rośliny oleiste i ich wykorzystanie jako paliwa do ciągników

INŻYNIERIA W ROLNICTWIE. MONOGRAFIE 11
ENGINEERING IN AGRICULTURE. MONOGRAPHS 11
ROŚLINY OLEISTE
I ICH WYKORZYSTANIE
JAKO PALIWA DO CIĄGNIKÓW ROLNICZYCH
OIL PLANTS AND THEIR USE
AS FUEL FOR AGRICULTURAL TRACTORS
Redakcja naukowa: dr inż. Wojciech Golimowski
Falenty 2012
Wydawnictwo ITP
INSTYTUT TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY
Falenty, al. Hrabska 3, 05-090 Raszyn
tel./fax 22 628-37-63; www.itep.edu.pl; e-mail: [email protected]
Dyrektor Instytutu
prof. dr hab. Edmund Kaca
Oddział w Poznaniu
ul. Biskupińska 67, 60-463 Poznań
tel. 61 820-33-31
Kierownik Oddziału
prof. dr hab. J. Lech Jugowar
KOLEGIUM REDAKCYJNE
prof. dr hab. Aleksander Szeptycki – przewodniczący
prof. dr hab. Zdzisław Wójcicki
prof. dr hab. J. Lech Jugowar
prof. dr hab. Jan Pawlak
prof. dr hab. Krzysztof Wierzbicki
Recenzenci
prof. dr hab. Jan Mikołajczak, prof. dr hab. Andrzej Myczko
Kierownik Działu Wydawnictw: dr inż. Halina Jankowska-Huflejt
Projekt okładki: dr inż. Halina Jankowska-Huflejt
Opracowanie redakcyjne: Grażyna Pucek
Skład komputerowy i przygotowanie do druku: Elżbieta Golubiewska
© Copyright by Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach (ITP), 2012
ISBN 978-83-62416-55-4
ISSN 2083-9545
Adres redakcji: Instytutu Technologiczno-Przyrodniczy
Falenty, al. Hrabska 3, 05-090 Raszyn
tel. 22 720-05-98; www.itep.edu.pl; e-mail: [email protected]
Realizacja wydania: Agencja Wydawniczo-Poligraficzna „Gimpo”
Ark. wyd. 8,9. Nakład 200 egz.
2
Spis treści
1. Wstęp .................................................................................................................... 9
2. Produkcja nasion roślin oleistych (Barbara Łaska) ............................................. 11
2.1. Informacje wprowadzające ......................................................................... 11
2.2. Uprawa rzepaku .......................................................................................... 11
2.2.1. Odmiany rzepaku ............................................................................. 11
2.2.2. Uprawa roli ....................................................................................... 14
2.2.3. Nawożenie........................................................................................ 15
2.2.4. Ochrona roślin .................................................................................. 17
2.2.5. Zbiór rzepaku ................................................................................... 22
2.3. Uprawa słonecznika .................................................................................... 27
2.3.1. Charakterystyka gatunku ................................................................. 27
2.3.2. Odmiany słonecznika ....................................................................... 28
2.3.3. Wymagania glebowe ........................................................................ 28
2.3.4. Wymagania klimatyczne .................................................................. 28
2.3.5. Wymagania agrotechniczne ............................................................. 29
2.4. Uprawa lnianki siewnej ............................................................................... 31
2.4.1. Charakterystyka gatunku ................................................................. 31
2.4.2. Wymagania agrotechniczne ............................................................. 32
2.4.3. Zbiór ................................................................................................. 32
2.4.4. Olej z lnianki ..................................................................................... 32
2.5. Inne rośliny oleiste ...................................................................................... 33
2.6. Magazynowanie nasion roślin oleistych...................................................... 35
2.6.1. Czyszczenie nasion roślin oleistych ................................................. 36
2.6.2. Suszenie nasion ............................................................................... 37
2.6.3. Przechowywanie nasion roślin oleistych .......................................... 39
3. Wytwarzanie oleju roślinnego jako biopaliwa rolniczego (Zygmunt Janas) ........ 44
3.1. Informacje wprowadzające ......................................................................... 44
3.2. Produkcja oleju ........................................................................................... 45
3.2.1. Przygotowanie nasion do przerobu .................................................. 46
3.2.2. Ważne cechy nasion roślin oleistych ............................................... 48
3.2.3. Technologie produkcji oleju.............................................................. 48
3.3. Rafinacja oleju ............................................................................................ 50
3.3.1. Metody rafinacji oleju ....................................................................... 52
3.3.2. Czynniki mające wpływ na jakość oleju ........................................... 54
3.3.3. Sposoby przechowywania oleju ....................................................... 55
4. Charakterystyka wybranych tłuszczów do wytwarzania biopaliw (Renata
Golimowska) ...................................................................................................... 57
4.1. Informacje wprowadzające ......................................................................... 57
4.2. Rodzaje tłuszczów ...................................................................................... 58
