Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование теплофизических проблем и разработка экологически и экономически эффективных технологий производства биотоплива из растительного сырья в сверхкритических условиях.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.5051
Организация
ФГБОУ ВО "КНИТУ"
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
3,75 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
20.07.2009 - 10.12.2009
АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ НА «Исследование теплофизических характеристик сред, участвующих в процессе получения биодизельного топлива из растительного сырья в сверхкритических условиях» ЭТАПЕ № 1
государственного контракта с Федеральным агентством по науке
и инновациям от «20» 07 2009 г. № 02.740.11.5051.

Шифр: «2009-1.5-507-007»
Период выполнения этапа от 20.07.2009
до 10.12.2009
Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет»
Цель работы Создание научно-технического задела применительно к технологиям и установкам, предназначенным для производства биотоплива из растительного сырья, включая непродовольственные культуры и водоросли;
  Обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.

1. Наименование разрабатываемой продукции
Исследование теплофизических характеристик сред, участвующих в процессе получения биодизельного топлива из растительного сырья в сверхкритических условиях.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на 1 этапе:
• Разработана новая методика измерения комплекса теплофизических свойств (а, Ср, Ер, К), в том числе температуропроводности, чистых компонентов и растворов в сверхкритических условиях;
• Проведена модернизация измерительной схемы и системы термостатирования, отладка в условиях высоких температур работы теплопроводящего калориметра, используемого для определения коэффициентов температуропроводности чистых компонентов и растворов в сверхкритических условиях;
• Получены новые экспериментальные данные по теплофизическим свойствам (а, Ср, Ер, К) чистых компонентов и двойных систем для компонентов исходного сырья, таких как: стеариновая, линоленовая и олеиновая кислоты, а также тристеарин и триолеин, метиловый, этиловый и бутиловый спирты и компонентов продукта реакции: метиловые эфиры олеиновой, стеариновой, пальмитиновой кислот, глицерина в интервале температур до 423 К и давлений до 50 МПа. По некоторым компонентам, входящим в состав исходного сырья для получения биодизельного топлива, диапазон по температуре расширен до 700 К, а по давлению до 60 МПа. Погрешность измеренных свойств не превышает 1,5%
• Получены новые экспериментальные данные по изохорной теплоемкости и P,V,T,х –свойствам смесей СО2+ацетон в температурном диапазоне 297-500 К и интервале давлений до 48 МПа. Проведено обобщение данных с помощью масштабной теории критических явлений. Метрологические характеристики полученных результатов отвечают современным требованиям: погрешности свойств не превышают следующих оценок - δρ = 0.067 %, δP = 0.12 %, δT = 10 mK.;
• Получены новые экспериментальные данные, характеризующие процесс экстракции масел из растительного сырья (зерен амаранта);
• Получены новые экспериментальные данные по растворимости компонентов продукта трансэтерификации растительных масел в среде сверхкритического метанола в сверхкритическом диоксиде углерода (глицерин, метиловые эфиры стариновой и пальмитиновой кислот);
• Разработаны, изготовлены и опробованы экспериментальные установки периодического действия и проточная для осуществления реакции трансэтерификации масел в среде сверхкритического метанола.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
• Разработана новая методика измерения комплекса теплофизических свойств достоинствами которой является более широкий спектр одновременной измеряемых свойств.
