Рапсовое масло для отопления

Но на более далекую перспективу самыми интересными будут, по всей видимости, именно топлива из возобновляемых ресурсов. И прежде всего — из биомассы (древесина, продукты сельскохозяйственного производства и др.), которой в мире ежегодно образуется 170-200 млрд. т, что энергетически эквивалентно 70—80 млрд. т нефти. При этом и теоретически, и экспериментально доказано: наиболее перспективны растительные масла — подсолнечное, хлопковое, соевое, льняное, пальмовое, арахисовое, сурепное и др. Их можно использовать в исходном виде или после химической обработки (облагораживания), а также в смеси с нефтяными топливами или спиртами. Причем наиболее интересны не сами масла, а их метиловые эфиры, получаемые как из отходов производства пищевых продуктов, так и непосредственно из растительных масел. Именно поэтому в Европе (Англия, Германия, Польша, Франция, Швеция) и в Азии (Китай, Индия, Индонезия) уже начали применять на АТС топлива из растительных масел и продуктов их химической переработки — метиловые эфир и спирт. Более того, в перечисленных странах приняты законодательные акты о производстве смесей из дизельного топлива и таких продуктов.

Достоинства и недостатки (табл. 1, в которой знаком «+» обозначено наличие преимуществ по сравнению со штатным дизельным топливом, знаком «-» — их отсутствие, а «+»/»-» — сочетание и того, и другого) альтернативных топлив, а также особенности их применения в дизелях обусловлены их составом, физико-химическими свойствами и возможностью получения из возобновляемого сырья.

Как из нее видно, самыми перспективными действительно следует считать топлива, получаемые из растительных масел и в первую очередь — из масла рапсового. В том числе и потому, что, во-первых, высокая урожайность рапса дает возможность с 1 га его посевов иметь 1000-15000 л биотоплива; во-вторых, делает сырьевую базу практически неисчерпаемой.

Рапсовое масло представляет собой смесь моно-, ди- и триацилглицеринов, которые содержат в своем составе молекулы различных жирных кислот (табл. 2), т. е. высокомолекулярных кислородсодержащих соединений с углеводородным основанием, связанных с молекулой глицерина.

Главное достоинство топлив, получаемых из рапсового масла, — практически полная биоразлагаемость. Содержащиеся в них 10—12 % масс, кислорода позволяют заметно уменьшить выбросы в атмосферу таких вредных веществ, как углеводород и сажа, а также оксидов азота — из-за снижения температур сгорания. Кроме того, рапсовое масло в действительности не содержит соединении серы; в нем нет и полициклических ароматических углеводородов — канцерогенов, обычно содержащихся в отработавших газах дизелей. Перспективным считается, как и в случае других масел, не само рапсовое масло, а получаемый из него метиловый эфир: в ряде стран Европы его уже используют в качестве самостоятельного топлива или добавки к дизельному топливу нефтяного происхождения. Например, в Германии действуют более 90 заводов по производству рапсового масла, а топливо «биодизель» (соотношение 43:8) на базе метилового эфира рапсового масла выпускают восемь предприятий.

