Despre biodiesel

Biodieselul

Biodieselul este un combustibil care are caracteristici similare ca si combustibilul diesel normal, dar spre deosebire de el, nu este derivat al petrolului ci al uleiurilor vegetale sau al grasimilor animale. In general, se folosesc uleiuri vegetale ca cel de floarea-soarelui, sooia rapita sau palmier. Pentru a produce biodiesel din aceste uleiuri, ele sunt supuse unei reactii chimice numita "transesterificare". Este o reactie chimica care face ca glicerolul present in ulei sa fie substituit de methanol, folosind o lesie ca si catalizator. Rezultatul este un metil-ester. Un exemplu ar fi rapita metal-ester. Datorita transesterificarii se formeaza un reziduu numit glicerina. Acesta poate fi folosit in diverse moduri, cum ar fi fabricarea sapunului.

De ce?

Punctele in favoarea biodieselului sunt evidente: este biodegradabil, micsoreaza emisiile de funingine cu aproape 50%, cele de CO si hidrocarburi sunt aproape nule. Ca adaogare la punctele in favoarea mediului-este sigur ( pct de aprindere este la aprox. 170 grade C ) si este usor de amestecat cu motorina.

Unde?

In cateva tari europene, incluzand Austria, Italia, Spania, Franta, si Germania, tehnologia biodiesel este aplicata cu serioziate, Franta si Germania fiind lideri de piata. Peste 150.000 de masini functioneaza pe baza de biodiesel in Germania, iar pe teritoriul tarii sunt peste 1.200 pompe biodiesel la statiile de alimentare. Motivul succesului in Germania consta in lipsa taxei pentru biodiesel, ceea cce face ca pretul sa fie in medie, ,ai scazut cu 4-8 centi, in comparatie cu dieselul obisnuit.

Cum?

Aproape oricine poate face biodiesel, printr-un process foarte simplu, adesea comparat cu cel al fabricarii berii. Face ca independenta energetica sa fie la indemana oricui.

Dezvoltarea biodieselului este departe de a fi completa, iar in fiecare zi sunt descoperite noi metode de fabricare si sunt create noi echipamente de producereVom incerca sa va aratam pasii producerii de biodiesel a fabricii BioKing prin acest manual. Metoda aleasa de noi o consideram a fi cea mai potrivita pentru crearea unui biodiesel de calitate. In mod evident, succesul nu este garantat, pentru a produce un biodiesel de calitate fiind necesar mult studiu si multa practica.

Biodieselul se formeaza datorita unei reactii chimice numita transesterificare, insemnand ca glicerolul din ulei este substituit de un alcool in prezenta unui catalizator, in cazul nostru fiind methanolul si soda caustica (NaOH) sau potasiul caustic (KOH).

Va vom explica cat mai clar cum se prepara un biodiesel. Nu va descurajati din cauza metodei folosita de noi. Sunt multe moduri si trucuri pentru prepararea unui biodiesel bun si puteti afla mai multe informatii accesand adresele de Internet mentionate mai sus.

Fabricarea biodieselului-ingrediente

Uleiul

Ingredientul principal este uleiul sau grasimea. Aceasta va fi de la uleiul vegetal aruncat-pentru producatorul mediu de acasa, ulei care poate fi colectat gratis de la majoritatea restaurantelor. Mai pot fi cultivate seminte de rapita sau Jathropa pentru extragerea uleiului cum se practica mai ales in Statele Unite.

Multi fermieri din State, in prezent, se auto-sustin in privinta energiei. Ei folosesc bodieselul pentru alimentarea tractoarelor si a altor utilaje pentru ferma, iar cei mai multi agregati diesel sunt folositi pentru a genera energie electrica.

Persoanele care prepara diesel la scara mai mare pot folosi ulei de peste, untura folosita, grasimi animale sau alte tipuri de ulei.

Cel mai bun argument in fabricarea biodieselului, este diversitatea substantelor din care poate fi fabricat, in mare majoritate deseuri. Exista mereu ceva in stoc si chiar folosirea uleiului proaspat este eficienta ca si cost.

Alcoolul

Al doilea ingredient este alccoolul. Methanolul este cel mai folosit in aplicarea uleiului vegetal reciclat. Cand se proceseaza ulei proaspat, se poate folosi ethanolul, dar fiind greu de manipulat, folosim methanolul.

Evitati inhalarea, contactul cu ochii si cu pielea. Intotdeauna purtati manusi de protectie pentru acese substante, protectie oculara si faciala si intotdeauna spatiul de lucru sa fie bine ventilat.

Catalizatorul

Ultimul ingredient este catalizatorul. Ambele substante pot fi folosite (KOH sau NaOH). Avantajul KOH este ca glicerina reziduala este mult mai putin toxica decat cea rezultata cand este folosit NaOH.

In acel caz, eate posibila procesarea glicerinei in ingrasamant artificial. De asemeni, KOH se dizolva mult mai usor in methanol.Totusi, un avantaj al NaOH este manevrabilitatea sa. De aceea il folosim in acest manual.Puteti incerca si cu KOH.

