ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Организация производства и эффективного использования биотопли-ва на основе возобновляемых источников для АПК Красноярского края»

Рекомендуемая область пременения

Предприятия агропромышленного комплекса:
Получение альтернативного топлива для двигателей внутреннего сгорания (дизельных) из возобновляемых источников растительного происхождения;
Снижение экологического урона, наносимого отработавшими газами двигателей внутрен-него сгорания;
Создание замкнутого цикла производства биотоплива с минимальным количеством по-бочных продуктов производства и негативным воздействием на окружающую среду;
Продукты переработки растительного сырья могут использоваться в животноводстве в качестве корма;
Снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта – развитие АПК Красноярского края за счет организации производства альтернативного (не нефтяного) топлива из источников растительного происхождения возделываемых сельскохозяйственных масличных культур, снижение экологической опасности.

Основной целью проекта является снижение стоимости топлива для АПК края, создание энергонезависимых с.-х. предприятий, повышение продовольственной безопасности.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Производство биотоплива за рубежом осуществляется в рамках государственных программ и  стимулируется различными механизмами (снижения налогообложения, предоставление льгот, кредитов). Рыночная стоимость его на 5-10% ниже стоимости ДТ.

За  последние 10 лет стоимость дизельного топлива, которое является в сельскохозяйственном производстве основными источником энергии, выросла более чем в 10 раз. Федеральные дотации для сельскохозяйственных производителей на закупку дизельного топлива не компенсируют в достаточном объеме финансовые затраты предприятий. Зависимость от поставщиков, задержки в поставке, «диктование» рынком цен на топливо ставит под сомнение продовольственную безопасность края.

В настоящее время сырьем для получения дизельного топлива является нефть. Процесс ее переработки требует существенных энергетических и материальных затрат. Выбросы значительного количества вредных веществ, как в атмосферу, так и почву при существующих технологиях характерны данному процессу. В виду ограниченности запасов нефти проблема поиска новых (не нефтяных) видов топлива актуальна.

В настоящее время производство нефтяного  топлива осуществляется различными видами температурного и химического воздействия на исходный материал, что наносит экологический ущерб из-за необходимости использования большого количества реагентов. Технология дорогостоящая, требует большого количества ресурсов.

За последнее десятилетие в странах Западной Европы активно проводятся разработки по получению биотоплива из растительной массы.

Биотопливо растительного происхождения может быть получено из возделываемых масличных сельскохозяйственных культур: рапс, соя, рыжик, подсолнечник. Данные культуры широко распространены на территории РФ, существуют стандартизированные технологии их выращивания. Отработанные технологии получения растительных масел и современное оборудование для переработки сырья позволяют значительно снизить производственные издержки.

Существует два способа производства такого вида топлива.

Первый способ - это выращивание масличной культуры для получения пищевого масла с дальнейшей переработкой его в эфиры в присутствии катализатора. Продуктом переработки являются метиловые эфиры жирных кислот. Для этого направления характерны следующие недостатки: использование метанола, который является сильным ядом, дополнительная транспортировка и переработка масел, что приводит к увеличению энергоемкости производства и высоким затратам. 

Второй - это выращивание масличной культуры для получения пищевого масла холодным прессованием с последующей его очисткой от примесей и продуктов переработки. Для этого способа характерно сохранение типовой технологии производства растительных масел. В целом, производство смесевого топлива является ресурсосберегающим, поскольку процесс переработки масла и его получения сведен к минимуму.

Самым доступным является использование растительного масла в смеси с дизельным топливом. Результаты экспериментов показывают, что энергетические и топливные показатели двигателей ухудшатся на 8-9% при концентрации растительных масел в смеси  выше 65-75%.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Принцип производства биотоплива заключается в следующем: предприятие-потребитель топлива самостоятельно производит нужное ему количество топлива из возделываемой масличной культуры путем переработки растительного сырья. Отходы производства биотоплива используются в животноводстве в качестве пищевой добавки. Полученное таким образом масло может использоваться либо в чистом виде, либо в смеси с дизельным топливом в качестве моторного топлива для автотракторных двигателей.

Возделывание, уход и уборка масличных культур осуществляется согласно стандартной зональной технологии и системы машин для конкретной культуры.

Переработка масличного сырья начинается на сырьевом участке, представляющим собой элеваторно-складское хозяйство, задача которого заключается в оценке прибывающей партии масличных семян по массе и качеству, проведении  сушки семян, их хранению и снабжению основного производства масличными семенами без задержек.