• Наш анализ показал, что в литературе не представлено уравнения состояния (УС), которое описывает свойства смеси (СО2 + ацетон) и отвечает условиям масштабной теории (МТ). В Проекте предлагается УС, которое имеет существенно новые признаки: а) УС включает кроссоверную функцию и б) УС, которое позволяет описывать свойства жидкостей, обладающих высоким дипольным моментом. К последним относится ацетон. Исполнителями опробовано УС комбинированного типа на примере смеси (метанол+H2O), которые содержат полярные компоненты. УС, исследуемые в Проекте и предназначенные для устранения недостатков известных аналитических и масштабных моделей, Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
• С этапа исследования реакции трансэтерификации растительных масел в среде сверхкритического метанола прорабатывается принципиально новый подход перехода с «двухнасосной» схемы на «однонасосную» схему, через формирование на предварительном этапе наноэмульсию из компонентов исходного сырья. Установлено снижение температуры реакции на 90–1100С.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Теплофизические исследования в рамках технического задания на 1 этап осуществлены на сложных и современных экспериментальных установках. Исследования на кривой фазового равновесия ив окрестности критической точки отличают особая сложность, связанная с эффектами и явлениями, имеющими место в этой области. Не менее сложна проблема обобщения данных с использованием масштабной теории критических явлений.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На первом этапе исследований, согласно технического задания, не планировалась подача заявок на патентование, однако в ходе проведенных исследований у коллектива исполнителей НИР сформировались ряд патентоспособных решений: Разработан новый подход для формирования уравнение состояния исследованных систем; оригинальная модель процесса экстракции масел из клеточных структур; использование сырья в виде наноэмульсии для интенсификации процесса получения топлива.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов:
• Новые экспериментальные данные пополнят базу справочных теплофизических свойств веществ и материалов;
• Новые экспериментальные данные в совокупности с существующими являются основой длямоделирования технологических процессов получения масел из растительного сырья их трансэтерификации и наконец, выделения биодизельного топлива из продукта реакции в рамках сверхкритических флюидных технологий;
• Создание научно-технического задела применительно к технологиям и установкам, предназначенным для производства биотоплива из растительного сырья, включая непродовольственные культуры и водоросли;
• Обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
• Полученные экспериментальные данные и результаты описания участвуют в формировании базы необходимой при моделировании процессов выделения масел из растительного сырья, осуществления реакции трансэтерификации и, наконец, разделения продукта вышеотмеченной реакции;
• Исследования реакции трансэтерификации на периодической установке в дополнение к установленных режимных параметров осуществления процесса, убедили в целесообразности перехода на использование сырья не в виде традиционно перемешенной системы, а в виде наноэмульсии, что в конечном счете позволило снизить температуру реакции, обеспечивающей не менее 95% конверсию на 90-1100С;
• Результаты исследований предметным образом представлены во втором издании «Практикум по основам сверхкритических флюидных технологий» для студентов 5 курса специальности 100800 «Энергетика теплотехнологий», планирующимся к выпуску в конце 2009 года.
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов.
Проводимые исследования уже являются основанием для привлечения широкого контингента исследователей из числа молодых представителей, включая и научные группы, не участвовавшие ранее в работах с очевидной прикладной перспективой. Прогноз руководителя исследования о возможных зарубежных грантах и реальностью промышленного внедрения полученного результата обеспечивают реальные перспективы дополнительного привлечения молодых исследователей в направлении обсуждаемой работы.
4. Выводы
Работы по данному контракту следует продолжить.
Руководитель работ по проекту,
Профессор – исследователь, д.т.н. _________________ И.М. Абдулагатов
М.П. ___ __________ 20__ г.
Развернуть
2
01.01.2010 - 31.05.2010
АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ НА ЭТАПЕ № 2
«Моделирование процессов получения биодизельного топлива из растительного сырья в сверхкритических условиях на основе обобщения экспериментального материала»
государственного контракта с Федеральным агентством по науке
и инновациям от «20» 07 2009 г. № 02.740.11.5051.

Шифр: «2009-1.5-507-007-018»
Период выполнения этапа 1.01.2010 - 31.05.2010
Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет» (ГОУ ВПО КГТУ), г. Казань
Цель работы Создание научно-технического задела применительно к технологиям и установкам, предназначенным для производства биотоплива из растительного сырья, включая непродовольственные культуры и водоросли;
  Обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.

