предназначены для работы на E85 (смесь бензина и этанола, содержащая 51–83% этанола, в зависимости от географии и сезона), альтернативного топлива с гораздо более высоким содержанием этанола, чем обычный бензин. Примерно 97% бензина в Соединенных Штатах содержит некоторое количество этанола.

Большая часть этанола производится из растительных крахмалов и сахаров, но ученые продолжают разрабатывать технологии, которые позволят использовать целлюлозу и гемицеллюлозу, непищевой волокнистый материал, составляющий основную массу растительного вещества. Фактически, в настоящее время в Соединенных Штатах работает несколько промышленных предприятий по переработке целлюлозного этанола.

Обычный метод преобразования биомассы в этанол называется ферментацией. Во время брожения микроорганизмы (например,g., бактерии и дрожжи) метаболизируют растительные сахара и производят этанол.

Узнайте больше об этаноле.

БИОДИЗЕЛЬ

Биодизель — это жидкое топливо, производимое из возобновляемых источников, таких как новые и использованные растительные масла и животные жиры, и более чистая замена дизельного топлива на нефтяной основе. Биодизель нетоксичен и поддается биологическому разложению и производится путем смешивания спирта с растительным маслом, животным жиром или переработанным кулинарным жиром.

Как и дизельное топливо, полученное из нефти, биодизель используется в качестве топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных).Биодизельное топливо может быть смешано с нефтяным дизельным топливом в любом процентном соотношении, включая B100 (чистый биодизель) и, наиболее распространенную смесь, B20 (смесь, содержащая 20% биодизеля и 80% нефтяного дизельного топлива).

Узнайте больше о биодизеле.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ «ДОБАВЛЯЕМЫЕ» ТОПЛИВА

Нефтяные топлива, такие как бензин, дизельное и реактивное топливо, содержат сложную смесь углеводородов (молекулы водорода и углерода), которые сжигаются для получения энергии. Углеводороды также можно получать из источников биомассы с помощью различных биологических и термохимических процессов.Возобновляемые углеводородные топлива на основе биомассы практически идентичны топливам на основе нефти, для замены которых они предназначены, поэтому они совместимы с современными двигателями, насосами и другой инфраструктурой.

В настоящее время одно предприятие промышленного масштаба (World Energy в Парамаунте, Калифорния) производит возобновляемое дизельное топливо из отработанных жиров, масел и смазок. Несколько компаний заинтересованы либо в модернизации существующих производственных площадок, либо в строительстве новых объектов для возобновляемого дизельного топлива и реактивных двигателей в США.Узнайте больше о возобновляемом углеводородном топливе.

ПРОЦЕССЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ БИОТОПЛИВА
Деконструкция

Производство современных видов биотоплива (например, целлюлозного этанола и возобновляемых углеводородных топлив) обычно включает многоступенчатый процесс. Во-первых, необходимо разрушить жесткую жесткую структуру стенки растительной клетки, которая включает биологические молекулы целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, тесно связанные друг с другом. Это может быть выполнено одним из двух способов: деконструкция при высокой температуре или деконструкция при низкой температуре.

Высокотемпературная деконструкция
Высокотемпературная деконструкция использует чрезвычайно высокую температуру и давление для разложения твердой биомассы на жидкие или газообразные промежуточные продукты. На этом пути используются три основных пути:

  • Пиролиз
  • Газификация
  • Гидротермальное ожижение.

Во время пиролиза биомасса быстро нагревается до высоких температур (500–700 ° C) в бескислородной среде. Тепло расщепляет биомассу на пары пиролиза, газ и уголь.После удаления полукокса пары охлаждаются и конденсируются в жидкую «бионефть».

Процесс газификации немного похож; однако биомасса подвергается воздействию более высокого температурного диапазона (> 700 ° C) с присутствием некоторого количества кислорода для получения синтез-газа (или синтез-газа) — смеси, состоящей в основном из моноксида углерода и водорода.

При работе с влажным сырьем, таким как водоросли, предпочтительным термическим процессом является гидротермальное разжижение. В этом процессе используется вода при умеренных температурах (200–350 ° C) и повышенном давлении для преобразования биомассы в жидкую сырую бионефть.

Низкотемпературная деконструкция
Низкотемпературная деконструкция обычно использует биологические катализаторы, называемые ферментами или химическими веществами, для разложения исходного сырья на промежуточные продукты. Во-первых, биомасса проходит стадию предварительной обработки, которая раскрывает физическую структуру клеточных стенок растений и водорослей, делая более доступными сахарные полимеры, такие как целлюлоза и гемицеллюлоза. Затем эти полимеры ферментативно или химически расщепляются на простые сахарные строительные блоки в процессе, известном как гидролиз.

Модернизация

После деконструкции промежуточные продукты, такие как сырые биомасла, синтез-газ, сахара и другие химические строительные блоки, должны быть модернизированы для производства готового продукта. Этот этап может включать биологическую или химическую обработку.

Микроорганизмы, такие как бактерии, дрожжи и цианобактерии, могут сбраживать сахар или газообразные промежуточные продукты в топливные смеси и химические вещества. В качестве альтернативы, сахара и другие промежуточные потоки, такие как бионефть и синтез-газ, можно обрабатывать с использованием катализатора для удаления любых нежелательных или реакционноспособных соединений с целью улучшения характеристик хранения и обращения с ними.

Готовые продукты после модернизации могут быть топливом или биопродуктами, готовыми к продаже на коммерческий рынок, или стабилизированными промежуточными продуктами, подходящими для отделки на нефтеперерабатывающем заводе или химическом заводе.

Прочтите «Конверсия биомассы: от исходного сырья к готовой продукции», чтобы узнать больше.

