Bionafta z kuřecího tuku

Výzkumníci chemických technologií na Univerzity of Arkansas objevili metodu, jak proměnit kuřecí tuk na motorovou naftu.

V nové studii také úspěšně dokázali proměnit mastnou kyselinu tallového oleje, jeden z hlavních vedlejších produktů v papírenství na bionaftu s účinností více než 90 procent. Díky tomu významně pokročili v práci na vylepšení komerčně využitelných paliv vyráběných z velkého množství dostupných a levných výchozích materiálů.

„Největší společnosti zabývající se oleji již testují bionaftu jako alternativu k ropným produktům,“ říká R.E. Babcock, profesor chemického inženýrství. „Se současnou cenou pohonných hmot z ropy spolu se slibnými výsledky našich pokusů si myslím, že výrobci energie budou čím dál více přemýšlet o kombinování pohonných hmot založených na naftě s bionaftovými produkty vyrobených ze surových a levných zdrojů.“

Pod Babcockovým vedením pracuje také Brent Schulte, magisterský student chemického inženýrství. Schulte vystavil kuřecí tuk nízké kvality a mastnou kyselinu tallového oleje chemickému procesu známému jako superkritický metanolový proces. Tento postup rozpouští jednotlivé složky produktu a způsobuje reakci mezi jeho jednotlivými částmi, v tomto případě mezi kuřecím tukem a tallovým olejem, za pomoci vysoké teploty a tlaku. Látky se dostávají do „superkritického“ stavu, pokud dosáhnou kritického bodu, mezní hodnoty teploty i tlaku, ve které látka může existovat v rovnováze jako pára a tekutina. Tento jednoduchý proces o jednom kroku nepotřebuje ani katalyzátor.


Schulte upravil kuřecí tuk a tallový olej pomocí procesu superkritického metanolu a vyrobil bionaftu s výnosem dosahujícím od 89 do 94 procent. S kuřecím tukem dosáhl maximálního výnosu při 325 stupních Celsia, a v molárním poměru 40:1, který odkazuje na množství použitého metanolu. Proces také vyprodukoval úctyhodných 80 procent při 300 stupních Celsia a stejném poměru metanolu. Při snížení teploty na 275 stupňů a při zachování poměru metanolu byl ale proces neúčinný. Ideálních výsledků při použití mastné kyseliny tallového oleje byly dosaženy rovněž při 325 stupních Celsia a při molárním poměru 10:1. Podobných výsledků jako s kuřecím tukem se dosahovalo při snižování teploty, kdy snížení na 275 stupňů již nemělo žádný účinek.

Předcházející studie zabývající se výrobou bionafty z levných zdrojů jako protikladu k rafinování olejů, vždy využívaly jednu ze dvou běžně využívaných konvenčních metod: esterifikaci založenou buď na zásadité nebo kyselé katalýze. Přestože tímto způsobem se podařilo vyrobit bionaftu, jsou tyto konvenční metody ekonomicky značně nevýhodné, protože vyžadují dlouhý reakční čas, extrémní množství methanolu nebo se musí v jeho průběhu vyrobit nežádoucí mýdlo.



„Naše superkritická metoda nechává problém s odbouráváním mastné kyseliny za sebou,“ tvrdí Babcock. „Protože tato metoda rozpouští živočišný materiál a eliminuje potřebu zásaditých katalyzátorů, již nepotřebujeme řešit problém s vytvářením mýdla nebo ztrátou výnosu. Superkritická metoda dává přednost mastné kyselině jako výchozímu produktu.“

Bionafta je neropná alternativa k motorové naftě, která obsahuje alkylové estery získané z obnovitelných zdrojů jako jsou například oleje z rostlin nebo tuk zvířat. Biopalivo se vyrábí převedením těchto olejů a tuku na alkylové estery mastných kyselin. Konvenční procesy vyžadují, aby se tyto tuky nebo oleje zahřály a smíchaly s kombinací metanolu a sodíku jako hydroxydového katalyzátoru. Tento konvenční proces se nazývá transesterifikace.

Nejvíce se bionafta vyrábí z rafinovaných rostlinných olejů jako je například sojový nebo řepkový olej, které jsou ale drahé. Tyto oleje tvoří 60 až 80 procent z celkové ceny bionafty. Díky vysoké ceně výchozích produktů bionafta není ekonomicky výhodná. Proto v současné době bionafta nemůže soutěžit s naftou z ropy, ačkoli cena ropy neustále stoupá. Z tohoto důvodu se výzkumníci nedávno zaměřili na méně čisté a levnější zdroje, které budou moci cenově konkurovat konvenční naftě.

Bionafta má řadu výhod. Jednou z nich je nezávislost na neobnovitelných zdrojích a také mnohem menší negativní dopad na životní prostředí než u čistě ropných produktů. Protože je tento zdroj obnovitelný, biologicky odbouratelný a tedy uhlíkově neutrální materiál, nepřispívá bionafta ke vzniku skleníkového efektu. Také funguje jako mazadlo pro lepší chod mechanických částí přístrojů a slouží jako výborný čistič.

„Bionafta poskytuje efektivní a ekologicky udržitelné palivo s mnoha žádoucími vlastnostmi,“ říká Schulte. „Navíc, protože je to obnovitelný, biologicky odbouratelný a uhlíkově neutrální zdroj, může být vyráběn během několika měsíců z místních zdrojů. To napomáhá k výrobě udržitelné energie pro infrastrukturu. Bionafta také snižuje závislost na zahraničních zdrojích nafty a vytváří nová pracovní místa a tržní příležitosti pro domácí produkci.“

Ačkoli má využívání bionafty své výhody, objevují se i kritici této technologie. V první řadě se mluví o zdrojích k její výrobě, které by musely dosahovat obrovských výnosů, v tomto případě kuřecího tuku. Dalším problém je zatím nepříliš efektivní a ekonomická výroba tohoto paliva. Přes všechny překážky ale Babcock a jeho spolupracovníci doufají, že biopaliva z kuřecího tuku mají svou budoucnost.

Zdroj: www.inovace.cz