Come fare il biodiesel con le tue mani a casa

Come produrre carburante diesel con le tue mani

Come materie prime vengono utilizzati grassi vegetali o animali, che sono una miscela di esteri combinati con molecole di glicerolo-alcool triidrico.

Il biocarburante (in questo caso l'estere metilico) può essere ottenuto sostituendo la glicerina, che fa parte dell'olio, con l'alcol. Questo processo è chiamato transesterificazione. Da una tonnellata di olio vegetale e 110 kg di alcol metilico o etilico in presenza di 12 kg di catalizzatore alcalino NaOH si possono ottenere 970 kg di biodiesel e 150 kg di glicerina. Quest'ultima sostanza viene utilizzata nella produzione di saponi e cosmetici.

Durante il processo di produzione, l'olio vegetale viene riscaldato a 50 ºС e accuratamente purificato mediante ripetute filtrazioni da impurità meccaniche o residui di cibo. L'alcali viene combinato con metanolo e il metossido formatosi a seguito della reazione viene aggiunto all'olio vegetale caldo (per accelerare la reazione) e lì viene versato il volume principale di alcol metilico.

La miscela viene accuratamente miscelata e lasciata riposare per 4-8 ore a una temperatura compresa tra 55 e 70 ºС. Si esfolia in glicerina nella parte inferiore, biodiesel (etere) nella parte superiore e uno strato di sapone nel mezzo. La glicerina viene scaricata attraverso il tubo inferiore, viene rimosso anche lo strato di sapone e il carburante diesel viene accuratamente pulito lavandolo con acqua, seguito dall'essiccamento (riscaldato a 65 ºС).

Il bene e il male del biodiesel

È considerato un buon combustibile perché non contiene zolfo ed emette molti meno inquinanti atmosferici quando bruciato rispetto alla sua controparte minerale (DF). Ha eccellenti proprietà lubrificanti, che aumentano la durata del motore. Non rappresenta un pericolo quando entra nel suolo o nei corpi idrici: si decompone in condizioni naturali in 28 giorni.

Il biodiesel ha anche degli svantaggi:

Filtrabilità limitante le alte temperature. In alcuni tipi di biodiesel, la formazione di agglomerati di paraffina inizia già a +15 ºС, in altri, ad esempio, nell'olio di colza, a diversi gradi sotto lo zero. Pertanto, il biodiesel può essere utilizzato solo nei climi freddi con un dispositivo di riscaldamento del carburante, il che aumenta i costi del proprietario dell'auto per l'acquisto e l'installazione di un riscaldatore.
Il biodiesel non deve essere conservato per più di 3 mesi.
Il costo del biodiesel industriale è ancora alto.

Perché devi produrre carburante diesel con le tue mani?

Dalla descrizione del processo, è ovvio che ogni persona tecnicamente competente può produrre carburante per motori diesel con le proprie mani. Non è richiesta attrezzatura sofisticata, la custodia può essere organizzata in garage.

Ha senso una tale produzione domestica? Se le materie prime vengono acquistate a prezzi reali al dettaglio, il biodiesel risulterà molto più costoso del gasolio acquistato nelle stazioni di servizio. Se gli ingredienti sono ottenuti a buon mercato o completamente gratuitamente, le domande rimangono: questi sforzi valgono il risultato ed è giustificato mettere in pericolo se stessi e gli altri in un garage, in una casa privata o in un altro luogo.

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Produzione in casa

Il primo e uno dei problemi principali è dove reperire materie prime sufficienti.Bene, se sei un agricoltore e coltivi colza o sei il proprietario di un ristorante dove rimangono i rifiuti grassi vegetali. Se non hai accesso a una fonte di materie prime poco costose, non sarai in grado di produrre biodiesel con le tue mani. L'acquisto di oli non sarà redditizio, soprattutto considerando il secondo problema: la qualità del carburante.

Per utilizzare in sicurezza il biodiesel di produzione propria in qualsiasi caldaia per auto o riscaldamento, è necessario garantire la qualità del prodotto. In caso contrario, dovrai affrontare infinite riparazioni e pulizie dei tuoi motori e ugelli della caldaia. E per questo la tecnologia deve essere organizzata e verificata ad un livello alto, e non artigianale. A sua volta, ciò comporterà gli stessi costi, il cui rimborso è in questione.

Con biodiesel di bassa qualità, vecchie auto e trattori con motori e sistemi di alimentazione senza pretese possono venire a patti per molto tempo. Lo stesso vale per il riscaldamento di stufe e caldaie a goccia con bruciatore Babbington, che non sono impegnativi per la qualità del combustibile. In questo caso è adatto l'impianto più semplice per la produzione di biodiesel, in altri scenari la tecnologia dovrà essere complicata. Quindi, per costruire l'installazione avrai bisogno di:

3 contenitori di plastica, di cui 2 grandi e uno più piccolo;
5 valvole a sfera;
tubi e raccordi (tee, gomiti);
resistenza elettrica con termostato;
pompa.