Данный эфир представляет собой смесь метиловых эфиров жирных кислот. Получают его путем прямой переэтерификации ацилглицеринов рапсового масла с метиловым спиртом при температуре 353—363 К (80—90 °С) в присутствии едкого калия. По своим физико-химическим свойствам он близок к стандартным дизельным топливам, т. е. от самого масла отличается меньшими плотностью, вязкостью и температурой воспламенения, более высоким цетановым числом, поэтому может, что очень важно, подаваться в цилиндры двигателя штатной топливоподающей аппаратурой. Главное же, при работе на ней дизель становится экологически чище. Так, фирма «Фольксваген» провела исследования серийного четырехцилиндрового вихрекамерного безнаддувного дизеля размерностью S/D — 8,64/7,65 и мощностью 40 кВт (54 л. с.), в ходе которых он сначала работал на дизельном топливе (характеристики: пределы выкипания — 449—621 К, или 176—348 °С, плотность — 821 кг/м 3 , цетановое число — 52), а затем на метиловом эфире с температурами выкипания 575—629 К (302—386 °С). Установлено: при работе на стенде по тесту ЕСЕ и переводе с дизельного топлива на эфир рапсового масла выбросы монооксида углерода снижаются с 4,5 до 3,57 г/тест, углеводородов — с 0,82 до 0,37 г/тест, а оксидов азота, наоборот, возрастают с 2,56 до 3,01 г/тест. Снижается и дымность отработавших газов. Например, на режимах полной нагрузки — на 2 ед. по шкале «Бош» во всем диапазоне скоростных режимов работы, на частичных — на 0,5—1 ед. Уменьшается также эмиссия канцерогенов ароматических углеводородов. Например, на режимах принятого в США цикла FTP 75 она в 2 раза меньше.

Правда, при всех циклах расход метилэфира оказывается несколько (на -12 %) больше расхода дизельного топлива. Это связано с меньшей, чем у последнего (37,8 против 42,5 МДж/кг), теплотворной способностью. При работе на метилэфире увеличивается и эмиссия альдегидов. Но в целом дизель, работающий на таком топливе, отличается более низкой суммарной токсичностью отработавших газов.

К сожалению, метилэфир рапсового масла — химически активная (агрессивная) жидкость. Поэтому при его использовании в качестве добавок к дизельному топливу баки, трубопроводы и другие элементы конструкции топливной системы, контактирующие с ним, должны иметь защитное покрытие. Кроме того, его производство нельзя отнести к числу экологически чистых. Наконец, он дороже дизельного топлива. Поэтому рапсовое масло, казалось бы, всетаки предпочтительнее. Однако при работе дизеля на нем тоже возникает ряд проблем. В частности, многие специалисты отмечают, что через 100—200 ч работы дизеля на нем наблюдаются повышенные количество углеродистых отложений на поверхности камеры сгорания и закок-совывание сопловых отверстий распылителей форсунок. Что вполне правомерно: в данном масле много смолистых веществ, поэтому его коксуемость (0,4 %) выше коксуемости дизельного топлива (0,2 %). Тем не менее, если учесть, что ГОСТ 305—82 ограничивает последнюю величиной 0,3 %, то совершенно очевидно: подобрать смеси дизельного топлива и рапсового масла, удовлетворяющие требованиям ГОСТа, особого труда не представляет.

Еще одна проблема, возникающая при работе дизеля на рапсовом масле, — повышенная вязкость последнего: при нормальной (293 К, или 20 °С) температуре она на порядок выше, чем у стандартного дизельного топлива (соответственно 75 и 3,8 мм 2 /с). Однако при повышении температуры эта разница уменьшается. Например, при 313 К (40 °С) вязкость рапсового масла — 36 мм 2 /с, т. е. уменьшается вдвое, а при 343 К (70 °С) — до 17,5 мм 2 /с, или еще более чем вдвое. Но главное в том, что существенно меньшей вязкостью обладают смеси рапсового масла с дизельным топливом. Так, вязкость смеси, содержащей (по объему) 80 % дизельного топлива и 20 % рапсового масла, при температуре 292 К (20 °С) составляет 9 мм 2 /с, а при 313 К (40 °С), характерной для условий систем топливопо-дачи дизелей, — 5 мм 2 /с. Иначе говоря, становится соизмеримой с вязкостью чистого дизельного топлива (норматив: 3—6 мм 2 /с).

Таким образом, поскольку рапсовое масло по своим физико-химическим свойствам отличается от стандартного дизельного топлива, его целесообразно применять в смеси с последним. Тем более, что эти компоненты хорошо смешиваются, а смеси имеют свойства, позволяющие сжигать их в дизеле без внесения изменений в его конструкцию.