Aveti grija daca folositi NaOH cu puriatea de 96% sau mai mare. KOH are procentajul mai greu de gasit , dar 92% si 85% se potrivesc la fel de bine.

NaOH si KOH sunt chimicale deosebit de periculoase. Va rugam sa va luati masurile de protectie mai sus mentionate cand folositi aceste chimicale.

Fabricarea biodieselului-reteta

Calitatea uleiului

Cu cat este mai clar si mai proaspat uleiul, cu atat este mai simplu de facut biodiesel de inalta calitate. Culoarea si transparenta ofera multe informatii despre calitatea uleiului. Daca este usor si limpede este bun, daca uleiul este mirositor, inchis la culoare si tulbure, este mai putin potrivit producerii biodieselului. Cand nu sunteti sigur de calitatea uleiului, este recomandat sa faceti o cantitate mica de biodiesel. Daca iese bine, puteti relua procesul cu restul uleiului.

Manualul nostru poate parea foarte simplu, dar fabricarea biodieselului nu este dificila. Devine dificila atunci cand uleiul este de slaba calitate sau contine multa apa. Prea multa apa poate ineveni in proces, in special cand folositi prea mult catalizator, se formeaza un gel. Una din metodele de verificare a cantitatii de apa din ulei este sa incalziti cam l ulei la 50 grade C. Daca incepe sa "suiere" sau sa faca bule etc. Are prea multa apa. Daca nu vedeti aceste fenomene la o temperatura de 60 grade C, nu aveti motive sa inlaturati apa.

Titrarea

Inainte de a procesa uleiul vegetal in biodiesel trebuie sa stiti cat methanol si cat catalizator se folositi. In privinta methaanolului cantitatea este in jur de 200-220 ml/l de ulei. Procentajul NaOH este variabil. Daca este folosit ulei proaspat, aveti nevoie de 5g/l de ulei pentru a substitui tot glicerolul prin methanol. Daca este procesat ulei folosit,aveti nevoie de o cantiate de catalizator putin mai mare pentru a fi neutralizati acizii grasi liberi, prezenti in ulei. Pentru acest lucru va trebui sa determinati, printr-un test numit titrare, cati acizi grasi sunt prezenti in uleiul folosit.

Pentru efectuarea testului aveti nevoie de: 10 ml alcool isopropilic, ulei, solutie de fenoftaleina (0.2 %-0.04 %), catalizator (NaOH, KOH), apa demineralizata, cateva farfurii de sticla, cateva seringi hipodermice pentru stabilirea dozei optime cu o acuratete de 0.1 sau 0.01gr.

Inainte de a efectua titrarea, trebuie dizolvat 1 gr de catalizator intr-un litru de apa distilata, aceasta solutie fiind titratul. NaOH se dizolva foarte greu. Cel mai bine ar fi, pentru a dizolva NaOH, sa puneti 50 ml de apa distilata intr-o sticla, sa adaogati cantitatea de NaOH, inchideti sticla si agitati-o pana nu maisunt granule de NaOH vizibile, iar apoi turnati totulin apa distilata.

Aceasta solutie este potrivita pentru a efectua titrari in saptamanile urmatoare. Pentru a reduce sansele unei erori, putei dizolva 3 gr de catalizator in 3 litri de apa.

Spre exemplu, o eroare de 0.2 gr are un efect mai mic decat in cazul unui litru. Puneti dop sticlei si depozitati-o bine. Aveti grija ca atunci cand cantariti, sa nu lasati ambalajul de NaOH desfacut. Granulele absorb apa foarte repede si nu vor mai putea fi folosite. In fotografie puteti vedea cum arata granulele expuse la oxigen timp de cateva minute.

Urmatorul pas este sa turnati 10 ml de alcool isopropilic intr-un pahar, cana sau farfurie de sticla.

Acum incalziti putin uleiul ce va fi testat, la 45 grade C, amestecati 1 ml din acesta cu alcoolul si omogenizati pana capata o culoare galbuie. Cantitatea de alcool nu trebuie sa fie precisa, dar e important sa masurati exact 1 ml de ulei. Un truc mai vechi este aspirarea unei bule de aer intr-o seringa hipodermica si apoi uleiul-in acest fel puteti vedea mai bine cantitatea de ulei. Adaogati 2-3 picaturi de fenoftaleina pentru a vedea nivelul PH-ului.

Incepeti sa turnati cu grija catalizatorul cu apa, invartind recipientul. Lichidul va avea o culoare roz-deschis, dar se va ingalbeni din nou daca o sa continuati sa invartiti. Cand uleiul cu alcoolul vor ramane roz pentru o perioada de 30 de secunde, nu mai adaogati solutie. Notai cati ml de solutie au fost folositi si repetai tot procesul din nou inca o data sau de doua ori, pentru a verifica daca titrarea a fost corecta.

