Kamapania Biokomponenty a Środowisko

1. Skrypt szkoleniowy nr 1
TEMAT: BIOpaliwo – produkt naturalny
Autor opracowania:
Łukasz Wyka
Korekta:
Ewelina Borkowska
Informacje w skrypcie zostały przygotowane na podstawie wykładów przygotowanych w ramach Klubu
Młodego Naukowca.
Czym są BIOpaliwa? Czyli pomysł na wagę złota dr inż. Agata Markowska, Zakład Biotechnologii,
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Po co i z czego produkujemy BIOpaliwa mgr inż. Łukasz Wyka, Instytut Geoekologii
i Geoinformacji, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Jak wytwarzać BIOpaliwa? mgr inż. Michał Łukasz Dworak, Rada Młodzieżowa Ligii Ochrony
Przyrody
Energia z biomasy jako wizytówka Województwa Zachodniopomorskiego dr inż. Jarosław
Rzepa, Wydział Rolnictwa i Ochrony Środowiska, Urząd Marszałkowski Województwa
Zachodniopomorskiego
OPIS doświadczeń przeprowadzonych podczas pokazu mgr inż. Łukasz Wyka

Życie na Ziemi rozwija się dzięki zaspokojeniu potrzeb organizmów. Są nimi:
• odpowiednie warunki fizykochemiczne (temperatura, ciśnienie, skład otoczenia, światło),
• tlen,
• pożywienie,
• woda,
Człowiek próbuje ułatwić sobie zaspokajanie powyższych potrzeb, by przetrwać w ekosystemie.
W tym celu wykorzystuje energię.
ENERGIA pomaga zaspokajać potrzeby, ale również stwarza nowe zachcianki, które uznajemy za
konieczne (komunikacja, TV).
ŹRÓDŁA ENERGII
Nieodnawialne
 Węgiel kamienny
 Węgiel brunatny

2.  Torf
 Ropa naftowa
 Gaz ziemny
Odnawialne
 Energia wiatru
 Energia Słońca
 Energia spadku wody
 Energia wody morskiej
 Energia geotermiczna
Najważniejszym producentem energii na Ziemi jest Słońce! Gdyby nie ono, życie na Ziemi nie
istniałoby. Słońce wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne o różnej długości fali. Część energii
słonecznej nie dociera do Ziemi, gdyż nasza planeta wykształciła warstwy, które pochłaniają lub
odbijają odpowiednie pasma promieniowania (m.in. warstwa ozonowa pochłania szkodliwe dla
organizmów żywych promieniowanie ultrafioletowe).
Rys.1 Rozkład (widmo)
promieniowania słonecznego
Człowiek usilnie próbuje uzupełnić „braki energetyczne”, głównie promieniowania z zakresu
podczerwieni. Służą do tego różnego rodzaju paliwa, które przetwarzamy na energię cieplną lub
elektryczną wg naszych zamierzeń.
Paliwo – substancja (GAZ, CIECZ lub CIAŁO STAŁE) wydzielająca przy intensywnym utlenianiu
(spalaniu) duże ilości ciepła.
Energia uzyskana ze spalania paliwa wykorzystywana jest:
 przez maszynę (silnik cieplny) do produkcji energii mechanicznej,
 przez kocioł do celów grzewczych lub procesów technologicznych.
PODZIAŁ PALIW
Ze względu na stan skupienia wyróżniamy:
 paliwa stałe
 paliwa ciekłe
2

3.  paliwa gazowe
Ze względu na zastosowanie wyróżniamy:
• paliwa opałowe (do spalania zewnętrznego), np. węgiel, koks, drewno;
• paliwa napędowe (do spalania wewnętrznego), np. ropa,
• paliwo jądrowe
Ze względu na pochodzenie wyróżniamy:
 paliwa naturalne: węgiel kamienny, brunatny, torf, drewno, ropa naftowa, gaz ziemny,
 paliwa sztuczne: wytwarzane przy przeróbce paliw naturalnych (koks, olej opałowy, olej
napędowy, benzyna, gaz drzewny).
Co złoto ma wspólnego z paliwami?
=
Kilka równań by dowieść, że ropa naftowa to złoto
ZŁOTO = bogactwo = władza
=
Król = władca Szejk = władca
ROPA = CZARNE ZŁOTO
Jak wydobywa się „czarne złoto”?
Ropa naftowa wydobywana jest z głębi ziemi w wyniku wykonywania wierceń. Powstające
odwierty (otwory) sięgają nawet 1km głębokości. Miejsca prawdopodobnego zalegania złóż
ropy naftowej wyszukiwane są przez geologów. Rozwój technik poszukiwania złóż pozwala na coraz
precyzyjniejszą identyfikację miejsc występowania i wielkości zasobów. Tak samo rozwija się technika
wierceń. Początkowo poszukiwania i wiercenia prowadzono wyłącznie na lądach. Okazało się jednak,
że część światowych zasobów ropy zalega w obszarach szelfów mórz i oceanów. Ropa naftowa nie
3

4. nadaje się do bezpośredniego zastosowania technicznego jako paliwo. Po wydobyciu z otworu
wiertniczego jest ona oczyszczana z zanieczyszczeń mechanicznych, a następnie oddziela się od niej
wartościowe i łatwo wrzące składniki: propan, butan i benzyny oraz szereg gazów i olejów. Końcowymi
produktami rafinerii są takie paliwa ciekłe jak benzyny, oleje opałowe, oleje napędowe, nafta.
Rys.2. Destylacja ropy naftowej
Oszacowano, że zasoby ropy naftowej na Ziemi wynoszą około 2000 miliardów baryłek ropy. Obecnie
zużyliśmy ok. 1000 miliardów baryłek. Groźba wyczerpania kopalin (paliw kopalnych) nie jest odległa
w czasie:
• złoża węgla – 220 lat
• gaz ziemny – 60 lat
• ropa naftowa – 30-40 lat
Sposobem , aby ograniczyć wykorzystanie zasobów paliw kopalnych jest stosowanie biopaliw.
Biopaliwo jest to paliwo powstałe z przetwórstwa produktów organizmów żywych. Produktami tymi
mogą być resztki roślin, zwierząt lub mikroorganizmów (BIOMASA).
Biomasa – masa materii zawarta w organizmach.
Rys.3. Schemat obiegu materii w
przyrodzie
4