1. Наименование разрабатываемой продукции
Моделирование процессов получения биодизельного топлива из растительного сырья в сверхкритических условиях на основе обобщения экспериментального материала.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на 2 этапе:
• Экспериментально исследован комплекс теплофизических свойств (а,Ср,Ер) и параметры фазового равновесия трехкомпонентных систем, исследуемых в рамках Проекта в сверхкритических условиях. Измерены вязкость и плотность ненасыщенных жирных кислот при атмосферном давлении в диапазоне температур 293-363К. Измерена плотность олеиновой кислоты при давлениях до 147 МПа. Измерены вязкость и плотность пальмового масла при атмосферном давлении в диапазоне температур 303-358 К. Измерен коэффициент теплового расширения пальмового масла при давлениях до 147 МПа в диапазоне температур 323-363К. Измерена плотность пальмового масла при давлениях до 147 МПа в диапазоне температур 323-363К. Измерена теплоемкость бутанола при давлении 18.74 МПа и олеиновой кислоты при давлении 24.5 МПа. Погрешность измерения, теплоемкости Ср не превышает 2.5% , коэффициента теплового расширения Ер не выше 1.5%, вязкости и плотности 2% и 0.1% соответственно;
• Создана математическая модель процесса переэтерификации масла в биодизельное топливо, обеспечивающая максимальный удельный выход целевого продукта;
• Разработаны Технические условия и Конструкторская документация на основные узлы экспериментального образца БТУ. Отличительной особенностью конструкции является совмещение в одном блоке теплообменников и реакторов, что снижает тепловые потери;
• Изготовлены теплообменный и реакторный блоки экспериментального образца БТУ. Рабочее давление блоков до 40 МПа, - температура до 4000С;
• Экспериментально исследованы P,V,T,x-данные смеси (СО2 + ацетон) в дополнение к ранее исследованным в интервале температур 300…600 К и давлениях до 60 МПа, включая критическую и сверхкритическую области. Погрешность измеренных характеристик не превышает 0,1…0,2%;
• Построено уравнение состояния для смеси (СО2 + ацетон) в широком диапазоне параметров состояния, включая критическую и сверхкритическую области;
• Разработана учебная программа курса «Основы сверхкритических флюидных технологий» для студентов специальности 140105.65 «Энергетика теплотехнологии»;
• Проведен 02.04.2010 семинар по теме Проекта с участием приглашенного профессора-исследователя.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
• Разработана новая методика измерения комплекса теплофизических свойств обеспечивающая более широкий спектр одновременной измеряемых свойств.
• Наш анализ показал, что в литературе не представлено уравнения состояния (УС), которое описывает свойства смеси (СО2 + ацетон) и отвечает условиям масштабной теории (МТ). В Проекте предлагается УС, которое имеет существенно новые признаки: а) УС включает кроссоверную функцию и б) УС, которое позволяет описывать свойства жидкостей, обладающих высоким дипольным моментом. К последним относится ацетон. Исполнителями опробовано УС комбинированного типа на примере смеси (метанол+H2O), которые содержат полярные компоненты. УС, исследуемые в Проекте и предназначенные для устранения недостатков известных аналитических и масштабных моделей, Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
• С этапа исследования реакции трансэтерификации растительных масел в среде сверхкритического метанола прорабатывается принципиально новый подход перехода с «двухнасосной» схемы на «однонасосную» схему, через формирование на предварительном этапе наноэмульсию из компонентов исходного сырья. Установлено снижение температуры реакции на 90–1100С.