Per padroneggiare la produzione di biodiesel a casa, è necessario posizionare i contenitori su supporti di metallo con il collo rivolto verso il basso e praticare fori di chiusura sulla parte superiore per versare i componenti. Puoi anche usare botti di metallo o serbatoi fatti in casa fatti di tubi d'acciaio di grande diametro. Nella parte inferiore di ogni nave, è necessario collegare un raccordo e avvitarvi un rubinetto, quindi collegare tutti gli elementi tra loro con tubi, come mostrato nella figura:

La capacità media servirà da reattore, dove è necessario costruire un elemento riscaldante. L'olio viene versato in un altro grande serbatoio e l'alcol metilico viene versato in uno piccolo. La soda caustica viene prima aggiunta al metanolo per fungere da catalizzatore. Dopo aver aperto le valvole in modo tale che le sostanze provenienti dai serbatoi ausiliari entrino nel reattore, si accendono la pompa e l'elemento riscaldante, il cui termostato è impostato ad una temperatura di 60 °C.

Nel video, il conduttore di Top Gear Jeremy Clarkson spiega e mostra come produrre il biodiesel in casa:

Biodiesel da colza

Con la tecnologia appropriata per la coltivazione di colza da 1 ettaro di superficie, il raccolto risultante produce 20 tonnellate di foraggio verde, 20 tonnellate di fertilizzanti verdi, 3-3,5 tonnellate di semi, 13 q di olio, 16 q di torta (farina), 100 kg di miele, 500 kg di carta. Progettato per la produzione di olio di colza di diverse varietà, deve avere un contenuto di umidità del 5-7%, una contaminazione non superiore all'1%, un contenuto di acido erucico inferiore al 2% e un numero di acidità non superiore a 3. La violazione di questi requisiti peggiora l'efficienza della pressatura e dell'esterificazione e può anche causare un deterioramento della qualità dell'olio. Ciò è influenzato dal grado di maturità dei semi e dalle condizioni di conservazione. Con 3 tonnellate di semi con un contenuto di umidità del 7-8%, puoi ottenere 1 tonnellata di biodiesel, 1,9 tonnellate di farina (con un contenuto di olio dell'8-12%) e circa 0,2 tonnellate di glicerina.

Secondo il Comitato statale di statistica dell'Ucraina, il 54% del raccolto di colza coltivato nel 2004; 67% - nel 2005; 78% - nel 2006; 87% - 2007; 83% - 2008 esportato nei paesi dell'UE. Solo poche aziende agricole producono biodiesel per il proprio fabbisogno, utilizzando mini-fabbriche e strutture di ricerca, la cui produttività non supera le 10mila tonnellate di biocarburante all'anno. La produzione e l'uso di biocarburanti liquidi su scala industriale in Ucraina è praticamente inesistente. Secondo il Ministero della politica agraria dell'Ucraina, tali impianti operano con successo nelle regioni di Lviv, Kherson, Odessa, Rivne, Vinnitsa, Donetsk, Ternopil e Poltava. La capacità totale dei negozi è di circa 600 tonnellate al giorno.

Per il periodo luglio-aprile 2008-2009 la MIA Ucraina ha esportato 2630,08 tonnellate di colza. Nello stesso periodo 2009-2010, MY ha esportato 1757,76 tonnellate di colza verso i mercati esteri.I maggiori importatori di colza ucraina sono i paesi dell'Unione Europea (UE-27). Importano la colza come materia prima per l'industria del biodiesel. In particolare, nel periodo luglio-aprile 2010 MY, 469,32 mila tonnellate di colza (27%) sono state esportate nei Paesi Bassi, 346,01 mila tonnellate (20%) in Belgio, 291,75 mila tonnellate (17%) in Francia %), Polonia - 134,46 mila tonnellate (8%).

Come si produce il biodiesel

La materia prima per questo tipo di combustibile può essere qualsiasi coltura da cui si ottiene una grande quantità di olio vegetale. Molto spesso si tratta di colza e soia, la loro lavorazione offre la massima resa di materie prime e, di conseguenza, il prodotto finale sotto forma di biodiesel.

Entrano in gioco anche i grassi animali, che sono scarti degli impianti di lavorazione della carne, delle concerie e di altre imprese. Sono adatti anche oli vegetali bruciati provenienti da ristoranti e altri esercizi di ristorazione.