Авторы статьи оценивали экономические и экологические показатели дизеля, работающего на таком биотопливе, не только по научным публикациям. Они провели собственное испытание дизеля Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5), выпускаемого Минским моторным заводом, в двух вариантах его комплектации.

Первый из вариантов был оснащен турбокомпрессором ТКР-6 Борисовского завода автоагрегатов, ТНВД мод. PP4M10Ulf (диаметр и ход плунжеров — 10 мм) чешской фирмы «Моторпал», форсунками ОАО «Куроаппаратура» (г. Вильнюс), отрегулированными на давление начала впрыскивания 21,5 МПа (215 кгс/см2) и имеющими распылитель DOP 119S534 фирмы «Моторпал» с пятью распыливающими отверстиями диаметром 0,34 мм и суммарной эффективной площадью распылителя в сборе, равной 0,250 мм 2 . Результаты исследований его по 13-ступенчатому испытательному циклу показали: при работе дизеля на смеси «80 % дизельного топлива + 20 % рапсового масла» экологические показатели заметно улучшаются: выброс легких углеводородов снижается с 1,519 до 0,965 г/( кВт • ч), т. е. на 36,5 %; оксидов азота — с 7,442 до 7,159 г/(кВт • ч), или на 3,8 %. Однако выброс монооксида углерода, напротив, возрастает на 9,5 % — с З,482 до З,814 г/( кВт • ч).

Последнее обусловлено некоторым (на 6—10 %) увеличением часового расхода топлива и соответствующим повышением мощности дизеля. В частности, при переводе двигателя на смесевое биотопливо на режиме максимального крутящего момента (п = 1500 мин -1 ) мощность выросла с 53,6 до 57,1 кВт (с 72,8 до 77,6 л. с.), а на режиме максимальной мощности (п = 2400 мин -1 ) — с 75,5 до 78,2 кВт (со 102,6 до 106,3 л. с.). Коэффициент &#945 избытка воздуха остался при этом практически неизменным (соответственно 1,7 и 2,2 на указанных режимах), что объясняется меньшим количеством воздуха, необходимым для сгорания 1 кг топлива (14,3 кг/кг у дизельного топлива и 13,9 кг/кг у смеси).

Характерно, что переход с дизельного топлива на рассматриваемую смесь сказывается и на удельном эффективном расходе топлива: на режиме максимального крутящего момента он увеличивается с 225,8 до 231,8 г/(кВт•ч), или с 166,2 до 170,6 г/(л.с.•ч), а на режиме максимальной мощности — с 249,0 до 255,1 г/(кВт • ч), или с 183,3 до 187,8 г/(л.с. • ч). Причина — меньшая, чем у дизельного топлива, теплотворная способность смеси (соответственно 41,5 и 42,5 МДж/кг).

Эффективный КПД дизеля при таком переходе практически не изменился: на режиме максимального крутящего момента в обоих случаях он равен 37,5 %, а на режиме максимальной мощности — 34 %. Дымность отработавших газов на режиме максимального крутящего момента снизилась с 25 до 16 % по шкале Картриджа, а на режиме максимальной мощности — с 11 до 8 %. Наконец, после наработки 100 ч дизелем данной мощности коксования форсунок не отмечено.

Второй вариант оснащения дизеля Д-245.12С: топливная система производства Ногинского завода топливной аппаратуры, распылители мод. 171Р.10.03 Алтайского завода прецизионных изделий, имеющие 10 распыливающих отверстий диаметром 0,23 мм. Испытывали его на тракторе «Беларусь», причем в реальных условиях эксплуатации. Установлено: после 500 ч работы этого дизеля на смеси, содержащей 70 % дизельного топлива и 30 % рапсового масла, есть лишь частичное закоксовывание распылителей форсунок, которое практически не приводит к потере их работоспособности, хотя мощность двигателя снижает.

