Власне кажучи, цей процес відбувається опосередковано — через людей, які свого часу працювали в «оборонці» над проблемами, де цей розділ фізики посідав почесне місце. Сьогодні вони вимушені займатися соняшниковою олією та її похідними (однією з яких — де ж подітися — є макуха), однак отримана раніше фундаментальна освіта й чималий досвід і тут стали їм у пригоді.
Короткий курс органічної хімії
На початку лютого «УМ» розповідала про повернення екс-нардепа Миколи Гапочки до своїх селянських коренів (він сьогодні успішно займається тваринництвом), і серед інших досягнень згадано було установку з виробництва біодизельного пального з соняшникової олії на одній з гапочкиних ферм. Недавно мені пощастило ближче познайомитися з керівниками фірми, які розробили й здали «під ключ» цю установку.
Директор ТОВ «Біодизель-Луганськ» Володимир Карський у ті благословенні часи працював на відомому в місті «Сотому» заводі:
— Там ми робили «ростові» машини — для вирощування напівпровідникових кристалів. Це була відповідь американцям на їхню програму «Зоряних війн». Вирощування кристалів, розпил, обробка і все таке... Після розвалу Союзу ми опинилися на базарі — торгували галошами та валянками. Потім зібралися знову разом, в одну фірму, займалися усім-усім-усім; потім гроші якісь з'явилися — побудували олійницю...
«Ми» — це кістяк фірми, осіб 12, усі — вихідці з «оборонки». Загалом допитуватися, чим займалася людина в «епоху первісного накопичення капіталу», мені особисто якось незручно. Тому в подробиці цього періоду в житті Володимира Олеговича та його друзів ми не надто вдавалися. Як на мене, достатньо й того, що вони не тільки вижили, а й знайшли в собі сили повернутися до улюбленої справи. Щоправда, порівняно нескладна операція з переробки соняшникової олії на рослинний аналог буденної солярки, на перший погляд, якось мало нагадує програму «Стратегічної оборонної ініціативи» часів президентства Рональда Рейгана. Однак це — погляд дилетанта.
— З'явилися публікації на кшталт «Біодизель» — це просто»: «Береш бочку, заливаєш туди олію, нагріваєш до 60 градусів, додаєш метанол, їдкий натр (NaOH), збовтуєш — і отримуєш біодизель. Деякі колгоспи поставили бочки, збовтують. Але ж ніхто жодних аналізів не робить. І що? Поїздив цей трактор нещасний — за місяць двигун вийшов із ладу. З кого ти спитаєш? З автора статті?
Справа ось у чому. З точки зору органічної хімії, якщо дуже спрощено, будь-яка рослинна олія є сумішшю тригліцеридів — складних ефірів жирних кислот і ще маси найрізноманітніших речовин. Підозрюю, переважна більшість читачів узагалі не зрозуміла цього заклинання (я сам довго студіював словники, аби тільки «врубатися» в тему) — зате вони відчули, наскільки проблема є непростою. А от для тих, хто розібрався в деталях, справа полегшується, і вони можуть складати з цих деталей нові речовини приблизно так само, як зi шматочків кольорового скла складається мозаїка. У тому числі й методами квантової фізики.
Так, задля довідки: найпопулярніший вид тригліцериду — тригліцерид азотної кислоти, більш відомий як нітрогліцерин. Люди з хворобами серця та підривники добре знають, що воно таке.
Особливості сучасного маркетингу
Словом, головне в технології виробництва «біодизеля» (як, зрештою, дуже багатьох) — правильно відокремити потрібні складові олії від непотрібних. Однак зробити це мало — ще треба довести вигідність заміни звичної солярки на новий вид палива. Який, виявляється, відносять до категорії добре забутого старого. Володимир Олегович запевняє, що перший дизельний двигун працював саме на рослинній олії, однак скоро наука й бізнес вирішили, що «значно дешевше буде просвердлити землю», висмоктати звідти нафту й перегнати її на солярку, бензин, гас. І поки солярка була дешевшою за олію (а бензин за етанол), покупців на альтернативні види пального якось не знаходилося, незважаючи на певні його переваги.