Рисунок 1 - Схема производства топлива на основе растительных масел

Подача семян из приемных устройств в сушильно-очистительное отделение и загрузка в хранилище, а по мере необходимости – выгрузка семян из хранилища и подача их в производство, осуществляется внутризаводским транспортом, который включает в себя транспортеры, нории, пневмотранспорт в зависимости от потребности предприятий.

Следующий технологический послеуборочной процесс -  это сушка семян для подготовки к последующей переработке и хранению. В сельском хозяйстве применяются барабанные сушилки типа СЗБ. Сырьевую и производственную очистку семян производят в соответствии с местом ее проведения (при приемке семян на хранение или подаче их на переработку).

После выполнения предварительных технологических операций проводят влаготепловую обработку для кондиционирования по влажности и температуре измельченного масличного материала перед извлечением масла прессованием.

Механический способ получения масла путем холодного прессования масличного материала получил наибольшее распространение. В настоящее время применяют только непрерывный способ прессования на шнековых прессах, как для предварительного, так и для окончательного съема масла.

Полученное прессованием масло представляет собой суспензию с твердыми частицами масличного материала. Разделение суспензии производится методами отстаивания и фильтрации.

Процесс экстракции масла обеспечивает практически полное извлечение масла из подготовленного соответствующим образом масличного материала. Вследствие относительно низких температур создаются предпосылки сохранения качества продуктов (масла, шрота).

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Экономическая эффективность внутрихозяйственного производства и применения смесевого топлива должна определятся по приоритетному показателю - годовой потребности предприятия в топливе, а также урожайности и выходом чистого масла при возделывании культуры.

В настоящее время выход чистого масла при переработке не превышает 30 - 40%. На основании этого можно определить посевную площадь для возделывания масличной культуры для обеспечения годовой потребности предприятия в топливе:

П_РМ = Г_ДТ ? (1- Д_НТ) / (У_РМ?В_РМ), га 

где:

 Д_НТ – доля нефтяного топлива в  смесевом топливе,(30 %);

Г_ДТ – годовая потребность предприятия в топливе, т/г;

У_РМ – урожайность масличной культуры, т/га; 

В_РМ  - выход чистого масла после переработки,(30 %).

Определение экономического эффекта при пользовании смесевого топлива в соотношении 70/30 приведено в таблице 1.

Таблица 1 – Определение стоимости смесевого топлива

Для определения потребной площади посева под культуру в общем севообороте используется выражение:

П_{РМ возд} =

где:

 П_ОБЩ – суммарная обрабатываемая площадь, га.

Определение доли занимаемых рапсом площадей, необходимо производить индивидуально для каждого предприятия, учитывая специализацию и применяемые машинные технологии.

Основные затраты складываются из: приобретения установки для получения биотоплива, специальной уборочной техники (разовые затраты), покупка элитных семян, покупка электроэнергии, удобрений.

Доходы: брикетированная солома, высококачественный шрот, продажа излишков биотоплива. Если рассматривать производство биотоплива в условиях  предприятия, то его себестоимость будет снижаться.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Энергосбережение. Производство биотоплива обеспечивается за счет использования возобновляемых источников энергии растительного происхождения. Экономия нефтяного топлива может достигать до 65 – 75 % в зависимости от процентного состава смесевого топлива.

Экологическая безопасность. Комплексное снижение негативного влияния на окружающую среду. Биотопливо выработано из растительного сырья, следовательно, оно обладает высокой биоразлагаемостью, совместимостью с окружающей средой, отсутствуют химические стабилизаторы топлива.

Новые потребительские свойства продукции

Энергоавтономность предприятия.
Низкая экологическая опасность.
Вторичное использование отходов производства.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Прошли производственные испытания.

Предлагаемые инвестиции

2,3 млн. руб.
2,3 млн. рублей на 2007 – 2009 гг. с учетом индивидуального рассмот-рения для конкретного случая:
2007г. – 0,8 млн. руб.
2008г. – 0,8 млн. руб.
2009г. – 0,7 млн. руб.

Рынки сбыта

Основной рынок сбыта – Агропромышленный комплекс РФ.
Объем определяется потребностью в топливе.
В качестве дополнительного рынка сбыта может рассматриваться же-лезнодорожный транспорт.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология и оборудование для ее реализации не имеют аналогов на мировом рынке аналогичной продукции.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

12

Дата поступления материала

13.03.2007