Таким образом, очевидно, что использование форсунок с меньшим числом распыливающих отверстий и, соответственно, большего их диаметра позволило значительно сократить или вообще избежать коксообразования. Причем для его полного устранения (и не только при работе на рапсовом масле) достаточно применять хорошо известные меры. Например, периодически работать на высокофорсированных режимах, периодически же подавать через распыливающие отверстия водотопливные эмульсии и т. п.

Что такое рапсовое масло и где его применяют — секреты выбора и хранения

Рапс у многих ассоциируется с чем-то техническим, совершенно несъедобным, например, с биотопливом. Но это далеко не единственное применение культуры. Мелкие семена растения богаты жиром, который можно использовать в кулинарии, медицине.
Не все знают, что такое рапсовое масло и как его правильно выбирать, в какие блюда добавлять.
А ведь этот продукт по степени полезности ничуть не уступает оливковому. Удивлены? Тогда давайте ближе знакомиться с рапсовым маслом и его свойствами.

Что такое рапсовое масло

Рапс – ближайший родственник капусты, он входит в семейство Крестоцветные. Культура эта известна была народам Индии и Азии еще за 4 тыс. лет до н.э. В Европе же ее стали использовать только в 19 веке – выращивать ради получения масла.

Растение является однолетним, в высоту достигает от 50 см до 2 метров в зависимости от сортов, они бывают озимые и яровые. Листья собраны в прикорневую розетку, которые в начале вегетации очень похожи на редис. Соцветия напоминают кисть, в которых много мелких желтых цветочков. Растение не боится холодов, но требует много света.

В диком виде рапс не встречается, иногда растет как сорняк. Больше всего его выращивают в Канаде, Индии, Китае, Франции, Украине. Россия также входит в ТОП-10 стран, культивирующих растение. Когда рапсовые поля зацветают, они превращаются в ярко-желтые ковры, это очень красивое зрелище. Культура образует стручки с мелкими семенами, что богаты жирами (40-45%). Из них добывают масло, которое используют для пищевых и технических целей. Требования к этому продукту регламентирует стандарт ГОСТ 31759-2012.

Отличительная особенность рапсового и других жиров этого семейства (горчичное, сурепное) – наличие эруковой кислоты. Она для пищевых целей считается нежелательным компонентом, в больших количествах вредит здоровью. В масле из обычных сортов рапса ее содержание доходит до 65%. Из-за этого до середины 20 века добываемый из семян жир применялся только для технических целей, а после выведения безэруковых сортов растение стало основной масличной культурой в Европе и в Канаде.

На просторах бывшего СССР рапсовое масло до сих пор считается экзотикой, хотя оно способно конкурировать с подсолнечным и с оливковым по степени полезности для организма.

Как производят масло из рапса?

Рапс имеет очень мелкие семена, они неправильной формы, цветом от желтого до темно-коричневого и черного. Нежелательные их компоненты – это эруковая кислота и серосодержащие соединения тиогликозиды, придающие продукту горький вкус и плохо влияющие на щитовидную железу. Концентрация эруковой кислоты в зависимости от сорта колеблется от 0 до 50%, а тиогликозидов 0,5 до 6%. Поэтому тщательный контроль сырья по этим соединениям при производстве масла очень важен. Для пищевых целей применяются семена, содержащие не более 5% эруковой кислоты и до 3% тиогликозидов.

Технология производства включает такие этапы:

1. Очистка сырья от мусора, просушивание.
2. Расплющивание зерен на вальцевых станках.
3. Извлечение масла. Оно может быть получено путем холодного отжима или после предварительного прогревания до 80-90 градусов для максимального выхода масла. Из-за того, что зернышки очень мелкие, они достаточно плохо отдают жир при отжиме, многие предприятия используют метод экстракции.
4. Очистка. Минимальный вариант – это фильтрование и отстаивание для удаления взвешенных частиц, максимальный – полная рафинация и дезодорация.

Рапсовое масло имеет золотистый цвет, порой с легким зеленоватым отливом. Запах и привкус свежеотжатого жира специфический, немного напоминает редьку или горчицу, после процесса очистки он исчезает.