Та згодом з'ясувалося, що запаси нафти в надрах Землі таки вичерпні, крім того, боляче стали позначатися на світовій економіці вивихи отої горезвісної «геополітики». Ціни на нафту, а з нею й на солярку, підскочили настільки, що рентабельність виробництва біологічних видів палива вже не викликала сумнівів. Як завжди, вперед вирвалися західні компанії. Однак і наші, як би це сказати, перестали дивитися в рот європейським технологічним «гуру».
— На Заході — я телефонував, прикидався покупцем — кажуть: три з половиною мільйони євро коштує установка, що дає 10 тисяч тонн пального за рік. Наша, в Марківці, виробляє 3,5 тисячі тонн, тобто має коштувати мільйон євро. А ми таку продаємо за 249 тисяч. Гривень. І ще цікавий момент: хто ж на Заході торгує такими установками. Телефонує мені одна дама з Ізраїлю: «Купуйте!» — «А де обладнання?» — «В Нідерландах...» А якщо воно поламається — одна деталь, якесь коліщатко? Скажуть: «Оплачуйте проживання п'яти фахівців протягом 10 днів. У п'ятизірковому готелі». І ще кілька десятків тисяч доларів — на вітер...
Ні, якщо вже брати, то свою. Гапочка он узяв — і не шкодує. Технічне обслуговування — практично під боком; собівартість «біодизеля» — 1 грн. 72 коп. Це при тому, що власної олійниці в господарстві Гапочки немає. Якби була, власне пальне обходилося б йому ще дешевше. А оптова ціна на солярку — 3,25 за літр. «Відчуйте різницю» (до речі, Гапочка рахував й інакше: що буде, якщо насіння, вирощене в його агрофірмі, просто продати; вийшло, що виробництво «біодизеля» все одно вигідніше). Але чи є різниця в, так би мовити, у тактико-технічних характеристиках двох альтернативних видів пального?
За словами директора ТОВ, який посилався, зокрема, й на власний досвід водія «Фольксвагена-гольф», потужність двигуна при переході на «біодизель» не зменшується, а за певних умов навіть зростає. Крім того, змащувальні властивості солярці забезпечує сірка. Сірка плюс вода, яка завжди є в мінеральному пальному, плюс температура в циліндрах дорівнює сірчаній кислоті. Як кислота впливає на метал, пояснювати немає потреби. А олія сама по собі є мастилом, і сірки в ній — нуль. Як і води. У Німеччині, наприклад, сьогодні сірку видаляють із палива, додаючи натомість певний відсоток біодизельного пального. А щодо екологічної безпеки — тут узагалі годі порівнювати.
Два слова про етанол, якщо вже про нього згадали. Умільці з «Біодизеля» створили експериментальну установку, яка гнала по півтонни цього продукту на день зі звичайної соломи. Але далі розвивати виробництво не стали, бо етанол — якщо хтось не знає — це етиловий спирт, алкоголь тобто. А отже, потрібна зовсім інша процедура реєстрації виробництва, акцизи, як наслідок — посилені перевірки численних контролюючих органів, які тільки пасуться в нашій державі...
На сцену виходить квантова фізика...
Там, де є «біодизель», від солярки відмовляються. У райцентрі Марківка, де Володимир Карський з колегами навесні минулого року побудували свій перший завод, чотири великі господарства (які ще й досі всі називають колгоспами) і багато фермерських усі жнива відпрацювали на альтернативному пальному. Швидше, так буде і під час посівної. Комерційних таємниць у підприємців я не випитував, однак вони мене запевнили, що цей продукт обходиться селянам значно дешевше, ніж солярка із сусіднього Лисичанського нафтопереробного. Рекламацій від споживачів, наскільки відомо, у ТОВ теж немає.
У фірми два власні заводи (третій, в агрофірмі «Зоря» у Гапочки, фахівці тільки монтували та налагоджували). Один у Марківці, який працює на повну потужність, другий — у Краснодонському районі, неподалік обласного центру. У Марківці працює й власна олійниця, отже, клієнти, за бажанням, можуть брати і пальне, і олію. І макуху теж. Тут же Карський познайомив мене з головним інженером ТОВ Сергієм Трухновим, якого атестував як мозок фірми. Сергій Олександрович помітно старший за свого начальника, однак, як і той — виходець з «оборонки». Колись працював під керівництвом академіка АН СРСР, пізніше — з нобелівським лауреатом Жоресом Алферовим.
