Como fazer biodiesel com suas próprias mãos em casa

Como fazer combustível diesel com suas próprias mãos

Como matéria-prima são utilizadas gorduras vegetais ou animais, que são uma mistura de ésteres combinados com moléculas de glicerol-álcool tri-hídrico.

O biocombustível (neste caso, éster metílico) pode ser obtido substituindo a glicerina, que faz parte do óleo, por álcool. Este processo é chamado de transesterificação. A partir de uma tonelada de óleo vegetal e 110 kg de álcool metílico ou etílico na presença de 12 kg de catalisador alcalino NaOH, podem ser obtidos 970 kg de biodiesel e 150 kg de glicerina. Esta última substância é utilizada na fabricação de sabonetes e cosméticos.

Durante o processo de fabricação, o óleo vegetal é aquecido a 50 ºС e completamente purificado por filtração repetida de impurezas mecânicas ou resíduos de alimentos. O álcali é combinado com metanol e o metóxido formado como resultado da reação é adicionado ao óleo vegetal quente (para acelerar a reação), e o volume principal de álcool metílico é derramado lá.

A mistura é bem misturada e deixada em repouso por 4-8 horas a uma temperatura de 55 a 70 ºС. Ele esfolia em glicerina na parte inferior, biodiesel (éter) na parte superior e uma camada de sabão no meio. A glicerina é drenada através da mangueira inferior, a camada de sabão também é removida e o combustível diesel é completamente limpo por lavagem com água, seguido de secagem (aquecido a 65 ºС).

O bem e o mal do biodiesel

É considerado um bom combustível porque não contém enxofre e emite muito menos poluentes atmosféricos quando queimado do que seu equivalente mineral (DF). Possui excelentes propriedades lubrificantes, o que aumenta a vida útil do motor. Não representa perigo quando entra no solo ou nos corpos d'água - se decompõe em condições naturais em 28 dias.

O biodiesel também tem desvantagens:

Filtrabilidade limitante de alta temperatura. Em alguns tipos de biodiesel, a formação de aglomerados de parafina já começa em +15 ºС, em outros, por exemplo, em óleo de colza, em vários graus abaixo de zero. Portanto, o biodiesel só pode ser usado em climas frios com um aquecedor de combustível, o que aumenta os custos do proprietário do carro para a compra e instalação de um aquecedor.
O biodiesel não deve ser armazenado por mais de 3 meses.
O custo do biodiesel industrial ainda é alto.

Por que você precisa fazer combustível diesel com suas próprias mãos?

A partir da descrição do processo, é óbvio que qualquer pessoa tecnicamente competente pode fabricar combustível para motores a diesel com as próprias mãos. Não é necessário equipamento sofisticado, o estojo pode ser organizado na garagem.

Há algum ponto em tal produção caseira? Se as matérias-primas forem compradas a preços reais de varejo, o biodiesel sairá muito mais caro do que o diesel comprado em postos de gasolina. Se os ingredientes são obtidos de forma barata ou totalmente gratuita, permanecem as perguntas: esses esforços valem o resultado e se justifica colocar em risco a si e a outros em uma garagem, casa particular ou outro local.

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Produção em casa

O primeiro e um dos principais problemas é onde obter matérias-primas suficientes.Bem, se você é agricultor e cultiva colza ou é proprietário de um restaurante onde permanecem resíduos de gordura vegetal. Se você não tiver acesso a uma fonte de matérias-primas baratas, não poderá fazer biodiesel com suas próprias mãos. A compra de óleos não será lucrativa, especialmente devido ao segundo problema - a qualidade do combustível.

Para utilizar com segurança o biodiesel produzido em casa em qualquer carro ou caldeira de aquecimento, é necessário garantir a qualidade do produto. Caso contrário, você enfrentará reparos e limpezas intermináveis de seus motores e bicos de caldeira. E para isso, a tecnologia deve ser organizada e verificada em alto nível, e não artesanal. Por sua vez, isso levará aos mesmos custos, cujo retorno está em questão.

Com biodiesel de baixa qualidade, carros e tratores antigos com motores e sistemas de combustível despretensiosos podem chegar a um acordo por muito tempo. O mesmo se aplica ao aquecimento de fogões e caldeiras com queimador Babbington, que são pouco exigentes para a qualidade do combustível. Nesse caso, a instalação mais simples para a produção de biodiesel é adequada; em outros cenários, a tecnologia terá que ser complicada. Então, para construir a instalação você vai precisar de:

3 recipientes de plástico, sendo 2 grandes e um menor;
5 válvulas de esfera;
tubos e conexões (T, cotovelos);
aquecedor elétrico com termostato;
bombear.

