Varför råvarubehandling påverkar produktkvaliteten
En bedömning av råvaran hjälper till att fastställa vilka förbehandlingssteg den valda processen kräver. Dedikerad förbehandling är inte universellt nödvändig för varje inkommande olja.
Fosfolipider och produktkvalitet
Råa vegetabiliska oljor innehåller fosfolipider, också kallade fosfatider eller gummi, i halter som varierar beroende på grödans ursprung och tidigare hantering. Vissa fosfolipider, i synnerhet kalcium- och magnesiumsalterna av fosfatidinsyra och lysofosfatidinsyra, är kraftfulla emulgatorer som kan störa nedströms separation om de kvarstår i oljan vid alkalisk neutralisering. ASTM D6751, såsom sammanfattat i AFDC:s specifikationstabell, begränsar fosforhalten i färdig B100 till 0,001 viktprocent för samtliga kvalitetsklasser, provad enligt ASTM D4951. NREL-rapporten beskriver fosforreduktion vid konventionell bearbetning av sojabönolja, inklusive överföring till glycerolfraktionen och avlägsnande vid vattentvättning. Denna iakttagelse fastslår inte att varje rå råvara eller produktionsväg kommer att uppfylla gränsvärdet för färdigt bränsle.
Avslemningsprocessen
Avslemning omvandlar hydrofila fosfolipider till en separerbar hydratiserad form. Vattenavslemning, blandning av råolja med en liten andel vatten under mekanisk omrörning vid måttlig temperatur, hydratiserar en del av fosfolipiderna så att de blir olösliga i oljan och kan separeras genom sedimentering, filtrering eller centrifugering. En andel fosfatider är emellertid inte hydratiserbara enbart genom kontakt med vatten. Syraavslemning med fosforsyra eller citronsyra hanterar den icke-hydratiserbara fraktionen. Den valda behandlingen påverkar också den potentiella användningen av den separerade gummifraktionen. Graden av gummiborttagning beror på syrabehandlingens styrka och oljans beskaffenhet.
Filtrering vid råvarubehandling
Filtrering separerar suspenderade fasta föroreningar, såsom fröfragment och mjöldamm, från oljan. Filtrering av råvara och filtrering av slutprodukt tjänar olika syften, varför ett nominellt värde angivet för ett steg inte automatiskt är lämpligt för ett annat. Valet av filter beror på det inkommande materialet samt utrustningens och produktens krav. Animaliska fetter kan behöva uppvärmd hantering för att förbli pumpbara, men en universell filtreringstemperatur eller porstorlek kan inte härledas från ett inledande produktionsexempel. Filtrering ersätter inte heller den separata bedömningen av vatten-, FFA- och fosfolipidhalt.
Fria fettsyror och deras samverkan med förbehandling
Fria fettsyror utgör en annan utmaning än fosfolipider. I en baskatalyserad process reagerar FFA med det alkaliska materialet och bildar tvål, vilket minskar den bas som finns tillgänglig för transesterifiering och försvårar separationen. Syrakatalyserad esterifiering är ett sätt att omvandla FFA till estrar före ett baskatalyserat steg. Denna reaktion är skild från transesterifiering av triglycerider. Lämplig förbehandlingsväg beror på uppmätta råvaruegenskaper och processutformning, inte enbart på om materialet säljs som vegetabilisk olja, animaliskt fett eller återvunnet fett.
Relevans för operatörer och kvalitetsövervakning
Eftersom vegetabiliska oljor och animaliska fetter varierar vad gäller fettsyraprofil, fosfolipidhalt, FFA-nivåer och föroreningar kan förbehandlingen inte utformas en gång och tillämpas enhetligt på varje råvara. Biodiesel av hög kvalitet har producerats även från rå sojabönolja, men användning av delvis eller fullt raffinerad olja förenklar produktionsprocessen. Olika kvalitetsproblem hanteras av olika enhetsoperationer. Intagsbedömning, förbehandling och provning av färdigt bränsle måste därför beaktas tillsammans. Det fosforprov som refereras i ASTM D6751 (ASTM D4951) ger den slutliga verifieringen av att den färdiga biodieseln uppfyller gränsvärdet på 0,001 viktprocent fosfor som anges för samtliga kvalitetsklasser i AFDC:s sammanfattning av den standarden.