Обзор применения машинного обучения в исследованиях производства биодизеля

За последние десятилетия потребление ископаемого топлива экспоненциально выросло, несмотря на значительное загрязнение воздуха, ухудшение состояния окружающей среды, проблемы со здоровьем и ограниченные ресурсы.Биотопливо может использоваться вместо ископаемого топлива из-за экологических преимуществ и доступности для производства различных видов энергии, таких как электричество, мощность и отопление, или для поддержания топлива в транспортных средствах. Производство биодизеля — сложный процесс, который требует выявления неизвестных нелинейных отношений между входными и выходными данными системы; поэтому точные и быстрые инструменты моделирования, такие как машинное обучение (ML) или искусственный интеллект (AI), необходимы для проектирования, обработки, управления, оптимизации и мониторинга системы.Среди методов моделирования производства биодизеля машинное обучение обеспечивает лучшие прогнозы с высочайшей точностью, основанные на самообучении мозга и способности к самосовершенствованию для решения сложных вопросов исследования; следовательно, это полезно для моделирования процессов (транс) этерификации, физико-химических свойств и мониторинга биодизельных систем в режиме реального времени. Приложения машинного обучения на этапе производства включают оптимизацию и оценку качества, условий процесса и количества.Оценка состава выбросов и температуры, а также анализ характеристик двигателя исследуются на этапе потребления. Сложный эфир жирной метиловой кислоты является выходным параметром, а входные параметры включают тип масла и катализатора, отношение метанола к маслу, концентрацию катализатора, время реакции, область и частоту. В этой статье будет представлен обзор и обсуждение различных преимуществ, недостатков и применений технологии машинного обучения в производстве биодизеля, в основном сосредоточено на недавно опубликованных статьях с 2010 по 2021 год, чтобы принимать решения и оптимизировать, моделировать, контролировать, контролировать и прогнозировать производство биодизеля.

1. Введение

Ископаемое топливо, наиболее популярное топливо, играющее важную роль в развитии экономики и политики как в развитых, так и в развивающихся странах, на протяжении нескольких десятилетий было обычным промышленным источником энергии из-за его идеального сочетания свойств, таких как легкость транспортировки, универсальность, доступность и высокие цены [1–3]. Хотя многие неоткрытые запасы нефти остаются в геологических структурах, а богатые нетрадиционные нефтяные залежи, такие как битуминозные пески, тяжелая нефть и горючие сланцы, указывают на подходящую возможность коммерчески жизнеспособных ресурсов, они невосполнимы и ограничены.Предполагается, что мировой спрос на энергию вырастет на 56% в период с 2010 по 2040 год; следовательно, существует острая потребность в устойчивых альтернативных источниках энергии [4–6]. Помимо ограничения ресурсов, потребление ископаемого топлива для экономической и промышленной деятельности вызывает множество проблем, таких как загрязнение воздуха, глобальное потепление, ухудшение состояния окружающей среды, проблемы со здоровьем, проблемы глобального изменения климата и выбросы парниковых газов (ПГ) во всем мире [7]. Энергетический кризис, за которым последовала высокая зависимость от ископаемого топлива, увеличивающееся колебание ресурсов и экологические проблемы, усугубили озабоченность по поводу прекращения использования ресурсов и привели мир к использованию экологически чистых энергоресурсов для обеспечения устойчивого энергоснабжения и удовлетворения растущих потребностей в энергии от возобновляемых источников энергии. источник [8–12].Производство ископаемого топлива не остановится внезапно и останется универсальным энергетическим ресурсом, но ученые пытаются получить энергию с низким углеродным следом [13]. Биотопливо, водород, сжатый природный газ, сжиженный нефтяной газ и спирт обладают достаточным потенциалом, чтобы стать альтернативными источниками энергии [14–16].

Было проведено исследование возобновляемых источников энергии, чтобы выбрать лучшую альтернативную энергию, в которой биоэнергетика, крупнейший на сегодняшний день возобновляемый источник энергии, представляет большой потенциал в решении проблем изменения климата и глобальных энергетических проблем [17].Биотопливо включает биодизель, биоэтанол и биогаз, полученные из ресурсов биомассы, которые могут применяться вместо ископаемого топлива за счет интеграции повышенной энергетической безопасности, экологических преимуществ, доступности, возобновляемости и устойчивости для производства различных видов энергии, таких как электричество, мощность и тепло. или поддерживать транспортное топливо [6, 16, 18–22]. Рисунок 1 иллюстрирует тенденции исследований в области биотоплива. Количество опубликованных документов резко увеличилось с 2002 по 2020 год.С 2016 года наблюдалось снижение растущего количества статей; однако он все еще прогрессирует.


Среди всех экологичных альтернатив ископаемому топливу биодизель является подходящим выбором для дизельных двигателей благодаря более низким выбросам двигателя (на 41% меньше выбросов парниковых газов), преимуществам физических и химических свойств и отсутствию необходимости в значительных модификациях [23–26] . Биодизель и нефтедизель смешиваются в любом соотношении, что приводит к использованию их комбинации, а не чистого биодизеля, не только в развитых странах, таких как США, Франция, Италия и Германия, но и в развивающихся странах, таких как Малайзия, Бразилия. , Индонезия и Аргентина [7, 27–29].Мощности по производству биодизеля — привлекательная тенденция роста; рынок автомобильного биотоплива стремительно растет; он привлек многих ученых и исследователей для удовлетворения постоянно растущих потребностей в энергоснабжении за счет производства альтернативных видов топлива [25, 30]. Как показано на Рисунке 2, ожидается, что к 2030 году доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии вырастет на 23%. оптимизация эффективных параметров в оптимальном диапазоне для обеспечения высокого качества и производительности [13, 32].Различные параметры сырья и условия реакции, связанные с переэтерификацией, такие как температура, тип масла и катализатора, продолжительность реакции, молярное соотношение масла и спирта и концентрация катализатора, могут влиять на производительность и характеристики реакции производственного процесса, оцененные с помощью физических экспериментов [13, 33–37]. Несмотря на необходимость экспериментов, предсказание влияния факторов не удается из-за лежащих в основе нелинейных соотношений между реакциями и параметрами, а также большого количества параметров процесса; Следовательно, высокоточные методы экспериментального моделирования, такие как прогнозирование на основе машинного обучения и методы искусственного интеллекта (ИИ), полезны для преодоления ограничений экспериментальных методов и проблем традиционных вычислительных методов [13, 38-40].