• Разработана утверждена и внедрена «Рабочая программа курса ДС.05 «Основы сверхкритических флюидных технологий» для студентов специальности 140105.65 «Энергетика теплотехнологии» не имеющая аналогов в мире.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Теплофизические исследования в рамках технического задания на 2 этап осуществлены на сложных и современных экспериментальных установках по оригинальным методикам защищенные авторами проекта патентами на изобретения. Исследования на кривой фазового равновесия и в окрестности критической точки отличают особая сложность, связанная с эффектами и явлениями, имеющими место в этой области. Не менее сложна проблема обобщения данных с использованием масштабной теории критических явлений.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
Оформлены права на объект являющийся результатом научно-технической деятельности способной к правовой охране «Интенсификация реакции получения биодизельного топлива». Учитывая большой интерес в мире на создание энерго- и ресурсосберегающих и экологически безопасных способов получения биодизельного топлива, а так же учитывая что, на первом этапе реализация созданного объекта интеллектуальной собственности планируется в структурах ГОУ ВПО КГТУ, то для исключения преждевременной утечки информации Распоряжением проректора по научной работе ГОУ ВПО КГТУ № 58 от 26.04.2010 на указанный объект установлен режим коммерческой тайны
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов:
• Новые экспериментальные данные пополнят базу справочных теплофизических свойств веществ и материалов;
• Созданная математическая модель процесса переэтерификации масла в биодизельное топливо, обеспечивающая максимальный удельный выход целевого продукта, будет использована для проектирования линейки промышленных установок получения биодизельного топлива различной мощности;
• Новые экспериментальные данные в совокупности с существующими являются основой для моделирования технологических процессов получения масел из растительного сырья их трансэтерификации и наконец, выделения биодизельного топлива из продукта реакции в рамках сверхкритических флюидных технологий;
• Создание научно-технического задела применительно к технологиям и установкам, предназначенным для производства биотоплива из растительного сырья, включая непродовольственные культуры и водоросли;
• Обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
• Полученные экспериментальные данные и результаты описания участвуют в формировании базы необходимой при моделировании процессов выделения масел из растительного сырья, осуществления реакции трансэтерификации и, наконец, разделения продукта вышеотмеченной реакции;
• Исследования реакции трансэтерификации на периодической установке в дополнение к установленных режимных параметров осуществления процесса, убедили в целесообразности перехода на использование сырья не в виде традиционно перемешенной системы, а в виде наноэмульсии, что в конечном счете позволило снизить температуру реакции, обеспечивающей не менее 95% конверсию на 90-1100С;
• Результаты исследований предметным образом представлены в третьем издании «Практикум по основам сверхкритических флюидных технологий» для студентов 5 курса специальности 100800 «Энергетика теплотехнологий», выпущенного в начале 2010 года.
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов.
Проводимые исследования уже являются основанием для привлечения широкого контингента исследователей из числа молодых представителей, включая и научные группы, не участвовавшие ранее в работах с очевидной прикладной перспективой. Прогноз руководителя исследования о возможных зарубежных грантах и реальностью промышленного внедрения полученного результата обеспечивают реальные перспективы дополнительного привлечения молодых исследователей в направлении обсуждаемой работы.
4. Выводы
Работы по данному контракту следует продолжить.

Руководитель работ по проекту,
профессор-исследователь НИСТ_________________ И.М. Абдулагатов
  
М.П. ___ __________ 2010г.
Развернуть
3
01.06.2010 - 15.09.2010
АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ТЕМЕ
«Исследование теплофизических проблем и разработка экологически и экономически эффективных технологий производства биотоплива из растительного сырья в сверхкритических условиях»
государственного контракта с Федеральным агентством по науке
и инновациям от «20» 07 2009 г. № 02.740.11.5051.

Шифр: «2009-1.5-507-007-018»
Период выполнения этапа 20.07.2009 - 15.09.2010
Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет» (ГОУ ВПО КГТУ), г. Казань
Цель работы Создание научно-технического задела применительно к технологиям и установкам, предназначенным для производства биотоплива из растительного сырья, включая непродовольственные культуры и водоросли;
  Обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.