4.2.1. Oleje roślinne ................................................................................... 60
4.2.2. Tłuszcze zwierzęce .......................................................................... 62
4.2.3. Oleje posmażalnicze ........................................................................ 64
4.3. Właściwości fizykochemiczne tłuszczów .................................................... 66
4.3.1. Budowa i właściwości chemiczne tłuszczów .................................... 66
4.3.2. Podstawowe parametry fizyczne tłuszczów ..................................... 69
4.4. Właściwości niskotemperaturowe tłuszczów .............................................. 73
4.4.1. Parametry charakteryzujące tłuszcze w niskiej temperaturze ......... 75
4.4.2. Znane sposoby poprawy właściwości niskotemperaturowych
tłuszczu .......................................................................................... 80
5. Biopaliwa do silnika wysokoprężnego – standardy (Wojciech Golimowski) ....... 82
5.1. Informacje wprowadzające ......................................................................... 82
5.2. Normy jakości oleju rzepakowego jako biopaliwa ...................................... 82
5.3. Parametry opisujące jakość oleju roślinnego.............................................. 86
5.4. Metody oceny jakości oleju rzepakowego jako biopliwa............................. 89
6. Parametry pracy silnika wysokoprężnego zasilanego olejem roślinnym
(Wojciech Golimowski) ....................................................................................... 97
6.1. Informacje wprowadzające ......................................................................... 97
6.2. Adaptacja silnika spalinowego do oleju rzepakowego ................................ 98
6.3. Wpływ oleju roślinnego na energetyczne parametry pracy silnika ........... 101
6.3.1. Możliwości i skutki stosowania oleju rzepakowego jako paliwa ..... 101
6.3.2. Porównanie wpływu różnych olejów roślinnych na parametry
energetyczne silnika .................................................................... 109
6.4. Aspekty ekologiczne zasilania ciągnika rolniczego olejem roślinnym ...... 110
7. Wytwarzanie biopaliw i biokomponentów w Polsce – regulacje prawne
(Renata Golimowska) ...................................................................................... 119
7.1. Informacje wprowadzające ....................................................................... 119
7.2. Narodowy cel wskaźnikowy ...................................................................... 119
7.3. Wytwarzanie biopaliw ciekłych ................................................................. 122
7.4. Uzyskanie zezwolenia na prowadzenie składu podatkowego .................. 123
7.5. Zasady przeprowadzania kontroli i sporządzania sprawozdań ................ 124
7.6. Kary pieniężne .......................................................................................... 125
7.7. Podatek akcyzowy na biopaliwa ............................................................... 127
8. Bibliografia ........................................................................................................ 130
Streszczenie .......................................................................................................... 140
4
Contents
1. Introduction ........................................................................................................... 9
2. Production of oilseeds (Barbara Łaska) ............................................................. 11
2.1. Introductory information .............................................................................. 11
2.2. Rape cultivation .......................................................................................... 11
2.2.1. Rape varieties .................................................................................. 11
2.2.2. Soil cultivation .................................................................................. 14
2.2.3. Fertilization ....................................................................................... 15
2.2.4. Plant protection ............................................................................... 17
2.2.5. Rape harvesting ............................................................................... 22
2.3. Sunflower cultivation ................................................................................... 27
2.3.1. Characteristic of the species ............................................................ 27
2.3.2. Varieties of sunflower ....................................................................... 28
2.3.3. Soil requirements ............................................................................ 28
2.3.4. Climatic requirements ..................................................................... 28
2.3.5. Agrotechnical requirements ............................................................ 29
2.4. Camelina sativa cultivation ......................................................................... 31
2.4.1. Characteristic of the species ............................................................ 31
2.4.2. Agrotechnical requirements ............................................................. 32
2.4.3. Camelina sativa harvesting .............................................................. 32
2.4.4. Camelina sativa oil .......................................................................... 32