Они предоставляют математические модели или независимые подходы к моделированию в соответствии с характером процесса, чтобы предотвратить напрасную трату времени и денег и, более того, для отдельного изучения широкого спектра физических и химических параметров процесса и получения экспериментально недоступных деталей [10, 12, 41–44].

2. Введение в AI и ML

AI — это способность машин моделировать деятельность человеческого мозга, применяемая с помощью различных методов информатики, таких как эвристические алгоритмы, машинное обучение и нечеткая логика [45–47].Он в основном используется для прогнозирования свойств биомассы и биотоплива, производительности систем конечного использования биоэнергии, производительности процесса преобразования, моделирования и оптимизации цепочки поставок. Рекомендуемые методы оптимизации: методология поверхности отклика (RSM), генетический алгоритм и метод Тагучи; в то же время искусственная нейронная сеть (ИНС), регрессия и аналитические методы являются наиболее популярными методами моделирования в исследованиях двигателей внутреннего сгорания [48–51].

Алгоритмы машинного обучения, разработанные с помощью глубокого обучения, обучения с подкреплением, трансферного обучения и экстремального обучения, используются в промышленных процессах для оптимизации, мониторинга и управления системами, прогнозирования технического обслуживания, диагностики ошибок и уведомления об атаках на процессы [2, 52–56] .Линейная регрессия, анализ главных компонентов (PCA), деревья решений (DT), генетические алгоритмы (GA), классификатор ближайших соседей по K (KNN), регрессия случайных лесов (RF), искусственные нейронные сети (ANN) и машины опорных векторов ( SVM) — это мощные алгоритмы машинного обучения [57]. Машинное обучение относится к запрограммированному процессу, использующему последовательные итерации на основе входных данных внешних вариантов, постепенно обновляя способность решения проблем и самосовершенствования для решения сложных вопросов исследования [57, 58].

Применение искусственного интеллекта в биоэнергетических системах ограничено; однако исследования показывают его большой потенциал в устранении препятствий на пути развития биоэнергетики. Предыдущие обзоры отдельно фокусировались либо на единственном подходе искусственного интеллекта, либо на части биоэнергетических систем [2, 44, 48, 49, 59]. В связи с широким разнообразием методов искусственного интеллекта, технологий преобразования, биоэнергетических продуктов, типов биомассы и структуры цепочки поставок необходим всесторонний обзор приложений искусственного интеллекта в сельском хозяйстве на биомассе до фазы потребления.Этот обзор призван рекомендовать передовые статистические методы и текущие популярные алгоритмы машинного обучения, чтобы получить общие прагматические модели в качестве экспериментального согласия.

3. Введение в производство биодизеля

Биодизель представляет собой чистый, ароматический, биоразлагаемый метиловый эфир жирных кислот, полученный из отработанных масел, пищевого и непищевого растительного масла и животного жира (например, куриного и бараньего жира) в качестве альтернативного источника топлива. для дизельных двигателей, чтобы уменьшить выбросы двигателей, став глобальным направлением на транспорт [34, 45, 51, 60–62].Помимо альтернативного транспортного топлива, биодизельное топливо имеет и другие потенциальные применения, такие как топочный мазут, пластификаторы, производство энергии, высококипящие абсорбенты для очистки газообразных промышленных выбросов, смазочные материалы и различные растворители. Биодизель имеет свойства, аналогичные свойствам дизельного топлива, например, цетановое число, вязкость, энергосодержание и фазовые изменения. Биотопливо может открыть новый бизнес для сельскохозяйственной продукции и оживить сельские районы [63].

3.1. Преимущества

(i) Отсутствие серы (ii) Снижение выбросов в атмосферу (iii) Пригодные физико-химические свойства, такие как плотность, цетановое число, температура вспышки, вязкость и смазка (iv) Более полное сгорание, поскольку оно сильно насыщено кислородом (v) Стимулирование энергоэффективность [42].

3.2. Недостатки

(i) Меньшее энергосодержание (ii) Высвобождение большего количества оксидов азота (iii) Более высокие затраты на обслуживание (iv) Высокая стоимость создания (v) Стадия разделения и очистки продукта (vi) Нежелательные побочные реакции [51, 64]

Простота производства из доступного возобновляемого сырья делает его более привлекательным. Ресурсы несъедобного масла из семян деревьев легко найти повсюду, даже на неподходящих землях для выращивания продовольственных культур. Чистый биодизель или смесь коммерческого дизельного топлива и биотоплива может использоваться в немодифицированных дизельных двигателях из-за преимуществ экологической устойчивости [51, 65].Некоторые страны предписывают добавлять биодизель во все виды дизельного топлива, чтобы побудить людей использовать биодизель [63, 66].

Наиболее распространенной реакцией в процессе производства биодизеля является переэтерификация, при которой используются гетерогенные или гомогенные кислотные и основные катализаторы для улучшения переэтерификации в мягких условиях реакции. Гидроксид натрия и гидроксид калия (NaOH, KOH) являются обычными щелочными катализаторами, которые могут обеспечить более высокий выход биодизельного топлива [67–70]. Реакции переэтерификации масла (т.е.е., масло канолы, масло Simarouba glauca , соевое масло, масло семян подсолнечника, масло семян Thevetia peruviana , пальмовое масло и т. д.) и спирты (например, метанол, этанол) производят биодизель [62, 71–76] . Это дорогостоящий энергозатратный производственный процесс, который является результатом очистки и разделения продукта и требует предварительной обработки для снижения содержания воды и свободных жирных кислот в течение длительного периода [2]. Низкая эффективность этерификации возникает из-за нежелательных побочных реакций. На рисунке 3 показана реакция переэтерификации для производства биодизеля, а также входные и выходные переменные.