1. Наименование разрабатываемой продукции
Исследование теплофизических проблем и разработка экологически и экономически эффективных технологий производства биотоплива из растительного сырья в сверхкритических условиях
2. Характеристика выполненных работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы:
• Разработана новая методика измерения комплекса теплофизических свойств (а, Ср, Ер, К), в том числе температуропроводности, чистых компонентов и растворов в сверхкритических условиях;
• Проведена модернизация измерительной схемы и системы термостатирования, отладка в условиях высоких температур работы теплопроводящего калориметра, используемого для определения коэффициентов температуропроводности чистых компонентов и растворов в сверхкритических условиях;
• Получены новые экспериментальные данные по теплофизическим свойствам (а, Ср, Ер, К) чистых компонентов и двойных систем для компонентов исходного сырья, таких как: стеариновая, линоленовая и олеиновая кислоты, а также тристеарин и триолеин, метиловый, этиловый и бутиловый спирты и компонентов продукта реакции: метиловые эфиры олеиновой, стеариновой, пальмитиновой кислот, глицерина в интервале температур до 423 К и давлений до 50 МПа. По некоторым компонентам, входящим в состав исходного сырья для получения биодизельного топлива, диапазон по температуре расширен до 700 К, а по давлению до 60 МПа. Погрешность измеренных свойств не превышает 1,5%
• Получены новые экспериментальные данные по изохорной теплоемкости и P,V,T,х –свойствам смесей СО2+ацетон в температурном диапазоне 297-500 К и интервале давлений до 48 МПа. Проведено обобщение данных с помощью масштабной теории критических явлений. Метрологические характеристики полученных результатов отвечают современным требованиям: погрешности свойств не превышают следующих оценок - δρ = 0.067 %, δP = 0.12 %, δT = 10 mK.;
• Получены новые экспериментальные данные, характеризующие процесс экстракции масел из растительного сырья (зерен амаранта);
• Получены новые экспериментальные данные по растворимости компонентов продукта трансэтерификации растительных масел в среде сверхкритического метанола в сверхкритическом диоксиде углерода (глицерин, метиловые эфиры стариновой и пальмитиновой кислот);
• Разработаны, изготовлены и опробованы экспериментальные установки периодического действия и проточная для осуществления реакции трансэтерификации масел в среде сверхкритического метанола.

• Экспериментально исследован комплекс теплофизических свойств (а,Ср,Ер) и параметры фазового равновесия трехкомпонентных систем, исследуемых в рамках Проекта в сверхкритических условиях. Измерены вязкость и плотность ненасыщенных жирных кислот при атмосферном давлении в диапазоне температур 293-363К. Измерена плотность олеиновой кислоты при давлениях до 147 МПа. Измерены вязкость и плотность пальмового масла при атмосферном давлении в диапазоне температур 303-358 К. Измерен коэффициент теплового расширения пальмового масла при давлениях до 147 МПа в диапазоне температур 323-363К. Измерена плотность пальмового масла при давлениях до 147 МПа в диапазоне температур 323-363К. Измерена теплоемкость бутанола при давлении 18.74 МПа и олеиновой кислоты при давлении 24.5 МПа. Погрешность измерения, теплоемкости Ср не превышает 2.5% , коэффициента теплового расширения Ер не выше 1.5%, вязкости и плотности 2% и 0.1% соответственно;
• Создана математическая модель процесса переэтерификации масла в биодизельное топливо, обеспечивающая максимальный удельный выход целевого продукта;
• Разработаны Технические условия и Конструкторская документация на основные узлы экспериментального образца БТУ. Отличительной особенностью конструкции является совмещение в одном блоке теплообменников и реакторов, что снижает тепловые потери;
• Изготовлены теплообменный и реакторный блоки экспериментального образца БТУ. Рабочее давление блоков до 40 МПа, - температура до 4000С;
• Экспериментально исследованы P,V,T,x-данные смеси (СО2 + ацетон) в дополнение к ранее исследованным в интервале температур 300…600 К и давлениях до 60 МПа, включая критическую и сверхкритическую области. Погрешность измеренных характеристик не превышает 0,1…0,2%;
• Построено уравнение состояния для смеси (СО2 + ацетон) в широком диапазоне параметров состояния, включая критическую и сверхкритическую области;
• Разработана учебная программа курса «Основы сверхкритических флюидных технологий» для студентов специальности 140105.65 «Энергетика теплотехнологии»;
• Проведен семинар по теме Проекта с участием приглашенного профессора-исследователя.