5. Dlaczego warto stosować biopaliwa?
• Dają energię,
• Używanie biopaliw służy zmniejszeniu uzależnienia od ropy naftowej,
• Stworzone zostają nowe miejsca pracy,
• Służą zmniejszeniu ilości odpadów,
• Są sposobem do wypełnienia wymagań prawnych lub obietnic rządowych,
• Nie przyczyniają się do rozwoju efektu cieplarnianego,
• Pozostawione w środowisku szybko ulegną rozkładowi.
Dzięki biopaliwom możliwy jest rozwój zatrudnienia w:
- rolnictwie,
- przetwórstwie paliw,
- szkolnictwie
- branży badawczo-rozwojowej,
- branży komunalnej,
- branży reklamowej
- wydawnictwach.
Biopaliwa – wpływ na efekt cieplarniany
5

6. 17%
4%
6%
8%
19% 46%
Rys.4. Efekt cieplarniany
Składnik Zawartość
% objętości %masy
Składniki główne
Azot (N2) 78,08 75,51
Tlen (O2) 20,94 23,14
Argon (Ar) 0,93 1,29
Dwutlenek węgla (CO2) 0,039 0,058 Tab.1. Skład atmosfery ziemskiej
Woda jest ilościowo znaczącym składnikiem atmosfery (zawartość 0-5%). Jej stężenie w czasie
i przestrzeni podlega licznym zmianom. Zależą one od temperatury, jak i od oddalenia od stanu
równowagi wyrażonego przez wilgotność względną. Jednocześnie para wodna zawarta w powietrzu
jest najważniejszym gazem odpowiedzialnym za efekt cieplarniany. Jednakże człowiek nie ma
wielkiego wpływu na ilość pary wodnej, która znajduje się w atmosferze. Dlatego też za gaz będący
„winowajcą” efektu cieplarnianego uważa się dwutlenek węgla (CO2), który jest gazem cieplarnianym
występującym po parze wodnej w największej ilości. Działalność człowieka przyczynia się do wzrostu
stężenia CO2 zawartego w atmosferze.
6

7. Uważa się, że stosowanie biopaliw przyczynia się do zmniejszenia efektu cieplarnianego (oraz
globalnego ocieplenia) poprzez obieg zamknięty CO2 (zahamowanie emisji dodatkowego CO2
zawartego w skałach takich jak ropa naftowa czy węgiel kamienny).
Rys.5. Obieg dwutlenku węgla
Rys.6. Przebieg procesu
fotosyntezy
Fakty dotyczące fotosyntezy
• Z całkowitego strumienia słonecznego docierającego do Ziemi jedynie 46% może zostać
zaabsorbowane przez jej powierzchnię. Z tego jedynie 43% może być wykorzystane w
fotosyntezie przez zielone części rosnących roślin (promieniowanie między 400 a 700 nm -
PAR).
• Maksymalna wydajność fotosyntezy może wynieść 29%.
• Spalając biomasę uzyskaną w procesie fotosyntezy uzyskujemy z 1 t ok. 1,5 x 1010 J energii
– 2 razy mniej niż przy spalaniu węgla kamiennego.
7

8. Wspólną cechą wszystkich biopaliw jest to, iż w swoim składzie zawierają atomy węgla i/lub wodoru,
gdyż powstały z biomasy, która złożona jest głównie z węglowodorów.
Węglowodany (cukry, cukrowce, sacharydy) – organiczne związki chemiczne składające się z atomów
węgla, wodoru i tlenu. Są one podstawowym budulcem organizmów żywych, w tym również człowieka.
Wraz z pokarmem przyjmujemy cukry proste (np. glukoza, fruktoza) lub dwucukry (np. sacharoza,
laktoza).
Rys.7. Węglowodany – główny składnik
owoców i warzyw
Natomiast niejadane cukry złożone wykorzystujemy w inny sposób, np. w produkcji papieru, narzędzi,
mebli itd.
Należy zauważyć, że węglowodany to także cenne biopaliwo. Niewykorzystane często jest tylko
odpadem, który ulega rozkładowi! To utracona energia!
Rodzaje biopaliw
▪ DREWNO i SUCHE ODPADY DRZEWNE, takie jak: drewno kawałkowe, zrębki drewniane,
trociny, wióry, brykiet i pelet.
Brykiet drzewny to utworzona z suchego rozdrobnionego drewna
(trocin, wiórów czy zrębków) kostka lub walec sprasowane pod
wysokim ciśnieniem bez dodatku substancji klejących. Podczas
tego procesu wydziela się lignina, która po obniżeniu temperatury
zastyga, spajając surowiec. Wilgotność brykietu jest niewielka i
wynosi 6-8%, natomiast zawartość popiołu poniżej 1% suchej
masy.
Rys.8
Pelety lub pellety (inaczej granulat) są rodzajem brykietu
produkowanego z odpadów drzewnych. Wytłoczone pod wysokim
ciśnieniem w postaci granulatu w kształcie kulek lub walców mają
średnicę 6-25 mm i długość do kilku centymetrów.
Rys.9
8

9. ▪ ODPADY ROLNE
Nieprzetworzone buraki cukrowe, słoma, siano, ziemniaki, rzepak czy pozostałości przerobu owoców
bądź zwierzęce odchody to cenne z energetycznego punktu widzenia surowce, które można
wykorzystywać.
▪ ROŚLINY ENERGETYCZNE
Jedną z gałęzi rolnictwa stało się w ostatnich latach produkowanie roślin przeznaczonych do celów
energetycznych. Rośliny te zwane energetycznymi są bogate w związki celulozowe i ligninowe oraz
charakteryzują się szybkim przyrostem masy. Mogą być one wykorzystane do produkcji energii
cieplnej i elektrycznej, a także do wytwarzania paliw: zarówno ciekłych jak i gazowych.
Produkty rolne oraz węglowodany i inne związki organiczne, które są odpadami mogą służyć jako
substrat (składnik) do produkcji paliw ciekłych i gazowych, dzięki procesom fermentacji lub estryfikacji.
▪ BIOETANOL (alkohol rolniczy)
Odwodniony alkohol etylowy (etanol) otrzymywany z biomasy lub z biodegradowalnej części odpadów
(papieru, płyt drewnianych, itp.). Bioetanol może być stosowany w czystej postaci (tzw. E100) lub
mieszany z innymi alkoholami (np. z metanolem). Może również być składnikiem paliw do silników
spalinowych, jako biokomponent.
▪ BIODIESEL
Jest zastępczym paliwem do silników wysokoprężnych, wyprodukowany z odnawialnych surowców,
np. olejów roślinnych czy tłuszczów zwierzęcych. Może stanowić także biokomponent do oleju
napędowego
E10 10% etanolu + 90% benzyna (USA)
E20 20% etanolu + 80% benzyna (Brazylia)
E85 85% etanolu +15-30% benzyna (Brazylia, USA, Szwecja)
E95 95% etanolu +5% benzyna (Szwecja)
E100 96% etanolu + 4% woda (Brazylia, Argentyna)
B 100 100% dodatku olejowego
B80 80% dodatku olejowego i 20% ON
B20 20% dodatku olejowego 80 % ON
Tab.2.Bioetanol i biodiesel jako biokomponent
9

