Биодизел

Биодизелот е течно гориво произведено од растителни и животински масла (од растенија како репка, искористени масла и масти, говедски лој, други отпадни слични материи) со помош на метанол и некој катализатор. Тој доста чисто согорува и има карактеристики на стандардниот дизел. По хемиски состав е мешавина од метил естри и масни киселини. Има мала енергетска содржина, но содржи поголем процент на кислород што помага за подобро согорување

Реакцијата на добивање на биодизел: транс-естерификација

Па, како правиме биодизел?

Реакцијата се нарекува транс-естерификација, а процесот се одвива во неколку чекори. Првиот чекор е да се измеша алкохолот со катализаторот, обично силна база како NaOH или KOH.

Добиената вода ја зголемува страничната реакција на сапонификација, која е несакана бидејќи се добива сапун!

Добиениот метоксид  потоа  реагира со масната киселина, така што се одвива реакцијата на транс-естерификација.

Катализаторот се подготвува со мешање на метанол и силна база како натриум хидроксид или калиум хидроксид,при што се добива соодветен метоксид и вода. NaOH се распаѓа(дисоцира) на јони на Na⁺ и OH^-. OH^- го извлекува  водородот од метанолот за да формира вода и го остава CH₃O^- достапен за реакција. Метанолот треба да биде што е можно посув. Кога OH^- јонот реагира со јонот H⁺, тој реагира и формира вода. Водата ќе ја зголеми можноста за несакана реакција со слободните масни киселини (масни киселини кои не се триглицериди) за да се формира сапун, несакана реакција.

Може да се користат и ензимски процеси (со помош на биокатализатори- липази).  Липазите се побавни од хемиските катализатори, поскапи и произведуваат пониски приноси.

Откако ќе се подготви катализаторот, триглицеридот ќе реагира со 3 молови метанол, така што вишокот на метанол треба да се искористи за да се обезбеди целосна реакција. Трите поврзани јаглероди реагираат со OH^- јони и формираат глицерол(или по старо глицерин), додека групата CH₃ реагира со слободната масна киселина за да формира метил естер на масната киселина.

По реакцијата, глицеринот се одвојува со таложење или центрифугирање и добиениот слој се прочистува пред да се користи за неговите традиционални апликации (фармацевтска, козметичка и прехранбена индустрија) или за неодамна развиените апликации (храна за животни, јаглеродна суровина во ферментации, полимери , сурфактанти, интермедиери и лубриканти). Може да настанат тешки дефекти поради високата содржина на слободен и вкупен глицерин, како што се акумулација во резервоарите за гориво, затнати системи за гориво, нечистотија на инјекторите и наслаги на вентилите

Реакцијата обично се одвива на температура помеѓу 40-65°C. Како што температурата на реакцијата се зголемува, брзината на реакцијата ќе се зголемува, обично 1-2 часа на 60°C наспроти 2-4 часа на 40°C. Ако реакцијата е повисока од 65°C, потребен е сад под притисок бидејќи метанолот ќе врие на 65°C. Исто така, помага да се зголеми односот метанол и масло. Удвојувањето на односот од 3 молови алкохол до 6 молови ќе ја однесе реакцијата до завршување побрзо и поцелосно.

Како што беше погоре дискутирано, почетните реактанти што се користат во процесот треба да бидат колку што е можно посуви. Водата може да реагира со триглицеридот за да создаде слободни масни киселини и диглицерид. Исто така, може да го дисоцира натриумот или калиумот од хидроксидот, а јоните Na⁺ и K⁺ можат да реагираат со слободната масна киселина за да формираат сапун. Равенката  покажува како водата може да помогне да се формира слободна масна киселина и таа слободна масна киселина може да реагира со јонот Na⁺ и да формира сапун. Натриумот што се користеше за катализатор сега е врзан со масната киселина и е неупотреблив.

Како сами да си направите биодизел од употребено масло?

За процесот на производство на биодизел  од употребено масло ни треба: масло, катализатор и алкохол. Во овој случај: Отпадно  масло , NaOH (база) и метанол.

Прво,  безбедносни информации.

NaOH (или KOH, во зависност од вашиот избор на катализатор) е исклучително каустичен и ќе предизвика екстремна иритација ако дојде во контакт со вашата кожа, очи или кој било друг дел од телото. Метанолот е штетен алкохол. Ќе предизвика слепило или смрт доколку се проголта; еден начин на кој се апсорбира во вашето тело е преку вашата кожа, така што едноставното ракување со нештата со гола рака е лошо и опасно. И на крај, метоксидот, супстанцата која се создава кога го мешате вашиот катализатор со метанолот, е исклучително токсичен нервен агенс. Може да предизвика сериозни телесни оштетувања.Кога се изведува овој процес  се препорачува  хемиски отпорен респиратор , како и заштита за очи, дебели, тешки хемиски отпорни ракавици  и  долги ракави  т.е лабораториски мантил.

Потребни материјали:

Пред да го направите горивото, треба да го филтрирате вашето масло од фритезата. Најдобро е со филтер од 50 микрони(некои луѓе  воопшто не филтрираат-едноставно го оставаат да се смири неколку дена и ја отстрануваат тињата што се таложи на дното).Најдобро е првин да се извадат големите честички пред да поминат низ филтерот,можеби со обично платно.

Катализатор: NaOH (натриум хидроксид) или KOH (калиум хидроксид).

Разликата? KOH подобро се раствора во метанолот и NaOH има тенденција да го направи финалниот нуспроизвод (глицерин) повеќе згрутчен. NаОН е поефтин!

Метанол

Ова е најскапиот реактант  од процесот, но  сепак  се исплаќа , бидејќи додавате само 20% метанол на количината  масло   што ја користите.

Метанолот и калиум хидроксидот се  мешаат за да се подготви калиум метоксид, а потоа се додаваат во маслото, кое е загреано на околу 50°C ,во пластична туба која  се тресе (клумка) што подолго.

Можеби ќе треба да ја отворите тубата еднаш или двапати за да го намалите притисокот, бидејќи се случуваат хемиски реакции и притисокот треба некаде да излегува.

На крајот, смесата се остава преку ноќ да се смири, формирајќи два слоја: фаза на биодизел (горниот слој) и фаза богата со глицерин.

Индустрискиот начин  е потполно ист:метанолот и калиум хидроксидот се претходно измешани за да се подготви калиум метоксид, а потоа се додаваат во маслото во реакторот со брзина на мешање од 400 вртежи во минута за 2 часа на 50 °C. Молскиот однос на маслото и метанолот е 1:10.Глицеролот се испушта од долниот вентил,по принципот на работа на одделителна инка!

Биодизелот е компатибилен со постоечките дизел мотори и дистрибутивната инфраструктура. Сепак, тој обично се меша со петродизел (обично на помалку од 10%) бидејќи повеќето мотори не можат да работат на чист биодизел без модификација.