Planteolieteknologi i Guinea-Bissau
DAJOLKA har gennem en årrække arbejdet praktisk med planteolieteknologi og anvendelse af ren planteolie – Pure Plant Oil (PPO) – som lokalt produceret brændstof.
Et af de mest omfattende projekter blev gennemført i Guinea-Bissau som en del af projektet “Renewable Energy for Local Development, Bissorã Sector, Oio Region, Guinea Bissau”. Projektet blev gennemført af ADPP Guinea-Bissau med støtte fra EU og havde til formål at forbedre levevilkår og lokale økonomiske forhold i landområder gennem vedvarende energi og opbygning af lokale kompetencer.
DAJOLKA gennemførte tre tekniske missioner til Guinea-Bissau i perioden 2013-2015. Arbejdet omfattede hele kæden fra høst og håndtering af oliefrø over oliepresning, filtrering og kvalitetskontrol til anvendelse af planteolien som brændstof i ombyggede dieselgeneratorer.
En væsentlig del af projektet var samtidig undervisning og praktisk træning af lokale teknikere. Målet var ikke blot at installere teknologien, men at gøre de lokale deltagere i stand til selv at betjene, vedligeholde, fejlfinde og videreføre anlæggene.
Uddeling af diplomer til deltagerene af Workshops på 1. mission
1. mission – Ombygning af generatorer til planteolie
Guinea-Bissau, 25. august – 2. september 2013
Den første mission havde hovedfokus på anvendelse af lokalt produceret planteolie som brændstof.
DAJOLKAs opgave var at installere og idriftsætte 8 Perkins generatoranlæg, som skulle kunne køre på Pure Plant Oil (PPO), samt at uddanne lokale medarbejdere i ombygning, drift og vedligeholdelse af generatorerne. Der blev samtidig udviklet systemer for service, vedligeholdelse, fejlfinding og kvalitetskontrol af planteolien.
Udskiftning og justering af indsprøjtningsdyser på Perkins motorerne. Udstyret var medbragt hjemmefra, og er som regel meget populært i udviklingslande, hvor de har mange ældre type dieselmotorer, der kan have gavn af udskiftning og optimering af dyser.
Generatorerne blev ombygget, så dieselmotorerne kunne anvende planteolie under kontrollerede forhold. Arbejdet omfattede blandt andet:
- tilpasning af brændstofsystemet til den højere viskositet i planteolie
- opvarmning af planteolien før indsprøjtningssystemet
- kontrol af brændstoftryk og filtrering
- tilpasning af motorernes drift til PPO
- undervisning i service og vedligeholdelse
- måling af belastning og brændstofforbrug
- undervisning i planteoliens brændstofkvalitet.
Der blev lagt stor vægt på, at god planteoliekvalitet og korrekt motordrift er lige vigtige for et driftssikkert system. Dårlig brændstofkvalitet eller forkert drift kan blandt andet medføre aflejringer, dårlig forbrænding og problemer med motorens indsprøjtningssystem.
Den praktiske træning blev afsluttet med en prøve, som alle 10 deltagere bestod. Rapportens konklusion var desuden, at de 8 Perkins-generatorer var meget velegnede til ombygning til PPO, og at det installerede konverteringssystem var egnet til mange års drift.
[Læs DAJOLKAs rapport fra 1. mission – PDF]
2. mission – Produktion, presning og filtrering af Jatrophaolie
Guinea-Bissau, 27. februar – 10. marts 2014
Den anden mission flyttede fokus længere tilbage i produktionskæden: Hvordan produceres planteolien lokalt i en kvalitet, der er egnet som motorbrændstof?
Arbejdet omfattede blandt andet drift og indstilling af en lokalt indkøbt oliepresse, behandling af Jatrophafrø, filtrering af den rå olie samt udvikling af simple metoder til kvalitetskontrol, som kunne anvendes lokalt.
Rensning og separering af Jatropha frø, vha. ventilator.
Der blev arbejdet praktisk med:
- sortering og rensning af Jatrophafrø
- betydningen af frøenes modenhed og vandindhold
- indstilling og drift af oliepressen
- sammenhængen mellem modtryk, friktion, temperatur og olieudbytte
- sedimentation af rå planteolie
- finfiltrering
- feltmåling af syretal/Free Fatty Acids (FFA)
- laboratorieanalyse af olie, frø og pressekage.
Den eksisterende oliepresse fra Senegal viste sig at være en vigtig praktisk erfaring. Under presningen blev olietemperaturer på op til 145 °C målt. Efter kontakt med producenten kunne det konstateres, at pressen oprindeligt var konstrueret til mindre frø som raps og hørfrø og til varmpressning – ikke til de betydeligt større Jatrophafrø.