10. Rys.10. Schemat estryfikacji olejów roślinnych
▪ BIOGAZ
Zwany także jako gaz wysypiskowy, jest to gazowy, palny produkt fermentacji beztlenowej związków
pochodzenia organicznego (np. ścieki, m.in. ścieki cukrownicze, odpady komunalne, odchody
zwierzęce, gnojowica, odpady przemysłu rolno-spożywczego, biomasa) a częściowo także ich
rozpadu gnilnego, powstający w biogazowni.
Rys.11. Schemat produkcji biogazu
Biopaliwa świetnie wspomagają gospodarkę energetyczną krajów, ale nie powinny być produkowane z
surowców żywnościowych, lecz z części roślin niewykorzystywanych gospodarczo.
10
CAŁA BIOMASA, KTÓRĄ MOŻNA SPALIĆ PRĘDZEJ CZY PÓŹNIEJ ULEGNIE BIODEGRADACJI
(rozkładowi na związki proste, w tym CO2 i CH4). Warto zatem spożytkować odpady biomasy roślinnej
i zwierzęcej, bo to cenne źródło energii.

11. Informacje o rozwoju aeroenergetyki w województwie zachodniopomorskim
Inwestycja w „zieloną energię” jest niezwykle ważna na terenie województwa zachodniopomorskiego.
Największe zakłady przetwarzające biomasę na biopaliwa znajdują się na jego obszarze. Stąd istnieje
konieczność powoływania organów doskonalących i szkolących pracowników takich przedsiębiorstw.
Uczelnie
▪ Centrum Naukowo-Badawcze Energii Odnawialnej, Politechnika Koszalińska
▪ Ośrodek Szkoleniowo-Badawczy – Ostoja, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
Firmy doradcze
▪ CeDIR Sp. z o.o. – Koszalin
Instytucje wspierające rozwój
▪ Zachodniopomorski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Barzkowicach
▪ Stacja Doświadczalna Oceny Odmian w Białogardzie
Dużo interesujących informacji na temat biopaliw można znaleźć w następujących serwisach:
▪ www.biopaliwa.pl
▪ www.biomasa.org
▪ www.biopaliwa.org,
▪ www.lop.szczecin.pl
▪ www.e-biopaliwa.pl
POKAZY DOŚWIADCZEŃ NAUKOWYCH
1. ILE ENERGII SKRYWAJĄ DARY NATURY - jak za pomocą owocu orzecha zagotować
wodę?
11

12. Każdy wie, że papier oraz suche drewno się dobrze pali. Gdy jednak porównamy
różne rodzaje biopaliw, wówczas zauważymy, że wartość opałowa papieru lub odpadów
drewnianych jest dużo niższa niż produktów takich jak brykiet lub pelet (ilość energii
wytwarzana na jednostkę masy, np. 10 MJ na każdy kilogram). Dlaczego?
Przy spalaniu z różnych materiałów wydziela się energia w postaci promieniowania. To
promieniowanie może być energią z zakresu światła widzialnego lub podczerwieni
(promieniowanie cieplne). Gdy zapalimy kartkę papieru, spala się ona szybko
z dużym widocznym płomieniem. Natomiast jeśli tę samą kartkę mocno zgnieciemy lub
poskładamy, a następnie podpalimy, wówczas taki materiał nie spala się dużym płomieniem,
lecz prawie niezauważalnym. Ten rodzaj spalania nazywa się tleniem. Dzięki niemu surowiec
zamienia się w większości tylko na energię cieplną. Widoczny płomień to część energii, która
zazwyczaj jest zbędna – interesuje nas głównie ciepło.
„Upakowane materiały” są zatem bardziej pożądanym produktem energetycznym.
Naturalnymi, zawierającymi znaczne ilości związków organicznych surowcami, które
posiadają zagęszczoną biomasę są różnego rodzaju nasiona. O tym, że można z nich
uzyskać dużą ilość energii świadczy ich kaloryczność sięgająca nawet 700 kalorii w 100 g
produktu.
W łatwy sposób to można sprawdzić. Wystarczy zapalić orzech laskowy lub włoski by
zobaczyć jak się palą – ten czas jest na tyle długi by zagotować wodę w próbówce.
SPRZĘT I ODCZYNNIKI
- łapa bądź szczypce laboratoryjne do trzymania probówki, probówka, zapałki, orzech
laskowy, woda destylowana
PRZYGOTOWANIE
Do próbówki wlewamy kilka ml wody. Umieszczamy orzecha w szczypcach
laboratoryjnych i podpalamy go. Uzyskanym płomieniem podgrzewamy próbówkę. Po
krótkim czasie na ściankach naczynia zaczynają być widoczne pęcherzyki gazu. Dalsze
odgrzewanie naczynia, może doprowadzić do efektownego zagotowania się wody.
2. ENERGIA UKRYTA W KRYSZTALE
W doświadczeniu z naczynia z bezbarwnym roztworem, po wrzuceniu kryształu silnego
utleniacza, wydobywa się olbrzymia ilość pary wodnej i tlenu. Eksperyment ukazuje, że
12

13. nawet niewielka ilość danego związku chemicznego w odpowiednich warunkach
fizykochemicznych może przyspieszyć daną reakcję. Podobnym katalizatorem reakcji
spalania jest dodatek biokomponentów (np. bioetanolu, biometanolu), które poprawiają
jakość paliw (zmniejszenie emisji spalin, wyższa liczba oktanów) spalanych w silnikach.
SPRZĘT I ODCZYNNIKI
- Cylinder miarowy (1000 ml), lejek szklany, bagietka, szczypce laboratoryjne lub łyżeczka,
przyłbica ochronna
- perhydrol (30%), nadmanganian potasu, woda destylowana
PRZYGOTOWANIE
Doświadczenie należy wykonać pod wyciągiem, na świeżym powietrzu lub w wysokim pomieszczeniu, gdyż
istnieje możliwość zabrudzenia ścian i sufitu związkami manganu. KONIECZNIE UBRAĆ RĘKAWICE
OCHRONNE!
Do cylindra miarowego ostrożnie nalewamy 20 ml perhydrolu (H2O2). Następnie do naczynia
dolewamy podobną objętość wody. Za pomocą szczypiec lub łyżeczki wybieramy jeden duży
kryształ nadmanganianu potasu, ewentualnie kilka mniejszych. Energicznym ruchem
wrzucamy kryształki nadmanganianu do cylindra z roztworem. Z naczynia zaczną
wydobywać się kłęby pary wodnej i tlenu.
3. PŁONĄCY ŻEL
Doświadczenie uzmysławia czym jest stan skupienia oraz rozpuszczalność substancji.
Związki dobrze rozpuszczalne w wodzie zazwyczaj słabo rozpuszczają się w cieczach
organicznych, do których zaliczyć możemy bioetanol.
SPRZĘT I ODCZYNNIKI
- Zlewka (500 ml), dwie zlewki (250 ml), palnik spirytusowy, łyżka laboratoryjna, dwie
bagietki szklane
- Octan wapnia, etanol, wodorotlenek sodu, fenoloftaleina, woda destylowana, bioetanol
PRZYGOTOWANIE
Na początku sporządza się wodny roztwór nasycony octanu wapnia. Następnie należy dodać
niewielką ilość wodorotlenku sodu, tak, aby pH reakcji było powyżej 8,5. Aby określić czy pH
roztworu jest odpowiednie można dodać kilka kropel odpowiedniego wskaźnika, np.
fenoftaleiny, która w optymalnych warunkach reakcji powinna zabarwić ciecz na różowo.
Dodatek alkoholu powoduje, że rozpuszczalność soli się zmniejsza, co uwidacznia się po
13