• Изготовлен экспериментальный образец установки для получения биодизельного топлива из растительного сырья в сверхкритических условиях;
• Испытан экспериментальный образец установки. Разработаны лабораторные технологии получения биотоплива из различных видов растительного сырья. Выданы рекомендации на проектирование промышленного образца установки на заданную производительность по биотопливу;
• Разработаны модели для оптимизации технологических параметров сверхкритической экстракции в растворителе (CO2 + ацетон) и выбраны характеристики оптимального режима (расход и состав сырья, давление и др.) с максимальным удельным выходом целевого продукта - триглицеридов жирных кислот;
• Разработаны модели для оптимизации технологических параметров сверхкритической экстракции в растворителе (CO2 + ацетон) и выбраны характеристики оптимального режима (расход и состав сырья, давление и др.) с максимальным удельным выходом целевого продукта - триглицеридов жирных кислот;
• Сформирована база теплофизических данных применительно к перспективным технологиям получения биотоплива из растительного сырья;
• Проведены 02.04.2010 и 28 06.20010 два научных семинара №2 и №3.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
• Разработана новая методика измерения комплекса теплофизических свойств обеспечивающая более широкий спектр одновременной измеряемых свойств.
• Наш анализ показал, что в литературе не представлено уравнения состояния (УС), которое описывает свойства смеси (СО2 + ацетон) и отвечает условиям масштабной теории (МТ). В Проекте предлагается УС, которое имеет существенно новые признаки: а) УС включает кроссоверную функцию и б) УС, которое позволяет описывать свойства жидкостей, обладающих высоким дипольным моментом. К последним относится ацетон. Исполнителями опробовано УС комбинированного типа на примере смеси (метанол+H2O), которые содержат полярные компоненты. УС, исследуемые в Проекте и предназначенные для устранения недостатков известных аналитических и масштабных моделей, Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
• С этапа исследования реакции трансэтерификации растительных масел в среде сверхкритического метанола прорабатывается принципиально новый подход перехода с «двухнасосной» схемы на «однонасосную» схему, через формирование на предварительном этапе наноэмульсию из компонентов исходного сырья. Установлено снижение температуры реакции на 90–1100С.
• Разработана утверждена и внедрена «Рабочая программа курса ДС.05 «Основы сверхкритических флюидных технологий» для студентов специальности 140105.65 «Энергетика теплотехнологии» не имеющая аналогов в мире.
• Изготовленный и испытанный экспериментальный образец установки и лабораторные технологии для получения биодизельного топлива из растительного сырья в сверхкритических условиях отличающиеся малыми затратами энергии (не более 475 кВт/т) и высоко степени конверсии масла в биотопливо (до 98% против 60-90% у аналогов) не имеет в мире аналогов.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы.
Теплофизические исследования в рамках технического задания осуществлены на сложных и современных экспериментальных установках по оригинальным методикам защищенные авторами проекта патентами на изобретения. Исследования на кривой фазового равновесия и в окрестности критической точки отличают особая сложность, связанная с эффектами и явлениями, имеющими место в этой области. Не менее сложна проблема обобщения данных с использованием масштабной теории критических явлений.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
Оформлены права на объект являющийся результатом научно-технической деятельности способной к правовой охране «Интенсификация реакции получения биодизельного топлива». Учитывая большой интерес в мире на создание энерго- и ресурсосберегающих и экологически безопасных способов получения биодизельного топлива, а так же учитывая что, на первом этапе реализация созданного объекта интеллектуальной собственности планируется в структурах ГОУ ВПО КГТУ, то для исключения преждевременной утечки информации Распоряжением проректора по научной работе ГОУ ВПО КГТУ № 58 от 26.04.2010 на указанный объект установлен режим коммерческой тайны
3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов:
• Новые экспериментальные данные пополнят базу справочных теплофизических свойств веществ и материалов;
• Созданная математическая модель процесса переэтерификации масла в биодизельное топливо, обеспечивающая максимальный удельный выход целевого продукта, будет использована для проектирования линейки промышленных установок получения биодизельного топлива различной мощности;
• Новые экспериментальные данные в совокупности с существующими являются основой для моделирования технологических процессов получения масел из растительного сырья их трансэтерификации и наконец, выделения биодизельного топлива из продукта реакции в рамках сверхкритических флюидных технологий;
• Создание научно-технического задела применительно к технологиям и установкам, предназначенным для производства биотоплива из растительного сырья, включая непродовольственные культуры и водоросли;
• Обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.