Сырое масло из рапса или так называемое первого холодного отжима – самое полезное, в нем максимальное содержание ценных компонентов, но оно обладает специфическим привкусом. При рафинации этот оттенок исчезает, также устраняются фосфатиды, белковые и слизистые компоненты, которые могут приводить к порче продукта. За счет такой очистки масло хранится дольше.

Кроме того, рафинация позволяет удалить пестициды, тяжелые металлы и канцерогены. Так что у каждого вида масла есть свои плюсы.

Что еще делают из рапса

Рапс – сельскохозяйственная культура, которая широко применяется, поскольку легко выращивается, является неприхотливой, имеет не слишком большой срок вегетации. Что из него получают:

• Биодизель. Это одно из основных применений растения. Его используют в чистом виде или как добавку к дизельному топливу. Примечательно, что для пищевых целей в рапсе стараются снизить количество эруковой кислоты, а для технического применения наоборот, чем ее больше, тем лучше.
• Корма. Рапс скармливают в небольших количествах животным в виде зеленой массы, а выжимки (жмых), что остаются от получения жиров, применяются при изготовлении комбикормов. В них содержится более 40% протеинов, много кальция, фосфора, фолиевой кислоты и тиамина.
• Зеленые удобрения. Это растение входит в число популярных сидератов – культур, что высеваются на поля или грядки для обогащения грунта полезными веществами, особенно азотом. Только запахивать его надо до начала цветения, пока корни не слишком глубокие (до 30 см), иначе к периоду созревания семян корневище достигнет глубины 2-3 м.
• Мёд. Культура с яркими желтыми цветами является неплохим медоносом, но сбор нектара усложняется тем, что поля технического рапса часто протравливают химикатами. Из-за этого массово гибнут пчелы. Так как растение относится к крестоцветным, собранный пчелками мёд быстро кристаллизируется (сахарится). Время сбора — май, июнь.

Для чего используется рапсовое масло

В старину рапсовое масло использовали исключительно для технических целей. Им смазывали механизмы, поскольку жир не смывался водой и хорошо прилипал к металлу, применяли для освещения. В наше время продукт востребован в таких сферах:

• Народная медицина. Жир принимают натощак для усиления иммунитета, при похудении, для очищения от токсинов. Оно полезно для печени. В виде мазей используется для заживления порезов, трещин. Спиртовые настойки находят применение при лечении заболеваний суставов.
• Косметология. Поскольку масло из рапса богато антиоксидантом витамином Е, отвечающим за молодость кожи, то этот ингредиент встречается в составе кремов, лосьонов, средств для ухода за волосами. Еще одно направление его использования – мыловарение. В домашних условиях этот жир можно наносить в чистом виде на кожу или волосы, готовить маски.
• Кулинария. Как и любое другое пищевое рапсовое масло можно использовать для заправки салатов (прямого отжима), консервирования и жарки (очищенное). В промышленности из рафинированного продукта получают маргарин, готовят майонез, добавляют в овощные и рыбные консервы. Его популярность обусловлена высокой прозрачностью и способностью не портится длительное время. Продукт особенно востребован в северных странах – Дании и Канаде, цены на него здесь очень доступные.
• Авиация, металлургия. На основе масла из рапса изготавливают смазки, поскольку цена его технической разновидности совсем невысокая. К тому же смазочные составы на основе натурального жира хорошо разлагаются в окружающей среде, они не токсичны.

Собственно биодизель – это тоже продукт переработки масла из рапса. Это возобновляемое и экологически чистое топливо, спрос на которое повышается. Его применяют для транспорта и котельных установок (для отопления). Побочным продуктом его производства является глицерин, используемый в косметологии и медицине. Кроме этого рапсовое масло добавляют при изготовлении каучука. Производные эруковой кислоты используются для придания скользкости и эластичности полиэтиленовым пленкам.