Различные параметры, связанные с переэтерификацией, и условия реакции, такие как температура, тип масла и катализатора, продолжительность реакции, молярное соотношение масла и спирта и концентрация катализатора, влияют на производительность, а характеристики реакции производственного процесса существенно влияют на реакцию переэтерификации [37, 78]. Статистические инструменты и множество физических экспериментов необходимы для прогнозирования реакций и взаимодействий с каждым параметром из-за оптимизации переэтерификации [36, 42].

4. Применение методов ML в жизненном цикле биодизеля

Производство биодизеля из возобновляемых источников энергии включает следующие этапы: извлечение нефти, предварительная обработка сырья, реакция переэтерификации, разделение продуктов, извлечение непрореагировавшего спирта, нейтрализация глицерина, промывка и очистка биодизеля [70, 79]. В этом разделе мы попытались классифицировать и проанализировать приложения технологии машинного обучения по 5 ключевым этапам производства биодизеля, включая почву, сырье, производство, потребление и выбросы [57, 80].

ML технология может быть полезной на всех пяти этапах для повышения качества оценок. Существует множество обзоров исследований по применению технологии машинного обучения в моделировании двигателей, работающих на биодизельном топливе, и подходов к сгоранию; Таким образом, данное исследование в основном сосредоточено на первых трех этапах. На Рисунке 4 показан обзор тенденции производства биодизеля, вдохновленный Aghbashlo et al. [79] и Ахмад и др. [57].


4.1. Применение ML на стадии почвы

Сообщалось о многочисленных исследованиях участков и деревьев с применением ML на стадии жизненного цикла биотоплива в почве.Наиболее распространенными методами машинного обучения на стадии почвы являются случайный лес (RF), гауссовская модель процесса (GPM) и машины опорных векторов (SVM).

Урожай сорго полезен для производства полезных для здоровья продуктов питания из семян, кормов и биотоплива из наземной биомассы [81]. Чтобы предсказать будущие тенденции урожайности сорго двухцветного, Хантингтон и др. [82] использовали RF-подход при четырех сценариях выбросов парниковых газов (ПГ) и двух различных режимах полива. Наиболее ценными предикторами урожайности сорго были дефицит давления пара, время и методы орошения.Модель RF получила рациональную точность прогнозов благодаря уникальному обучению и классификации выборок данных по годам и странам. Habyarimana et al. [81] провели исследование на основе спутниковых изображений полей сорго для прогнозирования урожайности биомассы сорго с использованием различных методов машинного обучения, таких как радиальное базовое ядро ​​(SVM-R), нелинейное ядро ​​(SVM-G), дискриминантный анализ PCA (PCA-DA), дискриминант PLS. анализ (PLS-DA), SVM с линейным классификатором (SVM), ядро ​​радиального базиса с ядром полиномиального базиса (SVM-P), простая линейная модель, RF, ANN, eXtreme Gradient Boosting-XgbLinear method (GBL), eXtreme Gradient Boosting- xgbDART (GBD) и метод eXtreme Gradient Boosting-xgbtree (GBT), где метод eXtreme Gradient Boosting-xgbtree показал лучшие результаты.

Gleason et al. [83] сравнили методы линейной регрессии со смешанными эффектами (LME), кубизма, регрессии опорных векторов (SVR) и случайного леса (RF) для прогнозирования биомассы в умеренно густом лесу с закрытием полога от 40 до 60%, где SVR дает наибольшие результаты. точная модель биомассы. Ли и др. [84] провели исследование на основе выбросов из четырех сценариев с использованием модели усиленного дерева регрессии (BRT) для оценки воздействия производства кукурузы на окружающую среду с 2022 по 2100 год, где модель BRT достигла 0.82 оценка воздействия эвтрофикации коэффициентом корреляции и 0,78 при глобальном потеплении. Ян и др. [85] применили гауссовскую модель процесса (GPM), метод байесовского вывода в двухэтапном методе машинного обучения, для получения более точных оценок. Во-первых, уменьшение урожайности зерновых культур GPM, а затем оценка урожайности с помощью модели RF. Характеристики почвы, солнечная радиация, среднее количество осадков, скорость ветра и температура обычно являются входными параметрами, а выходные параметры — это воздействие на окружающую среду в будущем жизненном цикле и урожай биомассы.В таблице 1 приводится сводка исследований фаз почвы, чтобы понять эффективный метод в каждом исследовании. Для формирования этой таблицы были использованы различные исследовательские работы для извлечения данных [81–85].

0009

Ссылка Прикладные модели Поле Результаты

[81] GBL, GBD, GBT, ANN, ANN , SVM-P, SVM-R, SVM-G, PCA-DA, PLS-DA Прогнозировать урожай сорго GBT
[82] RF Прогнозировать урожайность сорго RF
[83] LME, SVR, RF Прогнозирование урожайности биомассы в лесу SVR
[84] BRT Оценка воздействия производства кукурузы на окружающую среду BRT
[85] GPM, РФ Продуктивность земель GPM

4.2. Приложения машинного обучения в сырье

Согласно приложениям машинного обучения в исследованиях фазы исходного сырья, наиболее популярными методами являются ИНС, множественная линейная регрессия, статистическая регрессия и множественная нелинейная регрессия. Состав смеси, температура, скорость перемешивания и время перемешивания являются типичными входными переменными, а выходными переменными являются вязкость, температура вспышки, устойчивость к окислению, плотность, доля метана, более высокие значения нагрева и цетановое число. Mairizal et al. [86] исследовали биодизели, полученные из различных ресурсов, таких как масло грецкого ореха, подсолнечное масло, арахисовое масло, рапсовое масло, гидрогенизированное кокосовое масло, гидрогенизированное копровое масло и говяжий жир, чтобы предсказать более высокую теплотворную способность, вязкость, температуру вспышки, окислительную стабильность и плотность биодизеля. с помощью множественных линейных регрессий.Результаты показали, что эффективность прогнозирования увеличивается за счет добавления PU / MU (баланс моно- и полиненасыщенных жирных кислот) в качестве независимого параметра. Исходными данными для модели были содержание полиненасыщенных жирных кислот в сырье, йодное число и значение омыления. В другом исследовании различных биодизелей, полученных из жирных кислот, метод ИНС был применен для оценки цетанового числа, плотности, кинематической вязкости и температуры вспышки [87]. Среднее абсолютное отклонение и точность оценки модели представлены в следующих значениях соответственно: цетановое число (1.637%; 96,6%), температура вспышки (0,997%; 99,07%), кинематическая вязкость (1,638%; 95,80%) и плотность (0,101%; 99,40%). Tchameni et al. [88] использовали множественную ИНС и нелинейную регрессию (MNLR) для прогнозирования реологических свойств отработанного растительного масла. Результаты продемонстрировали превосходство модели ИНС над характеристиками метода MNLR. Использование одиночных линейных регрессий и множественных линейных регрессий для оценки выхода метана в структурных компонентах биомассы выявило довольно значительную корреляцию между потенциалами биомассы метана и химическим составом.В таблице 2 представлена ​​сводка исследований фазы исходного сырья [86–88] для классификации эффективных методов и целей исследования.