Para dominar a produção de biodiesel em casa, é preciso colocar os recipientes em suportes metálicos com o gargalo para baixo e fazer furos de fechamento em cima para despejar os componentes. Você também pode usar barris de metal ou tanques caseiros feitos de tubos de aço de grande diâmetro. Na parte inferior de cada recipiente, você precisa anexar um encaixe e aparafusar uma torneira a ele e, em seguida, conectar todos os elementos uns aos outros com tubos, conforme mostrado na figura:

A capacidade média servirá como reator onde o elemento de aquecimento precisa ser construído. O óleo é derramado em outro tanque grande e o álcool metílico é despejado em um pequeno. A soda cáustica é primeiro adicionada ao metanol para atuar como um catalisador. Tendo aberto as válvulas de tal forma que as substâncias dos tanques auxiliares entrem no reator, a bomba e o elemento de aquecimento são ligados, cujo termostato é ajustado para uma temperatura de 60 ° C.

No vídeo, o apresentador do Top Gear, Jeremy Clarkson, explica e mostra como fazer biodiesel em casa:

Biodiesel de colza

Com a tecnologia adequada para o cultivo de colza a partir de 1 ha de área, a colheita resultante rende 20 toneladas de forragem verde, 20 toneladas de adubo verde, 3-3,5 toneladas de sementes, 13 q de óleo, 16 q de torta (farelo), 100 kg de mel, 500 kg de papel. Destina-se à produção de óleo de colza de diferentes variedades, deve ter um teor de umidade de 5-7%, contaminação não superior a 1%, teor de ácido erúcico inferior a 2% e índice de acidez não superior a 3. A violação desses requisitos piora a eficiência da prensagem e esterificação, podendo também causar deterioração na qualidade do óleo. Isso é influenciado pelo grau de maturidade das sementes e pelas condições de seu armazenamento. Com 3 toneladas de sementes com um teor de umidade de 7-8%, você pode obter 1 tonelada de biodiesel, 1,9 toneladas de farinha (com um teor de óleo de 8-12%) e cerca de 0,2 toneladas de glicerina.

De acordo com o Comitê Estatal de Estatística da Ucrânia, 54% da colheita de colza cultivada em 2004; 67% - em 2005; 78% - em 2006; 87% - 2007; 83% - 2008 exportados para países da UE. Apenas algumas fazendas produzem biodiesel para suas próprias necessidades, utilizando minifábricas e instalações de pesquisa, cuja produtividade não ultrapassa 10 mil toneladas de biocombustível por ano. A produção e uso de biocombustíveis líquidos em escala industrial na Ucrânia é praticamente inexistente. De acordo com o Ministério da Política Agrária da Ucrânia, essas usinas operam com sucesso nas regiões de Lviv, Kherson, Odessa, Rivne, Vinnitsa, Donetsk, Ternopil e Poltava. A capacidade total das lojas é de cerca de 600 toneladas por dia.

Para o período julho-abril 2008-2009 MY Ucrânia exportou 2.630,08 toneladas de colza. Durante o mesmo período de 2009-2010, a MY exportou 1.757,76 toneladas de colza para o mercado externo.Os maiores importadores de colza ucraniana são os países da União Europeia (UE-27). Importam a colza como matéria-prima para a indústria do biodiesel. Em particular, para o período julho-abril de 2010 MY, 469,32 mil toneladas de colza (27%) foram exportadas para a Holanda, 346,01 mil toneladas (20%) para a Bélgica, 291,75 mil toneladas (17%) para a França %), Polônia - 134,46 mil toneladas (8%).

Como é produzido o biodiesel

Qualquer cultura da qual se obtenha grande quantidade de óleo vegetal pode servir como matéria-prima para esse tipo de combustível. Na maioria das vezes, são a colza e a soja, seu processamento dá o máximo rendimento das matérias-primas e, consequentemente, do produto final na forma de biodiesel.

As gorduras animais, que são resíduos de fábricas de processamento de carne, curtumes e outras empresas, também entram em jogo. Óleos vegetais queimados de restaurantes e outros estabelecimentos de catering também são adequados.