2.5. Anther oil plant ........................................................................................... 33
2.6. Storage of oilseeds ..................................................................................... 35
2.6.1. Cleaning oilseeds ............................................................................ 36
2.6.2. Drying oilseeds ................................................................................ 37
2.6.3. Storage of oilseeds .......................................................................... 39
3. Vegetable oil production as an agricultural biofuel (Zygmunt Janas) ................ 44
3.1. Introductory information ............................................................................. 44
3.2. Oil production ............................................................................................. 45
3.2.1. Seeds preparation for pressing ........................................................ 46
3.2.2. Important characteristics of oilseeds ............................................... 48
3.2.3. Technologies of oil production ........................................................ 48
3.3. Oil refining .................................................................................................. 50
3.3.1. Methods of oil refining ..................................................................... 52
3.3.2. Oil quality factors .............................................................................. 54
3.3.3. Oil storage ........................................................................................ 55
4. Characteristics of selected fats for the biofuel production (Renata Golimowska) .......................................................................................................... 57
4.1. Introductory information .............................................................................. 57
4.2. Types of fats ............................................................................................... 58
4.2.1. Vegetable oils .................................................................................. 60
4.2.2. Animal fats ....................................................................................... 62
4.2.3. Cooking oils ...................................................................................... 64
4.3. Physical and chemical properties of fats ................................................... 66
4.3.1. The chemical structure of fats ......................................................... 66
4.3.2. The basic physical parameters of fats ............................................. 69
4.4. The low-temperature properties of the fats ................................................ 73
4.4.1. Parameters characterizing fats at low temperatures ....................... 75
4.4.2. Known ways to improve the low-temperature properties
of fats .............................................................................................. 80
5. Biofuels for Diesel engine – standards (Wojciech Golimowski) ......................... 82
5.1. Introductory information .............................................................................. 82
5.2. The quality standards for rapeseed oil as a biofuel ................................... 82
5.3. Vegetable oil quality factors ....................................................................... 86
5.4. Assessment methods for rapeseed oil as biofuel ...................................... 89
6. Work parameters of the Diesel engine fueled with vegetable oil (Wojciech
Golimowski) ....................................................................................................... 97
6.1. Introductory information .............................................................................. 97
6.2. Adaptation the Diesel engine to the rapeseed oil ....................................... 98
6.3. The influence of vegetable oil on energy parameters of the engine
operation ..................................................................................................... 101
6.3.1. Possibilities and consequences of using rapeseed oil as a fuel .... 101
6.3.2. Comparison of the influence of various vegetable oil on energy
parameters of the engine operation .............................................. 109
6.4. Ecological aspects of powering the tractor with vegetable oils................. 110
7. Production of biofuels and bio-components in Poland – legislation (Renata
Golimowska) ................................................................................................... 119
7.1. Introductory information ............................................................................ 119
7.2. National Indicative Target ......................................................................... 119
7.3. Production of liquid biofuels ..................................................................... 122
7.4. Obtain a permit to operate a tax warehouse............................................. 123
7.5. Rules for the conduct of audits and reporting .......................................... 124
7.6. Financial penalties .................................................................................... 125
7.7. The excise duty on biofuels ...................................................................... 127
8. Literature .......................................................................................................... 130
Summary ............................................................................................................... 142
6