Ссылка Применяемые модели Цель

[86] Множественные линейные регрессии Для прогнозирования устойчивости к окислению, HHV
,
плотность
[87] ANN Для оценки C, плотности, кинематической вязкости
, FP
[88] ANN, MNLR, одиночная и множественная линейная регрессия Для оценки реологических характеристик нефти недвижимость

4.3. Приложения ML в производстве

На этапе производства выбор подходящего метода ML зависит от типа производимого биотоплива (например, биодизель, биогаз и биоводород). На основе исследований приложения машинного обучения в изучении биодизельного топлива можно разделить на четыре раздела: оптимизация качества и выхода, оценка качества, оценка выхода, оценка и оптимизация условий и эффективности процесса [57].

4.3.1. Прогноз качества

Преобладающим методом ML для прогнозирования качества является ИНС, разработанная регрессионной моделью, с использованием температуры реакции, времени реакции, температуры прокаливания, давления и скорости потока в качестве входных переменных, а также содержания, вязкости и состава FAME (метилового эфира жирной кислоты). , количество, цетановое число и плотность выступают в качестве выходных переменных.

Soltani et al. [89] использовали искусственную нейронную сеть (ИНС) для моделирования различных эффектов параметров реакции, т. Е. Температуры прокаливания, соотношения металлов, времени реакции и температуры реакции при перегонке пальмовой жирной кислоты (PFAD) и сложных эфиров с использованием сульфированного мезопористого оксида цинка SO 3 Катализатор HZnO. Оптимальные условия для прогнозирования размера нанокристаллического катализатора SO 3 H – ZnO 56,41 нм: температура реакции 160 ° C, температура прокаливания 700 и концентрация Zn 0,004 моль в течение 18 мин реакции.Концентрация цинка и время реакции считаются наиболее и наименее эффективными параметрами соответственно.

Ахмад и др. [90] использовали метод ансамблевого обучения, такой как Least Squares Boosting (LSBoost), интегрированный с методом расширения полиномиального хаоса (PCE), для прогнозирования количества, качества, скорости потока, цетанового числа метиловых эфиров жирных кислот (FAME) и состава в процесс производства биодизеля на основе растительного масла. Прогнозируемые значения показали неопределенность 1% во всех параметрах процесса с использованием среднего процента абсолютного отклонения (MADP), что свидетельствует о высокой точности предложенной модели в прогнозировании результатов и влиянии неопределенности количественной оценки в процессе.В процессе производства биодизеля из растительного масла метод PCA применялся для оценки относительной плотности, вязкости и процента превращения растительного масла в метиловые эфиры. Использование PCA — эффективный метод различения и различения чистого биодизеля, чистого дизельного топлива, отработанного масла и их смеси.

Sarve et al. [91] использовали искусственную нейронную сеть (ИНС) и методологию поверхности отклика (RSM), основанную на центральном композитном дизайне (CCD), для прогнозирования содержания метилового эфира жирной кислоты (FAME) в производстве биодизельного топлива из кунжутного масла с использованием гидроксида бария в качестве основного катализатора. .Наилучшее сочетание значений оптимальных условий — молярное отношение метанола к маслу (6,69: 1), время реакции (40,30 мин), концентрация катализатора (1,79 мас.%) И температура (31,92 ° C), в результате чего получается 98,6 % содержания FAME. Исследование показало, что концентрация катализатора оказывает основное влияние на содержание FAME в конечном продукте. ИНС имеет лучшую способность предсказывать содержание FAME из-за лучшего коэффициента корреляции, среднеквадратичной ошибки ( R 2 ), стандартной ошибки предсказания (SEP) и значений относительного процентного отклонения (RPD) по сравнению с RSM.

4.3.2. Оценка урожайности

Несколько исследований были сосредоточены на применении методов ML для прогнозирования синтеза биодизельного топлива из непищевых масел, таких как анаэробный осадок, касторовое масло и ятрофа-водоросли.

Kumar et al. [92] обучили модель ИНС с помощью алгоритма Левенберга-Марквардта (LM) и алгоритма обучения с обратным распространением для прогнозирования выхода биодизеля в процессе переэтерификации, используя в качестве входных данных смеси масла ятрофы и водорослей. Значение квадрата R , равное 0,9976, по сравнению с экспериментальными результатами подтвердило компетентность техники ИНС.

Banerjee et al. [93] использовали модель ANN и CCD при переэтерификации касторового масла и метанола с использованием кислотного катализатора H 2 SO 4 для прогнозирования процентного содержания метилового эфира жирной кислоты. Они также разработали кинетическую модель, используя экспериментальные и расчетные данные. Также с использованием предсказанных данных на основе ИНС и экспериментальных результатов были оценены константы скорости кинетической модели. Температура, концентрация катализатора и молярное отношение метанола к маслу являются входными параметрами.Модель ANN предсказала выход метилового эфира жирной кислоты в% с отклонением 8%.