Полезные свойства и противопоказания

Химический состав рапсового масла – это 99,9% жира, в нем нет ни белков, ни углеводов, обнаруживаются следы минералов. Чего в нем действительно много, так это жирорастворимого витамина Е, даже в рафинированном.

После выведения безэруковых сортов (канола) масло из рапса стали применять для пищевых целей, ведь оно имеет немало преимуществ перед другими растительными жирами. В нем мало насыщенных жирных кислот, много полиненасыщенных, которые являются незаменимыми и не могут синтезироваться организмом.

Сторонники здорового питания сходятся во мнении, что самое полезное – это оливковое масло. На самом же деле рапсовое очень близкое к нему по составу и даже лучше, просто у нас оно не воспринимается как пищевое, ценное. Для сравнения:

• В рапсовом масле содержится 32% полезных полиненасыщенных кислот, из них 11% занимает альфа-линоленовая (незаменимая омега-3). Насыщенных жирных кислот в составе всего 7%. На долю олеиновой приходится 65%.
• В оливковом масле полиненасыщенных жирных кислот 10%, альфа линоленовой всего 0,5%, насыщенных – 15%. Олеиновая занимает 75%.

Правильное же пищевое рапсовое масло полезно для организма человека. Оно за счет высокого содержания ненасыщенных жирных кислот и витамина Е:

• укрепляет иммунитет;
• предупреждает развитие атеросклероза;
• является профилактическим средством против рака;
• улучшает состояние кожи и волос;
• активизирует регенерацию клеток;
• обеспечивает организм энергией;
• снижает уровень холестерина;
• обладает легким слабительным эффектом.

Чрезмерно увлекаться рапсовым маслом не стоит из-за его высокой калорийности, ведь это чистый жир – 899 ккал в 100 г. С осторожностью его стоит употреблять при беременности, гастрите, язве, желчекаменной болезни. В редких случаях на растение бывает аллергия.

Как выбрать масло из рапса

Стандарт ГОСТ 31759-2012 предусматривает 4 категории продукции:

• для пищевых производств и продажи населению применяется только рафинированное дезодорированное высшего и первого сорта, в котором не более 2% эруковой кислоты;
• для переработки может быть использовано рафинированное недезодорированное и нерафинированное рапсовое масло, в нем концентрация эруковой кислоты допускается до 5%.

Однако в продаже нередко встречается импортное пищевое масло первого холодного отжима. Если жир получен из безэруковых сортов, которые еще именуют канола, то его можно смело употреблять в пищу без рафинации.

При покупке рапсового масла стоит обратить внимание на этикетку. Хорошо, если на ней обозначено содержание эруковой кислоты (чем ее меньше, тем лучше). Если есть надпись extra virgin (холодный отжим), то оно подойдет для заправки салатов, для жарки стоит покупать рафинированное. Лучшие страны изготовители – Дания, Канада, Франция, Германия.

Рапсовое масло должно быть прозрачным, без осадка, желтого цвета, допускается легкий зеленоватый отлив. В не рафинированном продукте будет во вкусе и запахе оттенок горчицы, но явной горечи в нем быть не должно. Рафинированное на вкус и запах – обезличенное.

Особенности хранения

В домашних условиях рапсовое масло можно хранить при комнатной температуре, желательно не выше +20 градусов так, чтобы на него не попадал прямой солнечный свет. Если оно холодного отжима, то максимальный период годности составляет 6 месяцев.

Рафинированное до вскрытия может простоять очень долго от 2 до 5 лет в зависимости от материала тары, после вскрытия рапсовое масло необходимо употребить в течение 1 года. Признаками того, что жир испортился, является помутнение, появление осадка, горечь в запахе или во вкусе. Такой продукт употреблять нельзя.

Рапсовое масло – это ценный продукт, оно во многих странах давно потеснило оливковое. Включайте в свой рацион различные растительные масла, чтобы сделать его более полезным и разнообразным, но будьте внимательны при покупке жира из рапса: сорт канола и минимум эруковой кислоты – главные показатели его пищевого предназначения.