3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
• Полученные экспериментальные данные и результаты описания участвуют в формировании базы необходимой при моделировании процессов выделения масел из растительного сырья, осуществления реакции трансэтерификации и, наконец, разделения продукта вышеотмеченной реакции;
• Исследования реакции трансэтерификации на периодической установке в дополнение к установленных режимных параметров осуществления процесса, убедили в целесообразности перехода на использование сырья не в виде традиционно перемешенной системы, а в виде наноэмульсии, что в конечном счете позволило снизить температуру реакции, обеспечивающей не менее 95% конверсию на 90-1100С;
• Результаты исследований предметным образом представлены в третьем издании «Практикум по основам сверхкритических флюидных технологий» для студентов 5 курса специальности 100800 «Энергетика теплотехнологий», выпущенного в начале 2010 года.
• Изготовленный и испытанный экспериментальный образец установки и лабораторные технологии для получения биодизельного топлива из растительного сырья в сверхкритических условиях будут являться прототипами промышленных установок и технологий получения биодизельного топлива которые будут коммерциализированы в малом инновационном предприятии ООО «Биодизелькрит».
3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов.
Проводимые исследования уже являются основанием для привлечения широкого контингента исследователей из числа молодых представителей, включая и научные группы, не участвовавшие ранее в работах с очевидной прикладной перспективой. Прогноз руководителя исследования о возможных зарубежных грантах и реальностью промышленного внедрения полученного результата обеспечивают реальные перспективы дополнительного привлечения молодых исследователей в направлении обсуждаемой работы.
4. Выводы
Работы по данному контракту следует считать выполненными в полном объеме в соответствие с календарным планом и техническим заданием. Учитывая большей интерес в мире в разработке и производстве возобновляемых источников энергии, в том числе биодизельного топлива из растительного сырья, широкомасштабные научные исследования в этом направлении следует продолжить.

Руководитель работ по проекту,
профессор-исследователь НИСТ_________________ И.М. Абдулагатов
  
М.П. ___ __________ 2010г.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.5 Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей
Продолжительность работ
2010 - 2011, 19 мес.
Бюджетные средства
0,9 млн
Организация
АО "ГНЦ РФ - ФЭИ"
профинансировано
Продолжительность работ
2013, 6 мес.
Бюджетные средства
5 млн
Организация
ИЦиГ СО РАН
профинансировано
Тема
Разработка технологии предварительной термической обработки древесных и растительных отходов для получения биотоплива, обладающего улучшенными технико-экономическими характеристиками.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 26 мес.
Бюджетные средства
165 млн
Количество заявок
2
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Сверхкритические флюидные технологии в решении экологических проблем»»
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка образовательной программы магистратуры по направлению подготовки «Химия» с направленностью (профилем) «Сверхкритические флюидные технологии для производства фармацевтических препаратов»
Продолжительность работ
2014 - 2015, 8 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технических и технологических решений по созданию технологий повышения энергоэффективности и снижения токсичных выбросов двигательных энергоустановок, использующих перспективные альтернативные биотоплива.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
11 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка и создание экологически чистых когенерационных энергоустановок для производства водорода и энергообеспечения автономных потребителей.
Продолжительность работ
2008 - 2010, 26 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1