Daca aveti nevoie de mai putin de 3 ml de soltuie, probabil aveti un ulei foarte bun, 3-6 ml insemnand ca uleiul este potrivit pentru a fi transformat in biodiesel, pe cand 6 ml sau mai mult implica o calitate slaba a uleiului, dar totusi poate fi folosit pentru biodiesel. Aveti grija ca atunci cand efectuati titrarea, sa folositi fiecare instrument pentru un singur agent. Va sugeram sa notati fiecare seringa, pipeta si celelalte unelte pentru a fi evitate greselile.

Esantionul de test

Facand abstractie de rezultate, este recomandat sa faceti intai un litru de ulei, inainte de a trece la productia unor cantitati mai mari. Daca a fost facuta o greseala, ea va fi observata acum, astfel nefiind nevoie sa runcati 100+ litri de ulei pentru ca a fost facuta o greseala la titrare.

Un litru de biodiesel este usor de facut. Incepeti prin a incalzi uleiul la 45 grade C, de preferinta intr-un borcan sau o sticla care poate fi sigilata la gura. Intre timp, amestecati 220 ml de methanol cu cantiatea de catalizator stabilita la tritare. Puneti amestecul intr-un borcan sau sticla ce poate fi sigilata la gura. Amestecul se numeste methoxida.

Cat NaOH?

In procesarea uleiului nou, folositi 5 gr de NaOH pentru fiecare litru de ulei. La procesarea uleiului folosit, luati 5 gr+1 gr pentru fiecare ml de solutie catalizatoare foloosita la titrare. Daca au fost necesari 4 ml de solutie, spre exemplu, folositi 5+4=9 gr de NaOH.

Amestecati metoxida pana se dizolva catalizatorul. Cand toate granulele de NaOH s-au dizolvat, adaogati cu grija uleiul incins. Mai tarziu, agitati sau il amestecati pe tot timp de 10-15 minute.

Lasati uleiul sa se sedimenteze. In mai putin de o ora veti obseva deja o separare intre ulei si glicerina.

Bun sau rau?

Testul a fost un succes daca vedeti o linie distincta intre biodiesel si glicerina, glicerina fiind in proportie de 10 % din continutul total.

Daca se formeaza mai putin de 10 % de glicerina, reluati testul adaogand inca 0.5-1 gr in plus de catalizator. Daca se observa o linie distincta de sapun intre glicerina si ulei, probabil a fost folosita o cantitate pera mare de catalizator. Reluati testul folosind o cantitate mai mica cu 0.5-1 gr de catalizator.

Daca apar cocoloase in biodiesel, ori aveti ulei de slaba calitate sau titrarea a fost facuta incorect. Reefectuati din nou titrarea, avand grija sa mai luati un esantion pentru test, daca apar cocoloase din nou, nu mai folositi uleiul respectiv.

Lasati biodieselul sa se "odihneasca" cam 12-24 de ore. Glicerina, inchisa la culoare si oarecum vascoasa, s-a format la baza borcanului, cu o linie distincta separand-o de lichidul pal. Culoarea biodieselului depinde in functie de uleiul folosit la fabricare, dar de obicei are o culoare galben-pal. Biodieselul poate fi limpede, dar nu e o cerinta obligatorie, poate fi si tulbure. Nu este motiv de ingrijorare. Cu timpul va deveni limpede.

Fisa Tehnologica - flux tehnologic

Fabricarea biodieselului cuprinde mai multe etape:

1.Tranzvazarea a 1000 litri ulei vegetal din rezervorul de ulei in reactor;

2.Prepararea metoxidului in tancul de premixare prin introducera alcoolului metilic si sodei caustice- cantitatzile vof fi conform titrarii uleiului - aprox. 200 l metanol si 4-5 kg soda caustica- se vor mixa circa - 25-30 minute;

3.Incalzirea uleiului la 45-50 grade si tranzvazarea metoxidului din tancul de mixare in reactorul principal;

4.Reactia de transesterificare - are loc in reactorul principal prin mixarea uleiului impreuna cu metoxidul timp de circa 45 de minute la o temperatura de 50 grade.

5. Decantarea- dupa terminarea esterificarii uleiului de trece continutul reactorului in rezervorul de decantare unde dupa circa 17 ore se obtine , prin decantare gravitazionala, glicerolul, in partea de jos a vasului (cca 200 litri) si biodieselul deasupra;

6. Extragerea glicerulului se face in rezervorul de glicerol;

7.Filtrarea biodieselului: se trece biodieselul ramas in vasul de decantare , dupa extragerea glicerolului, in rezervorul de filtrare. Filtrarea se face cu magnesol prin trecerea biodieselului prin filtrele de magnesol de 50 microni timp de 45 de minute;

8.Filtrarea finala: dupa ce biodieselul a fost filtrat cu magnesol, o substantza speciala ce retine urmele de metanol si glicerol din biodiesel , precum si impuritatile, produsul se trece prin bateria de filtre finale de 1 micron si apoi se depoziteaza in rezervorul pentru biodiesel.

9. Prelevarea de esantioane pentru probe de calitate;

10. Livrarea niodieselului prin pompa tip Peco.

SC Biomotor Prod SRL

Manea Damian