Deve-se notar que o biodiesel a partir de óleos de origem vegetal e animal é produzido por meio de uma tecnologia relativamente simples. As principais etapas do processo tecnológico são as seguintes:

purificação grosseira e fina de matérias-primas (óleo) das menores impurezas;
mistura de óleo e álcool metílico com a adição de um catalisador alcalino no reator. As proporções de matérias-primas e metanol são 9:1, o catalisador é hidróxido de sódio ou potássio;
aquecimento a 60°C e agitação a esta temperatura durante cerca de 2 horas. O estágio é chamado de esterificação;
a substância resultante é colocada em um recipiente separado e estratificada em 2 substâncias - a fração de glicerina e o biodiesel propriamente dito;
as substâncias são separadas no separador, após o que o combustível passa por um tratamento térmico para evaporar a água.

Os equipamentos tecnológicos para a produção de biodiesel também não são muito complexos e consistem em vários tanques interligados por dutos, além de bombas - a principal e várias dosadoras. Como todas as etapas são automatizadas nos empreendimentos, o reator e demais tanques são equipados com sensores de temperatura e nível, e o controlador controla as bombas. Todos os dados sobre o processo em andamento são exibidos no visor do operador.

A história do desenvolvimento

A transesterificação de gorduras vegetais foi realizada em 1853 pelos cientistas E. Duffy e J. Patrick, muito antes do lançamento do primeiro motor diesel. Em 10 de junho de 1893 em Augsburg, Alemanha, Rudolf Diesel testou seu primeiro motor monocilíndrico, que tinha 3m de comprimento e pesava 4,5 toneladas. O motor explodiu e quase matou o inventor. Para comemorar o evento, 10 de junho foi proclamado "Dia Internacional do Biodiesel". Em 1900, na Exposição Mundial de Paris, Diesel, demonstrando seu motor, recebeu o prêmio principal.

Diesel acreditava que o futuro de seus motores era usar biocombustíveis. Em 1912, ele disse: "O uso de gorduras vegetais para a produção de combustível pode parecer insignificante agora, mas com o passar do tempo essas gorduras podem se tornar tão importantes quanto o petróleo e os produtos de alcatrão de carvão são hoje".

Durante a década de 1990, os fabricantes de motores diesel reorientaram seus motores para o uso de óleo diesel derivado do petróleo, que tem uma viscosidade menor do que as gorduras vegetais. A indústria do petróleo conseguiu invadir o mercado de combustíveis porque a produção de combustível a partir do petróleo era muito mais barata do que a partir de matérias-primas biológicas. Como consequência, o declínio a longo prazo na produção de biocombustíveis. Apenas recentemente, tendo como pano de fundo as preocupações ambientais e os diferenciais de custo cada vez menores, os biocombustíveis como o biodiesel se tornaram uma alternativa viável.

A pesquisa sobre o uso de óleo de girassol transesterificado e sua melhoria em relação aos padrões convencionais de combustível diesel começou na África do Sul em 1979. Até 1983, os resultados da pesquisa foram publicados.O processo tecnológico possibilitou a produção de biodiesel, cuja qualidade correspondia aos padrões do diesel convencional. A empresa australiana Gaskoks, obtida a tecnologia de pesquisadores sul-africanos, construiu a primeira planta piloto de biodiesel em novembro de 1987 e a primeira planta de produção em massa em abril de 1989 (com capacidade para processar 30.000 toneladas de colza por ano).

Durante os anos 2000, foram erguidas fábricas em muitos países europeus, nomeadamente na República Checa, Alemanha e Suécia. A França iniciou sua própria produção de biodiesel a partir de óleo de colza, 5% do biodiesel é adicionado ao diesel convencional e 30% ao diesel usado nos transportes públicos. Os experimentos estão em andamento usando 50% de biodiesel. Enquanto isso, países de todo o mundo começam a desenvolver sua própria produção: em 1998, o Instituto Austríaco de Biodiesel identificou 21 países com projetos comerciais de produção de biodiesel.

Em setembro, Minnesota tornou-se o primeiro estado dos EUA a ter uma exigência legal de que apenas combustível diesel seja vendido com pelo menos 2% de teor de biodiesel.

Conclusão

Como se viu, fazer biodiesel não é tão fácil quanto parece. Especialmente se você se concentrar em conselhos retirados da Internet. Isso não significa que a produção doméstica de combustível seja impossível, apenas requer investimento e esforço significativos.

A energia alternativa é uma área promissora que muitos países desenvolvidos prestam atenção. Um dos tipos mais populares de combustível alternativo é o biodiesel, cuja produção está se desenvolvendo dinamicamente nos dias de hoje.

Se você quiser saber o que é esse tipo de combustível, como fazer biodiesel com suas próprias mãos, este artigo deve lhe interessar.