14. kilku sekundach. Wówczas to roztwór zamienia się w żel, który po podpaleniu z łatwością się
spala. Spowodowane jest to obecnością uwięzionego w sieci krystalicznej octanu wapnia
etanolu. Doświadczenie ukazuje jak energetycznym komponentem jest bioetanol.
EKSPERYMENT DOMOWY
Doświadczenie polega na obserwacji parowania składników z różnych rodzajów
roztworów paliw: biodiesla, benzyny, oleju napędowego, bioetanolu. Zostały
przygotowane następujące roztwory wodne: bioetanolu 5%, bioetanolu 20%, biodiesla 5%,
biodiesla 20%, oleju napędowego 1%, oleju napędowego 5%, benzyny 1%, wody
destylowanej oraz wody z barwnikiem. Paliwa te różnią się rozpuszczalnością w wodzie, a co
za tym idzie różnie wpływają na parowanie cieczy. W celu wizualnej oceny zmian
zachodzących w roztworach należy przeprowadzić proces krystalizacji z użyciem soli
o różnej rozpuszczalności w WODZIE.
Na podstawie obserwacji doświadczenia młodzież ma za zadanie wysnuć wnioski, które
spośród paliw są bardziej ekologiczne. Szczegółowe informacje dotyczące przebiegu
eksperymentu domowego zawarte są w instrukcji.
Skrypt szkoleniowy nr 2
TEMAT: Jak wytwarza się biopaliwa
14

15. Autor opracowania:
Mgr inż. Łukasz Wyka
Produkcja biodiesla, dr inż. Agnieszka Gawska, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
w Szczecinie
Produkcja bioetanolu mgr inż. Aneta Sulecka, Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie oraz
mgr inż. Łukasz Wyka, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Jak działa biogazownia. Układy kogeneracyjne mgr inż. Łukasz Wyka, Uniwersytet im. Adama
Mickiewicza w Poznaniu
Dystrybucja biopaliw płynnych w Polsce i na świecie mgr inż. Michał Łukasz Dworak, Rada
Młodzieżowa Ligii Ochrony Przyrody
OPIS doświadczeń przeprowadzonych podczas pokazu mgr inż. Łukasz Białek, mgr inż. Łukasz Wyka

Znaczenie biopaliw w energetyce poszczególnych państw Unii Europejskiej rośnie z roku na rok. Jest
to związane nie tyle ze zwiększeniem świadomości mieszkańców, że biopaliwa mniej szkodzą
środowisku, co z deklaracją jaką podjęły kraje członkowskie UE. Do 2020 r. mają one spełnić
następujące postulaty:
− 20 % energii pochodzić ma ze źródeł odnawialnych
− 10% mają stanowić domieszki biopaliw do paliw kopalnych
16
14
12
10
NCW og.
estry (objetosciowo)
8
bioetanol (objetosciowo)
6
4
2
0
2010 2011 2012 2013 2015 2020
lata
Rys. 1. Wskaźniki NCW (Narodowego Celu Wskaźnikowego) na lata 2010-2020 - Rozporządzenie
Rady Ministrów 2007
BIODIESEL
Biodiesel jest biopaliwem powstającym z przetworzenia olejów roślinnych. Stanowi on zastępcze
paliwo do silników wysokoprężnych (Diesla).
15

16. Biodieslem nazywamy: estry metylowe oleju rzepakowego (RME), estry metylowe (FAME) i etylowe
(FAEE) wyższych kwasów tłuszczowych oraz mieszanki paliwowe z olejem napędowym w celu
otrzymania paliwa zapewniającego lepsze warunki pracy silnika.
W odróżnieniu od normalnego oleju napędowego, biodiesel jest paliwem biodegradowalnym
i nietoksycznym, jego wykorzystanie powoduje znaczne obniżenie emisji szkodliwych substancji do
atmosfery. Nadaje się on do wykorzystania prawie wszędzie tam, gdzie dziś stosuje się olej
napędowy.
Rośliny oleiste wykorzystywane do produkcji biodiesla:
▪ Rzepak
▪ Słonecznik
▪ Len
▪ Konopie
▪ Soja
▪ Palma kokosowa
4000
− Wysokie wymagania pokarmowe – duże zapotrzebowanie na N i Ca;
3500
− Odczyn gleby: 6 - 7;
3000
− Wysiew nie częściej niż co 4 lata
2500
tys. ton
2000
Rys. 2. Ilość produkowanego w Polsce oleju
Produkcja biodiesla z oleju rzepakowego
Rzepak inaczej kapusta rzepak (Brassica napus var. oleifera), to jednoroczna roślina zielna. Jest to
najczęściej uprawiana roślina oleista w Polsce, której nasiona są ważnym surowcem do produkcji
oleju jadalnego.
Liście i łodyga z sinawym nalotem, kwiaty zebrane w groniasty kwiatostan, żółte lub białe, owocem
jest łuszczyna, nasiona czarne lub czerwonawe o dużej zawartości oleju (ponad 40 %).
Wymagania siedliskowe rzepaku:
16