Канат и др. [94] использовали метод ИНС и топологию многослойной нейронной сети для моделирования и оценки производительности биодизельного топлива и биогаза из термофильного анаэробного ила, вырабатываемого в варочном котле с восходящим потоком. Обученные и проверенные экспериментальные данные оценивались как в устойчивых, так и в аномальных условиях; высокий коэффициент корреляции показал оптимистичные результаты ИНС для онлайн-мониторинга термофильных реакторов.В исследовании смеси масел ятрофы и водорослей ИНС показала лучшие результаты, чем RSM [95].

Процесс синтеза биодизельного топлива из отработанного козьего жира, содержащего замечательные свободные жирные кислоты (FFA), был смоделирован RSM и ANN для определения оптимальных параметрических значений, которые привели к максимальной конверсии ЖК. В оптимальных условиях, методология поверхности отклика (RSM) и ИНС показали сходные характеристики предсказуемости [96].

В другом исследовании были разработаны линейная регрессия (LR) и модель ИНС, основанная на алгоритме обучения Левенберга – Марквардта, для прогнозирования выхода переэтерификации биодизельного топлива на основе соевого масла, где ИНС работает лучше, чем LR [97].Различные условия процесса переэтерификации соевого масла в биодизельное топливо были изучены для прогнозирования выхода биодизеля [39]. В этом исследовании искусственная нейронная сеть применяется с многослойной нейронной сетью прямого распространения и кинетическими моделями. Результаты показали превосходство, точность и ясность модели ИНС над методом кинетического моделирования. Guo et al. [98] использовали метод адаптивной нейрочеткой интерференционной системы (ANFIS), основанный на теории статистического обучения, для оценки выхода производства биодизеля как функции отношения метанол / масло, давления, времени реакции и температуры в некаталитическом сверхкритическом метаноле (SCM). метод.Высокое значение результата в квадрате R указывает на влияние модели ANFIS на прогноз урожайности биодизеля. Мостафа и др. [35] сравнили адаптивную нейрочеткую систему вывода (ANFIS) и методологию поверхности отклика (RSM) для прогнозирования и моделирования эффективности этих подходов при моделировании выхода переэтерификации. Дизайн RSM по Боксу-Бенкену и два подхода ANFIS (гибридные методы и методы оптимизации обратного распространения) исследовали влияние независимых переменных на конверсию метиловых эфиров жирных кислот (FAME).Значительное значение R 2 составило 0,9669 для RSM по сравнению с 0,9812 и 0,9808 для двух моделей ANFIS, что указывает на превосходство моделей ANFIS над моделью RSM для моделирования и оптимизации. Maran et al. [49] сравнили эффективность искусственной нейронной сети (ИНС) и методологии поверхности отклика (RSM) для прогнозирования и моделирования выхода биодизельного топлива на основе масла дыни. Центральная составная вращающаяся конструкция CCRD исследовала модель ИНС в сравнении с моделью RSM. Концентрация катализатора, время реакции, температура реакции и молярное отношение метанола к маслу влияют на конверсию FAME с помощью нейронной сети многослойного перцептрона (MLP) и RSM.Значение R 2 для RSM составляло 0,869, а для моделей ANN оно составляло 0,991, показывая превосходство модели ANN над RSM в моделировании и оптимизации производства FAME.

4.3.3. Оценка качества и урожайности

Многочисленные исследования были посвящены качеству биодизеля и оптимизации выхода. Bobadilla et al. [77] использовали набор опорных векторных машин (на основе ядра радиальной базовой функции, линейного ядра и полиномиального ядра) и методов линейной регрессии для прогнозирования и улучшения выхода биодизельного топлива с определенными свойствами, такими как мутность, более высокая теплотворная способность (HHV) с пониженной вязкостью. , и плотность.Применение генетических алгоритмов к регрессионным моделям позволило получить более точные сценарии оптимизации биодизельного топлива для определения наилучшего сочетания независимых и зависимых переменных.

Cheng et al. [99] разработали метод GA-ESIM, который представляет собой комбинацию модели эволюционного опорного вектора машинного вывода (ESIM) и хаотического генетического алгоритма K-средних (KCGA) для точного прогнозирования и оптимизации свойств биодизельной смеси. Они нашли GA-ESVM лучше, чем ANN-GA и SVM. Полученные результаты показывают, что производительность модели GA-ESIM в прогнозировании более точна, чем у других инструментов на основе ИИ.

Sivamani et al. [100] использовали модели на основе ANN-GA и RSM для прогнозирования и оптимизации выхода биодизеля при переэтерификации Simarouba glauca . Они использовали масло для анализа с помощью газовой хроматографии-масс-спектроскопии (ГХ-МС) для определения уровня свободных жирных кислот (СЖК), а соотношение спиртов, время реакции и температура реакции были входными переменными.

Игхосе и др. [101] сосредоточился на инструменте оптимизации RSM наряду с моделью ANFIS для прогнозирования и оптимизации выхода биодизельного топлива в процессе переэтерификации масла семян Thevetia peruviana .В дополнение к модели ANFIS и RSM, использование GA привело к более высокому выходу метиловых эфиров Thevetia peruviana (TPME) за меньшее время. Результаты определили приоритет возможностей прогнозирования ANFIS над моделью RSM. Dhingra et al. [102] применили комбинацию ИНС и ГА при производстве биодизельного топлива на основе поланги для прогнозирования и оптимизации переменных реакции с целью максимизации процесса переэтерификации. Входными переменными являются молярное отношение этанола к маслу, температура реакции, концентрация катализатора, время реакции и скорость перемешивания.Выходы были объединены с GA для оптимизации условий реакции, что привело к выходу биодизельного топлива 92% по массе.

4.3.4. Оценка и оптимизация условий и эффективности процесса

Karimi et al. [103] реализовали многокритериальный анализ с использованием RSM и ANN для оценки содержания FAME и эксергетической эффективности переэтерификации отработанного кулинарного масла (WCO) для производства биодизельного топлива. Концентрация воды, время реакции, концентрация неподвижной липазы и метанола были оптимизированы для достижения 95.7% прогнозировали содержание FAME. Соответствующие входные переменные: концентрация катализатора 35%, содержание воды 12%, молярное отношение метанола к WCO, равное 6,7, за 20 часов произведенное содержание FAME 86% и эксергетическая эффективность 80,1%.