Forsøgene viste samtidig meget tydeligt betydningen af modtryk og friktion. Ved øget modtryk blev pressekagen tørrere og olieudbyttet større, men temperaturen steg kraftigt. Når modtrykket blev reduceret, faldt olietemperaturen igen.
Der blev også arbejdet systematisk med frøkvaliteten. Frøene blev renset for støv, sten og andre urenheder, og beskadigede frø blev fjernet, fordi oxideret olie fra beskadigede frø kan øge oliens syretal. Et vandindhold omkring 6-8 % blev vurderet som passende for de aktuelle Jatrophafrø.
Til rensning af den pressede olie blev der opbygget et kombineret system med sedimentation og efterfølgende finfiltrering. For den planlagte produktion på omkring 400 liter olie pr. uge blev sedimentation vurderet som en enkel og hensigtsmæssig løsning.
Missionen viste dermed i praksis, at valg og korrekt indstilling af oliepressen samt frøenes kvalitet er afgørende for både olieudbytte og kvalitet.
[Læs DAJOLKAs rapport fra 2. mission – PDF]
3. mission – Optimering af oliepresning og Jatrophaoliens kvalitet
Guinea-Bissau, 9. – 17. december 2015
Ved den tredje mission var den oprindelige oliepresse blevet erstattet af en Hybren H60 oliepresse, som tidligere var afprøvet med Jatrophafrø.
Missionens formål var blandt andet at optimere oliepressens drift, undersøge sammenhængen mellem frøkvalitet, presseindstilling og olieudbytte samt vurdere, om den lokalt producerede Jatrophaolie kunne opnå tilstrækkelig kvalitet til anvendelse som motorbrændstof.
Installation og afprøvning af Dansk Hybren oliepresser med frekvensomformer, som muliggjorte omfattende test af oliepresning ved forskellige omdrejningstal mm.
Pressen blev forsynet med frekvensomformer, så presseskruehastigheden kunne ændres under forsøgene. Det gjorde det muligt systematisk at undersøge betydningen af:
- presseskruehastighed
- afstanden mellem presseskrue og udløb
- modtryk på pressekagen
- længden af udløbet for pressekagen
- frøenes fugtighed
- frøenes alder og olieindhold.
Hybren-pressen arbejdede væsentligt bedre med Jatropha end den tidligere presse og kunne arbejde ved en olietemperatur omkring 70 °C. Ved forsøg med frø fra høsten 2013 blev de bedste resultater fundet ved ca. 75 % af nominelt omdrejningstal, svarende til 37,5 Hz på frekvensomformeren.
Der blev samtidig udviklet en enkel metode til bestemmelse af frøenes fugtighed under lokale forhold. Frø fra 2015 blev målt til ca. 9,2 % vand, mens ældre frø fra 2013 indeholdt ca. 7,8 %. De praktiske forsøg viste, at de tørrere og ældre frø var lettere at presse.
Field Test af syretallet i Jatropha olien, hvor vi måler mængden af frie fedtsyrer ved titrering.
Syretallet har afgørende betydning for om metaldelene i motorens indsprøjtningssystem, kan holde til olien.
Laboratorieanalyser efter missionen viste desuden, at 2015-frøene kun indeholdt 29,4 % olie mod 36,1 % i frøene fra 2013, hvilket forklarede en væsentlig del af forskellen i olieudbyttet.
Et andet hovedpunkt var oliens syretal. Feltanalyser viste fortsat et for højt indhold af frie fedtsyrer (FFA) til direkte anvendelse som motorbrændstof. Der blev derfor gennemført forsøg med neutralisering af olien. Efter efterbehandling og laboratorieanalyse kunne der fremstilles olie med meget lave niveauer af FFA, fosfor samt calcium og magnesium, men processen medførte samtidig et betydeligt olietab til sæbefraktionen.
Projektet viste dermed både potentialet og udfordringerne ved decentral produktion af Jatrophaolie. Selve oliepresningen kunne optimeres til en stabil og energieffektiv proces, mens råvarens kvalitet og især oliens syretal var afgørende udfordringer for anvendelsen som motorbrændstof.
[Læs DAJOLKAs rapport fra 3. mission – PDF]
Praktisk teknologi og lokal kompetence
De tre missioner dækkede tilsammen stort set hele kæden omkring decentral produktion og anvendelse af planteolie:
Frø → rensning og lagring → oliepresning → sedimentation → filtrering → kvalitetskontrol → brændstof → generatoranlæg
For DAJOLKA var projektet samtidig et eksempel på den type teknologioverførsel, hvor relativt enkel og robust teknik kombineres med praktisk undervisning og lokal kompetenceopbygning.
Teknologien skal ikke alene fungere, mens en ekstern specialist er til stede. Den skal kunne forstås, betjenes, vedligeholdes og fejlfindes lokalt med de ressourcer, der faktisk er til rådighed.