17. ▪ wysokie wymagania pokarmowe – duże zapotrzebowanie na N i Ca;
▪ odczyn gleby: 6 - 7;
▪ wysiew nie częściej niż co 4 lata
Czynniki ograniczające areał uprawy rzepaku:
▪ jakość gleby
▪ niebezpieczeństwo wymarzania
▪ struktura agralna
▪ dopuszczalny udział w strukturze zasiewu
Rys. 3. Rzepak
Etapy produkcji biopaliwa z nasion rzepaku:
▪ skup, przygotowanie i magazynowanie nasion;
▪ tłoczenie i wstępne oczyszczanie oleju;
▪ rafinacja oleju przed przemianami estrowymi;
▪ przemiany estrowe oleju rzepakowego i końcowa filtracja biopaliwa.
Przy otrzymywaniu biopaliwa z zachodzi jednoczesna hydroliza tłuszczu i estryfikacja kwasów
tłuszczowych metanolem.
3 H2O + tłuszcz → kwasy tłuszczowe + gliceryna
kwasy tłuszczowe + 3 MeOH → biodiesel + 3 H2O
sumarycznie:
tłuszcz + metanol → biodiesel + gliceryna
Szybkość powyższych reakcji jest zależna od temperatury, pH i intensywności mieszania. Mieszanina
poreakcyjna rozdziela się samoczynnie: biodiesel stanowi lżejszą frakcję niemieszającą się z wodą,
natomiast dolna cięższa frakcja zawiera glicerynę, katalizator (wodorotlenek potasu lub sodu) i wodę.
W skali przemysłowej separacja może być przyspieszona przez przepływowe wirowanie mieszaniny
poreakcyjnej.
17

18. Rys. 4. Schemat produkcji biodiesla z oleju rzepakowego
Najczęściej spotykane odmiany biodiesla:
▪ B100 - 100% stanowią metylowe (lub etylowe) estry kwasów tłuszczowych;
▪ paliwo zawierające biologiczny komponent w postaci metylowych (lub etylowych) estrów
kwasów tłuszczowych:
- B20 (20% Biodiesla w postaci estrów i 80% oleju napędowego
- B80 (80% Biodiesla i 20% oleju napędowego)
- mieszanki estrów i oleju napędowego w innych proporcjach
Wady stosowania biodiesla:
▪ niższa wartość opałowa powoduje większe zużycie paliwa;
▪ wyższa lepkość wpływa na pogorszenie rozpylania paliwa i ciśnienie wtrysku;
▪ obniżenie trwałości elementów stykających się z paliwem, a wykonanych z typowych
elastomerów (elastycznych tworzyw sztucznych) i gum
▪ korozja pokryć lakierniczych elementów stykających się z paliwem;
▪ silne działanie korozyjne na stopy zawierające miedź;
▪ tworzenie osadów blokujących filtry paliwa;
▪ pogorszenie właściwości paliw podczas przechowywania.
18

19. BIOETANOL
Bioetanol – odwodniony etanol otrzymywany z podatnych na rozkład biologiczny frakcji odpadów
przemysłowych i miejskich. Proces otrzymywania tego paliwa zachodzi dzięki fermentacji alkoholowej
biomasy lub biodegradowalnej części odpadów (papieru, pozostałości po obróbce drewna, itp.).
Przebiega ona z wykorzystaniem mikroorganizmów, które przetwarzają cukry na etanol. Może być
stosowany w czystej postaci (tzw. E100) lub mieszany z innymi alkoholami (np. z metanolem) lub
paliwami. W Polsce północnej do jego produkcji wykorzystuje się nadwyżki żywności i słomy.
Za początki wykorzystania bioetanolu w Polsce uważa się rok 1993, kiedy to dodawanie etanolu
w ilościach maks. 5% obj. zostało zawarte w nowej normie na paliwa benzynowe.
Wyniki badań - benzyna z 5% zawartością bioetanolu posiada identyczne właściwości jak benzyna
węglowodorowa, a większość pojazdów może korzystać z paliwa zawierającego 15% etanolu bez
żadnych modyfikacji silnika.
W USA stosuje się 10% dodatek etanolu do benzyny albo paliwa E85, stanowiącego w 85% etanol.
Zakłady samochodowe Ford i Chrysler produkują silniki przystosowane do tego rodzaju paliwa (m.in.
Ford Taurus, Ford Ranger Pickup, Chrysler 3.3L Minivan).
Etapy produkcji bioetanolu
DROŻDZE
mielenie,
rozpuszczanie
pszenica
ekstrakcja,
zagęszczanie,
krystalizacja
burak
płynny surowiec
kukurydza rolniczy fermentacja
ziemniaki
żyto zwierający cukry etanolowa
Rys. 5. Schemat produkcji bioetanolu cz. I
19

20. Żywność jest niezbędna do życia, z pewnością bardziej niż paliwa. Stąd istnieje konieczność
ograniczenia produkcji bioetanolu z surowców żywnościowych. Obecnie trwają prace nad rozkładem
cukrów złożonych, takich jak celuloza, które posłużyłyby jako substrat do syntezy biopaliw. Biomasa
celulozowa - może być przechowywana przez wiele lat nie tracąc wartości energetycznej. Dostępne
są dwie główne ścieżki jej rozkładu:
▪ Proces chemiczny
▪ (silne kwasy, zasady)
▪ Procesy enzymatyczne (celulazy)
Właściwości celulaz:
▪ proces ma charakter hydrolizy
▪ drobnoustroje celulolityczne - grzyby i bakterie
▪ warunki tlenowe i beztlenowe
Inne zastosowanie celulaz:
▪ zwiększanie stopnia odwodnienia suszonych warzyw;
▪ ulepszanie pasz;
▪ klarowanie soków owocowych, wzmocnienie aromatu win;
▪ wygładzanie tkanin sporządzonych z włókien celulozowych;
▪ enzymatyczne ścieranie jeansu;
▪ „biologiczne proszki do prania”( pielęgnacja kolorów, usuwanie brudu cząstkowego,
utrzymywanie bieli wyrobów, działanie zmiękczające).
W wyniku fermentacji powstaje alkohol etylowy, ale jego zawartość w roztworze nie przekracza
10-15% (w zależności od jakości mikroorganizmów rozkładających cukry). Pozostałe produkty w
brzeczce to kwasy organiczne, nierozłożone cukry, barwniki, pozostałości substratów i same
nagromadzone mikroorganizmy. Taki produkt nie może być paliwem.
Glukoza 2 Etanol + 2 CO2
20