Patle et al. [104] использовали многокритериальную оптимизацию недоминированной сортировки GA-II (NSGA-II) для моделирования и сравнения реакций этерификации и переэтерификации растительного масла из пальмовых отходов, а также оптимизации тепловой нагрузки, прибыли и органических отходов. По мере увеличения тепловой нагрузки увеличивалась прибыль, что увеличивало количество органических отходов.Rouchi et al. [105] использовали альтернативный метод наименьших квадратов с многовариантным разрешением кривой (MCR-ALS) для обработки анализа и управления параметрами реакции в желаемом направлении. Методика предварительной обработки с множественной коррекцией рассеяния и MCR-ALS оценивают концентрации, тип компонента и спектры для получения биодизельного топлива, полученного при обработке соевых бобов. Коэффициент корреляции и стандартное отклонение остатков продемонстрировали пригодность метода MCR-ALS. Шукри и др. [106] использовали ИНС для оптимизации характеристик двигателя, используя смесь метилового эфира пальмового масла и дизельного топлива в качестве топлива в дизельном двигателе.Как экспериментальные результаты, так и модель ИНС показали лучшие характеристики двигателя для 10-процентной смеси биодизельного топлива (B10), дизельного топлива и смесей пальмового масла из-за более высокой теплотворной способности и цетанового числа.

Агбашло и др. [107] разработали модель ANFIS, интегрированную с линейными взаимозависимыми нечеткими многоцелевыми подходами (ALIFMO) и генетическим алгоритмом недоминируемой сортировки (NSGA-II) для оптимизации рабочих условий в зависимости от входных данных. Входными параметрами были температура реакции, мольное соотношение метанол / масло и время пребывания.Оптимизация позволила свести к минимуму нормализованное разрушение эксергии (NED) и максимально увеличить функциональную эффективность эксергии (FEE) и универсальную эффективность эксергии (UEE) для достижения наилучшей эффективности преобразования (CE), которая составляет более 96,5% от содержания биодизеля. Примененные модели ANFIS отлично оценили параметры FEE, UEE, NED, CE с расширением.

Sarve et al. [108] сравнили ИНС и RSM в оптимизации производства биодизеля в отношении их аналитической чувствительности, предсказуемости и способности обобщения, а также параметрических эффектов.97,42% содержания этилового эфира жирной кислоты (FAEE) было получено при оптимизированной температуре, молярном соотношении этанола и масла, начальном давлении CO2, времени реакции и температуре, при которых температура была наиболее эффективной. Модель ANN показала лучшие результаты, чем RSM, в прогнозировании содержания FAEE и подгонке данных.

В процессе производства биодизеля из растительного масла Nicola et al. [80] использовали многокритериальную оптимизацию ГА, чтобы максимизировать очистку важных соединений и минимизировать энергозатраты за счет оптимизации основных параметров процесса.Входными параметрами модели процесса являются коэффициент орошения, массовый расход воды, температура воды, температура мгновенного испарения, количество поддонов и температура сушилки. Среди всех оптимизированных конфигураций была обнаружена та, которая подтверждает минимальное удельное потребление энергии и соответствует требуемым стандартам качества биодизеля. Норьега и др. [109] использовали параметры группового взаимодействия (GIP) для прогнозирования и проверки всех существующих двухфазных равновесий между жидкостями в системе производства биодизеля, включая глицерин, низкомолекулярные спирты, воду, жирные кислоты и биодизель.Результаты показали, что количество углерода, гидроксильных групп и ненасыщенных связей влияет на равновесие жидкость-жидкость, и наиболее эффективным параметром была общая массовая доля распределенного компонента, а затем длина спиртовой цепи.

López-Zapata et al. [110] использовали расширенный фильтр Калмана (EKF) и виртуальные датчики для измерения и оценки переменных рабочих условий, управления производительностью и отслеживания реакции. В анализе производительности использовались концентрации спирта, триглицеридов (TG), метилового эфира, диглицеридов (DG), глицерина (GL) и моноглицеридов (MG) для оценки биодизельного топлива на основе масла ятрофы из-за небольшого количества измеримых переменных, таких как pH и температура.Фахми и Кремаски [111] разработали модель надстройки ИНС, чтобы определить оптимальную установку для производства биодизеля и наилучшие условия эксплуатации. Модель ИНС была эффективной альтернативой термодинамике, работе агрегата и моделям смешения, представляя менее сложную модель для процесса синтеза. Как упоминалось ранее, Soltani et al. [89] использовали ИНС для моделирования различных эффектов параметров реакции, используя катализатор SO 3 HZnO. По оценкам, оптимальными условиями были температура реакции 160 ° C, температура прокаливания 700 и 0 ° C.004 моля концентрации Zn за 18-минутное время реакции. Концентрация цинка и время реакции были наиболее и наименее эффективными параметрами соответственно.