Va notato che il biodiesel da oli di origine vegetale e animale viene prodotto utilizzando una tecnologia relativamente semplice. Le fasi principali del processo tecnologico sono le seguenti:

purificazione grossolana e fine delle materie prime (olio) dalle più piccole impurità;
miscelando olio e alcol metilico con l'aggiunta di un catalizzatore alcalino nel reattore. Le proporzioni tra materie prime e metanolo sono 9: 1, il catalizzatore è idrossido di sodio o potassio;
scaldare a 60°C e agitare a questa temperatura per circa 2 ore. Lo stadio è chiamato esterificazione;
la sostanza risultante viene depositata in un contenitore separato e stratificata in 2 sostanze: la frazione di glicerina e il biodiesel vero e proprio;
le sostanze vengono separate nel separatore, dopodiché il combustibile subisce un trattamento termico per far evaporare l'acqua da esso.

Anche l'attrezzatura tecnologica per la produzione di biodiesel non è molto complessa e consiste in diversi serbatoi interconnessi da condotte, oltre a pompe: la principale e diversi dosatori. Poiché tutte le fasi sono automatizzate nelle imprese, il reattore e altri serbatoi sono dotati di sensori di temperatura e livello e il controller controlla le pompe. Tutti i dati sul processo in corso vengono visualizzati sul display dell'operatore.

La storia dello sviluppo

La transesterificazione dei grassi vegetali è stata effettuata nel 1853 dagli scienziati E. Duffy e J. Patrick, molto prima del lancio del primo motore diesel. Il 10 giugno 1893 ad Augusta, in Germania, Rudolf Diesel provò il suo primo motore monocilindrico, che era lungo 3 metri e pesava 4,5 tonnellate. Il motore è esploso e ha quasi ucciso l'inventore. Per commemorare l'evento, il 10 giugno è stata proclamata la “Giornata Internazionale del Biodiesel”. Nel 1900, all'Esposizione Universale di Parigi, Diesel, dimostrando il suo motore, ricevette il premio principale.

Diesel credeva che il futuro dei suoi motori fosse l'uso dei biocarburanti. Nel 1912 disse: "L'uso di grassi vegetali per il carburante può sembrare insignificante ora, ma nel corso del tempo tali grassi potrebbero diventare importanti quanto lo sono oggi i prodotti petroliferi e di catrame di carbone".

Durante gli anni '90, i produttori di motori diesel hanno riorientato i loro motori per utilizzare carburante diesel derivato dal petrolio, che ha una viscosità inferiore rispetto ai grassi vegetali. L'industria petrolifera è stata in grado di effettuare un'invasione del mercato dei combustibili perché la produzione di combustibile dal petrolio era molto più conveniente che da materie prime biologiche. Di conseguenza, il calo a lungo termine della produzione di biocarburanti. Solo di recente, sullo sfondo delle preoccupazioni ambientali e della riduzione dei differenziali di costo, i biocarburanti come il biodiesel sono diventati una valida alternativa.

La ricerca sull'uso dell'olio di girasole transesterificato e sul suo miglioramento rispetto agli standard del carburante diesel convenzionale è iniziata in Sud Africa nel 1979. Fino al 1983 sono stati pubblicati i risultati della ricerca.Il processo tecnologico ha permesso di produrre biodiesel, la cui qualità corrispondeva agli standard del carburante diesel convenzionale. L'azienda australiana Gaskoks, ottenuta la tecnologia da ricercatori sudafricani, ha costruito il primo impianto pilota di biodiesel nel novembre 1987 e il primo impianto di produzione di massa nell'aprile 1989 (con la capacità di lavorare 30.000 tonnellate di colza all'anno).

Durante gli anni '50, gli impianti venivano costruiti in molti paesi europei, in particolare Repubblica Ceca, Germania e Svezia. La Francia ha iniziato la propria produzione di biodiesel dall'olio di colza, il 5% del biodiesel viene aggiunto al carburante diesel convenzionale e il 30% al carburante diesel utilizzato dai trasporti pubblici. Gli esperimenti sono in corso utilizzando il 50% di biodiesel. Nel frattempo, i paesi di tutto il mondo stanno iniziando a sviluppare la propria produzione: nel 1998, l'Austrian Biodiesel Institute ha identificato 21 paesi con progetti di produzione commerciale di biodiesel.

A settembre, il Minnesota è diventato il primo stato degli Stati Uniti ad avere un requisito legale che prevede la vendita solo di carburante diesel con almeno il 2% di contenuto di biodiesel.

Conclusione

Come si è scoperto, produrre biodiesel non è così facile come potrebbe sembrare. Soprattutto se ti concentri sui consigli presi da Internet. Ciò non significa che la produzione domestica di carburante sia impossibile, ma richiede solo investimenti e sforzi significativi.

L'energia alternativa è un'area promettente a cui molti paesi sviluppati prestano attenzione. Uno dei tipi più popolari di carburante alternativo è il biodiesel, la cui produzione si sta sviluppando in modo dinamico in questi giorni.

Se vuoi sapere cos'è questo tipo di carburante, come produrre biodiesel con le tue mani, allora questo articolo dovrebbe interessarti.