21. Rys. 6. Schemat produkcji bioetanolu cz. II
Etanol przy stężeniu 40% pali się z łatwością. Ale w komorach zamkniętych proces ten przebiega
w sposób niebezpieczny. Stąd nawet niewielki dodatek wody sprawia, że roztwór taki powodowałby
niszczenie silnika. Dlatego należy pozbyć się wody do wartości poniżej 1%. Nie jest to takie proste, bo
powyżej 95% etanol twory mieszaninę azeotropową, tzn. ilość parującej wody jest taka sama jak ilość
parującego alkoholu.
Metody separacji etanolu
▪ Destylacja azeotropowa (najczęściej stosowana, najdroższa)
▪ Perwaporacja (coraz częściej stosowana, znacznie tańsza)
▪ Destylacja membranowa (praktycznie nieużywana, mało poznana)
Rys. 7. Schemat odwadniania etanolu metodą destylacji azeotropowej z użyciem benzenu, jako
czynnika rozdzielającego E – etanol, B – benzen, W – woda
Perwaporacja jest to techniką, stosującą membrany polimerowe, jako selektywne separatory
i służąca ogólnie do rozdziału mieszanin ciekłych, np. do odwadniania cieczy organicznych,
szczególnie tych tworzących z wodą azeotropy. Należy podkreślić, że proces odwadniania przebiega
bez udziału dodatkowych składników.
Mieszaninę po przeprowadzeniu fermentacji kieruję się na instalacje odzysku alkoholu. Roztwór
pofermentacyjny zawierający 6-8 % etanolu poddawany jest wstępnie destylacji na kolumnie
odpędowej i rektyfikacyjnej, a produktem jest mieszanina o zawartości 90-95 % etanolu. Mieszanina ta
transportowana jest następnie do instalacji membranowej, gdzie ulega końcowemu odwodnieniu,
zwykle do stężenia powyżej 99,8% etanolu.
21

22. Rys. 8. Schemat odwadniania etanolu metodą perwaporacji
Destylacja membranowa
Destylacja membranowa (MD) jest procesem, w którym następuje odparowanie składników roztworu
zasilającego przez porowatą membranę hydrofobową, za którą ma miejsce kondensacja wydzielonych
składników. Membrana to półprzepuszczalna bariera rozdzielająca dwie fazy ciekłe lub gazowe, a
transport cząsteczek przez nią zachodzi dzięki zastosowaniu odpowiedniej siły napędowej, którą może
być różnica temperatur.
Siłą napędową procesu jest różnica ciśnień, wynikająca z różnicy temperatury
i składu roztworów przymembranowych.
Rys. 9. Schemat działania membrany
Zalety bioetanolu:
▪ zmniejszają liczbę gazów cieplarnianych emitowanych do atmosfery,
▪ stanowią dobrą alternatywę dla państw rozwijających się - poprzez ich produkcję możliwe jest
zwiększenie liczby miejsc pracy oraz wysokości pensji dla rolników,
22

23. ▪ są odnawialne i biodegradowalne,
▪ zapewniają bezpieczeństwo energetyczne - umożliwiają uniezależnienie od importu energii
spoza kraju.
Wady bioetanolu:
▪ jedynie bioetanol lignocelulozowy zmniejsza emisję gazów cieplarnianych,
▪ przy produkcji biopaliw emitowane są WWA,
▪ korzystanie z gruntów rolnych prowadzi do wzrostu cen podstawowych artykułów
żywnościowych,
▪ produkcja biomasy przeznaczonej do produkcji biopaliw powoduje konkurencję o źródła
i dostawy wody,
▪ uprawa roślin na cele bioenergetyczne zmniejsza bioróżnorodność biologiczną i prowadzi do
powstania gatunków endemicznych na określonych terenach.
Biogazownia rolnicza
Biogazownia rolnicza jest instalacją służącą do produkcji biogazu. Powstaje on w wyniku
rozkładu przez mikroorganizmy materii organicznej. Proces ten przebiega w warunkach beztlenowych
i nazywany jest fermentacją metanową. Głównymi surowcami używanymi do wytworzenia biogazu są
odpady rolnicze takie jak słoma, trawa, zgniłe owoce i warzywa, odchody zwierzęce oraz inne odpady
organiczne. W procesie rozkładu tych surowców powstaje gaz, który jest mieszaniną metanu
i dwutlenku węgla, a także innych lotnych składników, które powstają w wyniku biodegradacji.
Świeżo przygotowaną mieszankę przygotowanej biomasy pompuje się do zbiorników
fermentacyjnych. W rozdrobnionej postaci mieszanina trafia do pompy i jest tłoczona za pomocą
przepływomierzy. Na każdy ze zbiorników fermentacyjnych określona jest z góry ilość trafiającej tam
mieszanki.
W zbiornikach fermentacyjnych zachodzi proces fermentacji. W miejscu tym stale mierzy się
parametry procesu takie jak: ciśnienie, temperatura, wysokość wkładu biomasy czy ilość piany.
Wytworzony tutaj biogaz zbiera się w górnej części zbiornika pod charakterystyczną, wypukłą
membraną, utrzymującą określone ciśnienie.
23

24. Rys.10. Wewnątrz biogazowni – schemat technologiczny
Kolejną czynnością jest przepompowanie biomasy ze zbiorników fermentacyjnych do
pofermentacyjnych, gdzie następuje odzysk biogazu.
Ta sama przepompownia transportuje pofermentacyjne pozostałości wkładu biomasy na
lagunę osadową. Jest to zbiornik magazynowy, w którym po odpowiednim odwodnieniu gromadzi się
materiał będący cennym nawozem organicznym przeznaczonym do użyźniania gleb rolniczych.
Wyprodukowany biogaz ze zbiorników fermentacyjnych i pofermentacyjnych odbiera się za
pomocą dmuchaw. Gaz kieruje się na odsiarczalnik. To urządzenie służące do usuwania
zanieczyszczeń związków siarki, które nadają biogazowi nieprzyjemny zapach. W kolejnym etapie gaz
jest dalej oczyszczany. Proces ten polega na podgrzaniu go do odpowiedniej temperatury i zraszaniu
wodą, która pochłania pozostałe zanieczyszczenia. Osuszony gaz miesza się z niewielką ilością
powietrza i wprowadza do silnika.
Zadaniem silników gazowych jest pozyskanie energii. Maszyny napędzają potężny agregat,
który produkuje prąd. Natomiast chłodzenie silników pozwala ogrzewać zakład, ponieważ woda
podgrzewa się do temperatury 90 stopni. Ciepło jest zatem produktem ubocznym. Układ ten, w którym
uzyskujemy zarówno energię elektryczną jak i cieplną nazywamy kogeneracyjnym. Silniki są zdalnie
sterowane, operator pracujący przy pulpicie ma pełną kontrolę nad tym, co dzieje się w każdym
momencie procesu.
Wytwarzana w biogazowni energia w pełni zaspokaja potrzeby energetyczne zarówno instalacji jak
i pomieszczeń socjalnych. Powstałe nadwyżki energii są przekazywane za pomocą sieci
energetycznej do pobliskich miejscowości.
Produkcja biogazu z odchodów zwierzęcych, biomasy roślinnej lub organicznych odpadów jest bardzo
popularna na zachodzie Europy, gdyż wspomaga gospodarkę energetyczną. Należy przy tym
24