— Мій фах, — повідомив він мимохідь, — називався «Розробка систем двовимірного електронного газу на основі квантово-розмірного ефекту».
Власне, це від нього я дізнався, що таке тригліцериди і як їх виділяти з будь-яких видів рослинних олій. А ще мені пощастило бути присутнім на запуску принципово нового кавітаційного генератора. Від синхрофазотрона цей прилад циліндричної форми відрізняється мініатюрними розмірами: приблизно 20 см у діаметрі й близько 40 — завдовжки. Однак цей ліліпут одразу вдвічі збільшує потужність марківської установки.
— Є класичні технології виробництва, де реакція розкладення тригліцеридів, тобто олії, і виробництва з них «біодизелю» не може тривати менш як одну годину. А тут процес прискорюється... От у мене пілотна установка є, 30 літрів біопального виготовляє за дві хвилини. За класичною технологією, на ті ж самі 30 літрів могла б піти ціла година.
Реальний завод — не пілотна установка; генератор довелося вбудовувати в діючу систему, тому прискорення — «усього» в два рази. Однак, якщо за новим принцом будувати новий завод, показник цей може бути набагато вищим.
А що таке кавітація... Особливо добре знайомі з цим ефектом моряки та гідротехніки. Коли потік рідини змiнює свою швидкість в якомусь одному місці, скажімо, під дією гребного гвинта або лопатi відцентрового насоса змiнює, за певних умов у такому потоці утворюються бульбашки-каверни. Пересуваючись в ділянку з вищим місцевим тиском або під час напівперіоду стискання кавітаційна бульбашка «зачиняється», випромінюючи при цьому ударну хвилю. Удар іноді буває таким, що сталеві лопатi якщо не розвалюються, то його сила пошкоджує їхню поверхню. Однак людина давно навчилася використовувати будь-яку здичавілу енергію в мирних цілях.
Років десять тому на одному з напівживих оборонних підприємств Красного Луча мені показали опалювальний котел, на якому був застосований кавiтатор. Усе б нічого, однак нескладні підрахунки показували, що коефіцієнт корисної дії котла набагато перевищував 100%. Оскільки відповідно до другого закону термодинаміки не можливо створити вічний двигун навіть другого роду, я не наважився публікувати таку невірогідну інформацію (і правильно, до речі, зробив, бо «котельники» так і не знайшли, хто б їм міг налагодити виробництво спеціальних насосів, а звичайні рвалися під натиском бульбашок). Однак потім вичитав, що кавітація — це процес на кшталт ядерної реакції. Адже, скажімо, енергетичні витрати на приведення в дію атомної бомби в жодне порівняння не йдуть із кількістю енергії, що вона виділяє під час вибуху. Навіть якщо приплюсувати енерговитрати на видобуток уранової руди, збагачення її тощо.
Процес кавітації, навіть «класичний», який використав Трухнов, не вивчено. Винахідник показав «серце» машини: кілька металевих циліндриків із отворами, що вмістилися на долоні, і поскаржився, що всередину не вставити датчика, аби відслідкувати внутрішні процеси (якраз різниця у швидкості потоку досягається різними діаметрами вхідного та вихідного отворів циліндриків). Довелося підбирати параметри генератора експериментальним шляхом. «Методом втику», як кажуть дослідники.
До слова сказати, мимохідь інженери вирішили ще одну задачку — утилізації відходів. У процесі отримання пального з олії утворюється желеподібний осад — гліцерил. Взагалі-то цей гель не тільки непогана сировина для лако-фарбової промисловості, а ще й чудове паливо для котелень. Настільки чудове, що в перших експериментах розплавило пальник, а за стінкою згорів матрац — настільки гліцерил розжарив цеглу. Зате після того як потрібні параметри було віднайдено, цехи й подібні приміщення заводу опалюються власною котельною на власному паливі. Газом чи вугіллям опалювати було б набагато дорожче.
...Днів за три зателефонував директору, аби дізнатися про підсумки випробування кавітатора. Карський запевнив: результати виявилися більш ніж обнадійливими. Окрім прискорення процесу, помітно поліпшилася якість продукту. Загалом — закономірно. Чим швидше протікає основний процес, тим менше часу залишається на капості у процесів побічних.
