Hvorfor råvareforberedelse påvirker produktkvaliteten
Råvarevurdering bidrar til å bestemme hvilke forberedelsestiltak den valgte prosessen trenger. Dedikert forbehandling er ikke universelt nødvendig for alle innkommende oljer.
Fosfolipider og produktkvalitet
Rå vegetabilske oljer inneholder fosfolipider, også kalt fosfatider eller gummer, i nivåer som varierer med avlingskilden og tidligere håndtering. Visse fosfolipider, særlig kalsium- og magnesiumsaltene av fosfatidinsyre og lysofosfatidinsyre, er sterke emulgatorer som kan forstyrre nedstrøms separasjon dersom de forblir i oljen under alkalisk nøytralisering. ASTM D6751, slik det er oppsummert i AFDC-spesifikasjonstabellen, begrenser fosforinnholdet i ferdig B100 til 0,001 % etter masse for alle grader, testet etter ASTM D4951. NREL-rapporten beskriver fosforreduksjon under konvensjonell bearbeiding av soyabønneolje, inkludert overføring til glyserolandelen og fjerning under vannvask. Denne observasjonen fastslår ikke at alle rå råvarer eller produksjonsruter vil oppfylle grensen for ferdig drivstoff.
Avgummingsprosessen
Avgumming omdanner hydrofile fosfolipider til en separerbar hydrert form. Vannavgumming, blanding av rå olje med en liten andel vann under mekanisk omrøring ved moderat temperatur, hydrerer en del av fosfolipidene slik at de blir uløselige i oljen og kan separeres ved sedimentering, filtrering eller sentrifugering. En andel av fosfatidene er imidlertid ikke hydraterbare ved vannkontakt alene. Syreavgumming med fosforsyre eller sitronsyre håndterer den ikke-hydraterbare andelen. Den valgte behandlingen påvirker også den potensielle bruken av den separerte gummandelen. Graden av gumfjerning avhenger av styrken på syrebehandlingen og oljens egenskaper.
Filtrering ved råvareforberedelse
Filtrering separerer suspenderte faste urenheter, som frøfragmenter og finstoff av mel, fra oljen. Råvarefiltrering og sluttproduktfiltrering tjener ulike formål, slik at en nominell ytelse oppgitt for ett trinn ikke automatisk er egnet for et annet. Filtervalg avhenger av innkommende materiale samt utstyrs- og produktkrav. Animalske fettstoffer kan kreve oppvarmet håndtering for å forbli pumpbare, men en universell filtreringstemperatur eller porestørrelse kan ikke utledes fra et innledende produksjonseksempel. Filtrering erstatter heller ikke den separate vurderingen av vann-, FFA- og fosfolipidinnhold.
Frie fettsyrer og deres samspill med forbehandling
Frie fettsyrer skaper en annen utfordring enn fosfolipider. I en basekatalysert prosess reagerer FFA-er med det alkaliske materialet og danner såpe, noe som reduserer den basen som er tilgjengelig for transestrifisering og kompliserer separasjonen. Syrekatalysert estrifisering er én måte å omdanne FFA-er til estere på før et basekatalysert trinn. Denne reaksjonen er atskilt fra transestrifisering av triglycerider. Den hensiktsmessige forbehandlingsruten avhenger av de målte råvareegenskapene og prosessutformingen, ikke bare av om materialet selges som vegetabilsk olje, animalsk fettstoff eller gjenvunnet fett.
Relevans for operatører og kvalitetsovervåking
Ettersom vegetabilske oljer og animalske fettstoffer varierer i fettsyreprofiler, fosfolipidinnhold, FFA-nivåer og forurensninger, kan ikke forbehandling utformes én gang og anvendes ensartet på alle råvarer. Biodiesel av høy kvalitet har blitt produsert selv fra rå soyabønneolje, men bruk av delvis eller fullstendig raffinert olje forenkler produksjonsprosessen. Ulike kvalitetsbekymringer håndteres av ulike enhetsoperasjoner. Inntaksvurdering, forbehandling og testing av ferdig drivstoff må derfor vurderes samlet. Fosfortesten det refereres til i ASTM D6751 (ASTM D4951) gir den endelige bekreftelsen på at ferdig biodiesel oppfyller grensen på 0,001 % fosfor etter masse som er spesifisert for alle grader i AFDC-sammendraget av denne standarden.