25. pamiętać, iż biogaz nie powinien być wytwarzany z surowców żywnościowych tylko z surowców
organicznych niewykorzystanych gospodarczo.
Istnieje wiele zalet produkcji biogazu w biogazowniach, do których zaliczyć można:
▪ produkcję energii elektrycznej i cieplnej oraz nawozu organicznego;
▪ ograniczenie zapotrzebowania na paliwa kopalne, a tym samym realne zwiększenie
niezależności energetycznej;
▪ uniknięcie emisji metanu do atmosfery, który mógłby samoistnie powstawać w wyniku
rozkładu odpadów organicznych;
▪ redukcję emisji związków azotu i siarki, a także zamknięty obieg dwutlenku węgla.
Ważnym czynnikiem socjologicznym jest zmniejszenie bezrobocia na obszarach wiejskich, dzięki
rozwojowi biogazowni rolniczych. Ponadto wytwarzanie biogazu powoduje wzrost opłacalności
produkcji rolnej, co powoli zachęca coraz większą grupę rolników do inwestowania tą ekologiczną
technologię.
Biopaliwa w Polsce i na świecie
W ostatnich latach zostały ustanowione w Polsce mechanizmy prawne i fiskalne zmierzające
do wprowadzenia na rynek biokomponentów i biopaliw ciekłych. Istotnymi elementami tych
uregulowań są: przepisy zezwalające na dodawanie biokomponentów w wysokości do 5% do benzyn
i oleju napędowego; przepisy dopuszczające do powszechnego obrotu biopaliw typu B-20 i B-100;
możliwość wytwarzania biopaliw dla wybranych flot pojazdów transportowych; możliwość wytwarzania
biopaliw na potrzeby własne producentów rolnych.
W Polsce zagadnienia związane z biopaliwami płynnymi reguluje przede wszystkim ustawa
z dnia 25 sierpnia 2006 r. o systemie monitorowania i kontrolowania, jakości paliw oraz ustawa
o biokomponentach i biopaliwach ciekłych. Ustawa ta, obowiązująca od dnia 1 stycznia 2007 r.,
umożliwia produkcję biopaliw zarejestrowanym rolnikom indywidualnym, jednakże w ograniczonej
ilości 100 l/ha lub w energetycznym ekwiwalencie innego paliwa, np. gazowego. Technologia do
produkcji biodiesla są doskonale opracowane jak również urządzenia do tłoczenia oleju są łatwo
dostępne. Jednak przepisy zezwalające na produkcję biodiesla na własne potrzeby są bardzo
restrykcyjne, co bardzo ogranicza a wręcz uniemożliwia jego popularyzację wśród rolników.
Wykorzystanie biopaliw z każdym rokiem na świecie wzrasta. Przyjmuje się, że największy wzrost
powinien nastąpić w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej gdzie wykorzystanie biopaliw
powinno wzrosnąć o 30 %. Najprawdopodobniej Brazylia zwiększy swą moc produkcyjną również
o 30%, przez co podwoi ilość biopaliwa, które obecnie eksportuje, pozostając największym na świecie
eksporterem biopaliw.
25

26. W Europie, Niemcy pozostaną nadal największym europejskim producentem biopaliw.
W Polsce podobnie do innych krajów przewiduje się, że zwiększenie zastosowanie oraz zwiększenie
ilości biopaliw w transporcie do 2020 r. będzie miało duże znaczenie w wielu dziedzinach gospodarki.
Zwiększenie udziału biopaliw będzie stwarzać możliwość rozwoju wielu sektorów gospodarki, między
innymi rolnictwa. Wprowadzone środki będą zasilać rolnictwo, a także inne działy gospodarki, poprzez
rozwój produkcji w działach wspierających te sektory. Ponadto zgodnie z unijnym programem oraz
założeniami przyjętymi w kraju około roku 2015 rozpocznie się produkcja biopaliw drugiej generacji,
która do roku 2020 powinna osiągnąć, co najmniej 20% całości wytwarzanych biopaliw ciekłych.
Fakty dotyczące dystrybucji biogazu
▪ Obecnie w Niemczech jest 4,5 tysiąca biogazowni. Polska ma ich niewiele ponad 100, ale
w budowie i na różnych etapach przygotowań jest kolejnych 200.
▪ Większość już działających w naszym kraju biogazowni to dość niestandardowe jak na tę
branżę instalacje. Instalowane są na wysypiskach śmieci, a wykorzystują tzw. gaz
składowiskowy i osady ściekowe.
▪ Typowych biogazowni, przerabiających odpady rolne i z zakładów, zajmujących się produkcją
spożywczą, jest na razie ledwie kilkadziesiąt. Nie mamy ani jednej instalacji biogazowej
wykorzystującej rośliny energetyczne, a dopiero rozwój takich obiektów mógłby ulokować
Polskę w europejskiej czołówce tej branży.
Inwestowaniem w biogazownie w Polsce interesują się już dziesiątki firm. Wśród nich są duże
koncerny, m.in. Polska Grupa Energetyczna, Energa, Enea, PGNiG, Krajowa Spółka Cukrowa. Ale i
znaczący inwestorzy prywatni: Polski Koncern Mięsny Duda, BBI Zeneris, Biopower (kontrolowany
przez izraelskiego biznesmena, Aleksandra Rechtera) czy Agrogaz, której współwłaścicielem jest
Gdańska Energia.
26

27. Rys. 11. Rozmieszczenie biogazowni w Polsce
Dystrybucja biodiesla i bioetanolu
Jeżeli chodzi o dostęp do biopaliw zasilających samochody z silnikiem wysokoprężnym to na polskich
stacjach benzynowych można bez większego kłopotu kupić prawdziwy biodiesel B100. Paliwo to
znajdziemy na stacjach marki Bliska, należących do koncernu PKN Orlen, pod nazwą Bioester.
Jest biopaliwem zawierającym 10% obj. bioetanolu i 90% obj. benzyny. Paliwo to oferowane
jest m.in. w USA jako alternatywa dla konwencjonalnej benzyny. Może być stosowane
E10
zarówno w amerykańskich FFV oraz w standardowych pojazdach wyposażonych w silniki
benzynowe, które uzyskały dopuszczenie producenta do stosowania takiego paliwa.
Biopaliwo składające się z 20% obj. bioetanolu i 80% obj. benzyny oferowane jest głównie
E20
w Brazylii do silników niskoprężnych.
Jest biopaliwem do silników benzynowych składającym się z bioetanolu z 15-30% domieszką
benzyny. Na świecie popularność paliwa E85 ciągle wzrasta. Stosowane jest na szeroką
E85 skalę m.in. w Brazylii oraz w USA. W Europie trwają prace nad jego większym
upowszechnieniem, w czym duży udział ma Szwecja. E85 może być używane tylko
w pojazdach z silnikiem FFV
Jest to biopaliwo zawierające 95% bioetanolu oraz 5% benzyny przeznaczone dla silników
z zapłonem samoczynnym. Ze względu na szczególnie niski poziom emisji spalin winno być
E95
stosowane w transporcie miejskim oraz w strefach szczególnie chronionych. Paliwo to jest
produktem oferowanym na małą skalę. W Europie E95 stosowane jest w Szwecji.
E100 oferowane jest wyłącznie w Brazylii i Argentynie. Paliwo to składa się z samego
E100 bioetanolu o czystości 96% obj. bez domieszki benzyny. Pozostałą ilość 4% obj. stanowi
woda, której całkowite wydzielenie w procesie destylacji nie jest możliwe.
Jeśli chodzi o jakość paliwa, stacja Bliska zapewnia, że ich biodiesel spełnia standardy jakościowe
zawarte w normie PN EN 14214 i doskonale nadaje się do samochodów ciężarowych, osobowych
i ciągników rolniczych.
Tab. 1. Rodzaje paliw zawierających bioetanol
27

28. POKAZY DOŚWIADCZEŃ NAUKOWYCH
1. WIELKA PIANA
Eksperyment ukazuje wpływ stężenia reagentów na szybkość reakcji chemicznej. Doświadczenie
można odnieść również do reakcji spalania określonych paliw. Dodatek niektórych biokomponentów
ma za zadanie polepszyć właściwości palne paliw, które mają pozytywny wpływ na środowisko oraz
silniki maszyn.
SPRZĘT I ODCZYNNIKI
- dwa cylindry miarowe (500 ml), lejek szklany, bagietka, łyżeczka
- perhydrol (30%), jodek potasu, woda destylowana, barwnik, płyn do mycia naczyń
PRZYGOTOWANIE
KONIECZNIE UBRAĆ RĘKAWICE OCHRONNE!
Do cylindra miarowego ostrożnie nalewamy 20 ml perhydrolu (H2O2). Następnie do naczynia
dolewamy 40 ml wody oraz 5 ml płynu do mycia naczyń, po czym uzyskany roztwór dokładnie
mieszamy. W kolejnym kroku wsypujemy niewielką ilość jodku potasu. Momentalnie rozpoczyna się
reakcja, w której wydziela się duża ilość ciepła i produkty rozkładu perhydrolu, co uwidacznia się przez
wytworzenie piany.
Reakcję powtarzamy, lecz tym razem nie dodajemy wody do perhydrolu. Porównujemy czas
wytworzenia się piany, który powinien tym razem być krótszy.
2. ŁÓDŹ PAROWA
Doświadczenie przedstawia, w jaki sposób działa najprostszy silnik cieplny, czyli silnik parowy, na
przykładzie łódki napędzanej świeczką. Poniżej zamieszczamy krótki opis, w jaki sposób przygotować
układ napędowy, który może wprawiać w ruch dowolną rzecz, pływającą na wodzie i utrzymującą się
na powierzchni wraz z silnikiem.
ELEMENTY DO BUDOWY SILNIKA
- puszka aluminiowa (330ml), klej dwuskładnikowy epoksydowy szybkoschnący, słomki do picia dł. ok.
200mm, świeczka
PRZYGOTOWANIE
Wycinamy z puszki aluminiowej górną jej część, następnie przecinamy puszkę w dół (patrz Rys. 12.),
a na końcu odcinamy dolną część puszki tak, aby został nam kawałek blachy aluminiowej.
28

29. Rys. 12.
Wyrównujemy brzegi puszki, aby nie było ostrych kantów.
Zginamy otrzymany kawałek aluminium na pół zgodnie, a następnie zaginamy dwa dłuższe boki do
środka tak jak na rysunku 13. Szerokość środka powinna wynosić około 1-1,5cm. Należy dogiąć
zagięte boki.
Rys. 13.
Używając słomek formujemy wnękę, która powinna wyglądać tak jak poniżej. Słomki wkładamy
krótszym końcem w taki sposób, aby zagięcie słomek znajdowało się 4mm od blachy.
Rys. 14.
Należy teraz zabezpieczyć nasz kociołek, w którym już jest uformowana wnęka (zgodnie ze zdjęciem)
za pomocą kleju epoksydowego. Zaklejamy wszystkie dziury, przez które może uciec powietrze. Klej
epoksydowy zaczyna wiązać ze sobą łączone elementy już po 10 minutach, jednak zalecane jest, aby
odczekać parę godzin przed pierwszym testowaniem szczelności silnika.
Rys. 15.
W przypadku spostrzeżenia jakiejś otworu należy zakleić to miejsce, aby nasz silnik pozostał szczelny,
bo tylko to pozwoli na jego prawidłowe funkcjonowanie.
W celu przetestowania działania naszego silnika należy zamontować go w łódce tak, aby koniec
silnika znajdował się 52mm od poziomu podłogi, do której go montujemy. Przez otwór w łodzi, który
został zrobiony do zamocowania mechanizmu przekładamy słomki i przyklejamy je od spodu za
pomocą taśmy klejącej. Uszczelniamy klejem miejsce otworu, by łódka nie zatonęła.
29

30. Rys. 16.
Przy pierwszym uruchomieniu silnika należy zalać rurki wypływowe, wstrząsnąć silnikiem, aby
rozprowadzić wodę po części aluminiowej, wylać wodę i ponownie napełnić rurki – układ musi być
„zalany”. Następnie umieszczamy łódkę na wodzie i zapalamy znajdujący się pod silnikiem
podgrzewacz (Rys. 17.). Zbudowana przez nas łódka powinna samodzielnie pływać do momentu
wypalenia się podgrzewacza.
Rys. 17.
WYJAŚNIENIE
Nasza łódź zasilana jest przez bardzo prosty silnik cieplny. Silnik ten zamienia energię
termiczną na energię mechaniczną. Składa się on z małej kotłowni podłączonej do rury wydechowej
(słomki). Kiedy podpalamy podgrzewacz/świeczkę, nasz kocioł nagrzewa się powodując powstanie
pary wodnej wewnątrz. Wypycha ona wodę z rurki wprawiając w ruch łódź przez impuls wodny
kierunkowy. Para wodna wewnątrz tworzy podciśnienie, co sprawia, że silnik pobiera wodę
z powrotem przez rurki wypływowe zalewając chłodną wodą układ. W ten sposób cykl się powtarza.
30