Оптимальное управление процессом переэтерификации жиров растительного и животного происхождения | Optimal control for the process of transesterification of vegetable oils and animal fats

English. Literature data on the existing technologies for producing biodiesel (BD) are summarized and analyzed. Advantages and disadvantages of technological processes are revealed. Promising research directions for improving certain stages of the process are shown. It is established that the cost and quality of the obtained BD depends not only on the raw materials used, but also on the methods of managing the corresponding production process. Despite the practical need, there is actually no information on methods of automatic control of the production process in the modern scientific and technical literature. The positive and negative characteristics of the unit used in the production of BD of star material supply unit are considered. A variant of improving the management of the production process of BD by automating is proposed. There have been developed ways to switch to optimal operating modes that allow increasing the efficiency of this production. The resulting optimal operation modes are tested on the technology of BD production from fats of vegetable and animal origin developed in the All-Russian Research Institute of Using Equipment and Petroleum Products. This technology allows producing BD that meets the requirements of the international standard EN 14214. The general view and developed schematic diagram of the specified installation are given. The type of inequality that determines the degree of conversion of vegetable oils to BD to be not less than 97% has been identified. It is revealed that during the process of producing BD, the governing input is the power N spent on passing the treated medium through a reactor. The optimality criterion K, which can help switch to energy saving operation modes of equipment for the production of BD, is justified.

Russian. Обобщены и проанализированы литературные данные по существующим технологиям получения биодизельного топлива (БТ). Выявлены достоинства и недостатки технологических процессов. Показаны перспективные направления исследований по улучшению отдельных стадий процесса. Установлено, что себестоимость и качество получаемого БТ зависит не только от используемого исходного сырья, но и от методов управления соответствующим технологическим процессом. Несмотря на практическую потребность, в современной научно-технической литературе практически отсутствует информация о методах автоматического управления производственным процессом. Рассмотрены положительные и отрицательные характеристики используемого при получении БТ блока узла подачи исходных веществ. Предложен вариант улучшения управления процессом получения БТ за счет его автоматизации. Разработаны способы перехода к оптимальным режимам работы, позволяющим повысить эффективность данного производства. Полученные оптимальные режимы работы апробированы на разработанной в Всероссийском НИИ использования техники и нефтепродуктов технологии получения БТ из жиров растительного и животного происхождения. Данная технология позволяет получать БТ, соответствующее требованиям международного стандарта EN 14214. Приведены общий вид и разработанная принципиальная схема указанной установки. Установлен вид неравенства, который обуславливает степень конверсии растительных масел в БТ не менее 97%. Выявлено, что при проведении процесса получения БТ управляющим воздействием служит мощность N, затрачиваемая на передвижение обрабатываемой среды через реактор. Обоснован критерий оптимальности K, с помощью которого можно перейти к энергоресурсосберегающим режимам эксплуатации оборудования для получения БТ.