5. Выводы

Согласно приложениям машинного обучения в этом исследовании, наиболее распространенными методами машинного обучения на стадии почвы являются случайный лес, гауссовская модель процесса и машины опорных векторов. В исследованиях фазы исходного сырья наиболее популярными методами являются ИНС, множественная линейная регрессия, статистическая регрессия и множественная нелинейная регрессия.Состав смеси, температура, скорость перемешивания и время перемешивания являются типичными входными переменными, а выходными переменными являются вязкость, температура вспышки, устойчивость к окислению, плотность, доля метана, более высокие значения нагрева и цетановое число. Преобладающим методом ML для прогнозирования качества является ИНС, разработанная регрессионной моделью, с использованием температуры реакции, времени реакции, температуры прокаливания, давления и скорости потока в качестве входных переменных, а также содержания FAME, вязкости, состава, количества, цетанового числа и плотности. как выходные переменные.Преобладающим методом ML для оценки выхода является ИНС, сопровождаемая ANFIS, с использованием молярного отношения метанола к маслу, времени реакции, концентрации катализатора, общего количества летучих жирных кислот в выходящем потоке и температуры, в то время как% выхода FAME, оценка скорости производства биогаза, биодизельное топливо. урожайность и производство биодизеля являются обычными переменными выпуска. Преобладающим методом машинного обучения в разделе оптимизации урожайности и качества является ИНС, сопровождаемая ANFIS и SVM на основе GA. Пять основных часто используемых входных переменных — это молярное отношение метанола к маслу, скорость перемешивания, концентрация катализатора, время реакции и температура реакции.Наиболее распространенными выходными переменными являются выход FAME, выход биодизеля, высокая плотность теплотворной способности и конечное кислотное число масла. Доминирующим методом машинного обучения в части эффективности и оптимизации процесса является ИНС, сопровождаемая ANFIS. Часто используемые входные переменные — это время реакции, концентрация, содержание воды, молярное деление метанола на масло и температура, в то время как CE, универсальная эксергетическая эффективность (UEE), содержание FAME, выход биодизеля и функциональная эксергетическая эффективность являются выходными переменными. Методы машинного обучения ANN, ANFIS, ELM и SVM использовались для изучения потребления, производительности двигателя и выбросов.

Номенклатура
22 900 : 2 Наименьший квадрат 9000EE
ALIFMO: Искусственная линейная взаимозависимая нечеткая многокритериальная оптимизация
AI: Искусственный интеллект
ANFIS: Адаптивная нейро-нечеткая интерференционная система
ALS: Альтернативный метод наименьших квадратов
B10: 10-процентная смесь биодизеля
BRT: Дерево ускоренной регрессии
CCD: CE
Центральный композитный дизайн
Эффективность преобразования
CN: Цетановое число
DA: Дискриминантный анализ
ELM: Машина для экстремального обучения
FAME: Жирная кислота9
FA: Жирные кислоты
FEE: Функциональная эксергетическая эффективность
FP: Температура вспышки
GA: Генетический алгоритм
GBD: e xgbDART
GBL: eXtreme Gradient Boosting-xgbLinear
GBP: eXtreme Gradient Boosting-xgbtree
GBT: 9000 GBT: Программирование экспрессии гена GEN
GIP: Параметры группового взаимодействия
GPM: Модель процесса по Гауссу
HC: Углеводород
IAV: Начальное кислотное число растительного масла
K-ELM : Машина экстремального обучения на основе ядра
KV: Кинематическая вязкость
LLE: Жидкостно-жидкостное равновесие
LME: Линейные смешанные эффекты
LR: Линейная регрессия
LS:
MAPE: Средняя абсолютная ошибка в процентах
MCR: Разрешение многомерной кривой
ML: Машинное обучение
MNLR: Множественная нелинейная регрессия
MO: масло
MSE: Среднеквадратичная ошибка
PU / MU: Баланс моно- и полиненасыщенных жирных кислот
NED: Нормализованная эксергетическая деструкция
PAT: PAT: технологии
PCA: Главный компонент nt-анализ
PLS: Частичный наименьший квадрат
RB-FNN: Нейронная сеть с радиальной базисной функцией
RF: Случайный лес
RFM: Модель случайного леса
RLS: Рекурсивный метод наименьших квадратов
RSM: Методология поверхности отклика
SVM: Машины опорных векторов
SVR: Опорная векторная регрессия
Универсальный эксергетический КПД
UHC: Несгоревшие углеводороды
VCR: Переменная степень сжатия.
Доступность данных

В статье представлены данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Iftikhar Ahmad et al. за обзорную статью «Применение машинного обучения в жизненном цикле биотоплива: почва, сырье, производство, потребление и выбросы», которая была нашим руководством при написании этой статьи.

GLOBAL: Sea Machines, использующие биотопливо на автономном буксире — Bunkerspot

Детали

Sea Machines использует возобновляемое биотопливо на основе гидроочищенного растительного масла (HVO), поставляемое компанией Bunker One в Дании, в качестве топлива для своего автономного буксира Nellie Bly .

В рамках проекта Machine Odyssey судно в настоящее время приближается к завершающему этапу кругового путешествия в 1020 морских миль, которое началось в Германии и включало заправочные станции в Дании.

Самолет Nellie Bly заправлялся биотопливом в Клинтхольме, Хундестеде, Скагене и Фредерисии в Дании. К тому времени, когда судно достигнет конечного пункта назначения в Гамбурге, оно будет израсходовано примерно 4000 литров биотоплива, что составляет около 70% топлива, использованного для поездки.

Генеральный директор

Sea Machines Майкл Дж. Джонсон так прокомментировал это достижение: «Sea Machines придерживается ответственного подхода к ведению бизнеса. По возможности мы стремимся выполнять нашу миссию по развитию наших отраслей с помощью современных автономных технологий, одновременно ограничивая наше воздействие на окружающую среду.

«Мы гордимся тем, что с 2018 года заявляем о статусе углеродно-нейтрального продукта, начиная с поиска экологически чистых видов топлива и заканчивая посадкой деревьев для компенсации нашего годового углеродного следа, а также другой деятельностью компании, ориентированной на охрану окружающей среды.Мы ценим логистику, требуемую от имени Bunker One, чтобы обеспечить нам доступ к биотопливу в Дании, и мы надеемся и дальше доказать, что наши водные пути заправлены и готовы к морской автономии, особенно для дальних морских миссий ».

Генеральный директор

Bunker One Питер Захариассен добавил: «… Возможность обеспечить экологическим топливом, необходимым для проекта, не только сделать этот скачок вперед в области более безопасных технологий судоходства и маневрирования, но и обеспечить поездку с гораздо более эффективным выбросом CO2», — это то, что мы делаем » мы очень гордимся в Bunker One, поскольку мы видим себя поддерживающими дух первопроходцев с помощью возобновляемого топлива.’

Автономный Nellie Bly компании

Sea Machines в настоящее время работает в Европе, но управляется группой офицеров, имеющих лицензию Береговой охраны США, из диспетчерской компании в Бостоне — станции, расположенной на расстоянии более 3600 миль.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *