Produkcja Bioestru

Produkcja Biodiesla

Biodiesel

    Biodiesel w swoich właściwościach jest bardzo podobny do normalnego diesla. Podstawowa różnica to surowiec użyty do produkcji. Biodiesel produkowany jest ze wszystkich znanych olejów roślinnych, zużytych olejów, a także tłuszczów zwierzęcych. Oleje te poddawane są w procesie produkcyjnym transestryfikacji. W trakcie procesu chemicznego następuje wytrącenie zawartej w oleju gliceryny wskutek działania metanolu. W wyniku transestryfikacji otrzymujemy ester metylu. Dodatkowo otrzymujemy wartościowy produkt uboczny - glicerynę. Gliceryna charakteryzuje się bardzo wszechstronnym zastosowaniem: kosmetyki, pianka poliuretanowa, ciecz hamulcowa, barwniki, zmiękczacze do filmów.

Zalety biodiesla

    Biodiesel jest odnawialnym źródłem energii, charakteryzuje się zdecydowanie niższą emisją węglowodoru i sadzy; w przypadku CO2 jest neutralny. Biodiesel jest również bardziej bezpieczny w transporcie i magazynowaniu (temperatura zapłonu 170°C). Ponadto jest mieszalny z normalnym olejem napędowym.

Zastosowanie biodiesla

    Biodiesel jest stosunkowo nowym produktem na rynku, ale w bardzo szybkim tempie zdobywa uznanie klientów. W Polsce nie jest jeszcze zbyt popularny ale w Niemczech działa 1200 stacji tankujących biodiesla. Paliwem tym napędzanych jest ponad 150.000 pojazdów. Rozwój ten możliwy jest dzięki ulgom podatkowym a także dzięki nowym technologiom produkcyjnym opracowanym przez firmę BioKing, czyniącym produkcję biodiesla efektywniejszą i tańszą.

Jak można produkować biodiesel?

    Biodiesel powstaje w procesie transestryfikacji, w którym zawarta w oleju gliceryna jest przekształcana wskutek działania katalizatora w alkohol. Technologia firmy BioKing zakłada stosowanie NaOH lub KOH jako katalizatora. Gwarantuje to uzyskanie biodiesla wysokiej jakości. Także własne obserwacje i eksperymenty użytkowników urządzeń BioKing mogą prowadzić do udoskonalenia procesu produkcyjnego.

Trzy podstawowe składniki: olej - alkohol - katalizator

Olej

    Podstawowym surowcem do produkcji biodiesla jest olej roślinny lub tłuszcze zwierzęce. Producenci biodiesla na własne potrzeby bardzo często wykorzystują różnego rodzaju tłuszcze odpadowe (np. olej od frytek), które można uzyska gratis lub za niewielką odpłatnością. W przypadku produkcji na skalę przemysłową najkorzystniej jest wykorzystać oleje roślinne zakupione bezpośrednio w zakładach tłuszczowych.

Alkohol

    Drugim składnikiem jest alkohol. Do przerobu zużytych tłuszczów roślinnych stosuje się z reguły metanol. Natomiast w przypadku świeżych olejów można stosować etanol. Firma BioKing poleca jednak stosowanie metanolu. Należy zaznaczyć ,że metanol jest zdecydowanie bardziej toksyczny niż etanol. Należy unikać wdychania, chronić skórę i oczy. Pomieszczenie musi posiadać odpowiednią wentylację.

Katalizator

    Trzecim składnikiem jest katalizator. Można stosować zarówno KOH jak i NaOH (soda kaustyczna). Jeśli stosujemy KOH, wtedy uzyskana gliceryna jest mniej toksyczna. NaOH (soda kaustyczna) jest tańsza i bezpieczniejsza w użytkowaniu. Z tego powodu we wszystkich instrukcjach zalecamy stosowanie NaOH. W przypadku NaOH należy stosować substancję o czystości powyżej 96%. KOH o Takim stężeniu nie występuje. Stężenie 92% jest już wystarczające. Zarówno KOH jak i NaOH są substancjami toksycznymi i należy zachować podobne środki ostrożności jak w przypadku alkoholu.

Jakość oleju

    Im czystszy olej tym łatwiej uzyskać wysokiej jakości biodiesel

    Kolor, przejrzystość i zapach są ważnymi kryteriami. Jasny, klarowny i przejrzysty olej jest najlepszy. Ciemny, mętny i nieprzyjemnie pachnący olej jest mniej stosowny. W przypadku oleju niższej wartości należy najpierw przeprowadzić test. W przypadku zadawalających efektów podjąć dalszą produkcję. Instrukcje uwzględniają najprostszy sposób produkcji biodiesla. To nie jest skomplikowane. Zastosowanie oleju niskiej jakości bądź zanieczyszczonego komplikuje proces produkcyjny.

Zawartość wody w oleju

    Zbyt duża zawartość wody w oleju utrudnia proces transestryfikacji. Jesli dodatkowo zastosujemy zbyt dużą ilość katalizatora może powstać rodzaj żelowatej substancji. Zawartość wody w oleju można ustalić za pomocą drogich urządzeń labolatoryjnych. Jednak dla naszych potrzeb można przeprowadzić bardzo prosty test: 0,5 litra oleju podgrzewamy do temperatury 50C. Jeśli w tej temperaturze powstają pęcherzyki i oraz odgłos syczenia oznacza to, że zawartość wody jest zbyt wysoka. Jeśli w temperaturze 60C nie ma tych objawów to zawartość wody jest w normie.

Miareczkowanie:

    Przed podjęciem produkcji biodiesla należy ustalić, ile metanolu i katalizatora należy dodać do oleju roślinnego. Metanol stosujemy 200-220 ml na litr oleju. Dodatek katalizatora jest zmienny. W przypadku świeżego oleju roślinnego stosuje się 5 gramm NaOH na litr oleju, aby uzyskać pełną wymianę gliceryny. Do olejów odpadowych wystarcza również ta sama ilość, ale dla neutralizacji niezwiązanych kwasów tłuszczowych wymagane jest zwiększenie ilości katalizatora. Ilość niezwiązanych kwasów tłuszczowych określa się poprzez miareczkowanie.

Potrzebujemy:

- 10 ml alkoholu izopropylowego,

- olej o temperaturze 45°C,

- roztwór fenoloftaleiny (0,2 - 0,4 %),

- katalizator NaOH albo KOH,

- woda destylowana,

- szklane naczynia,

- termometr,

- strzykawki jednorazowe do dozowania,

- 1-litrowy zbiornik pomiarowy,

- waga z podziałką 0,1 grama albo lepiej 0,01 grama.

Przebieg procesu miareczkowania:

    Rozpuścić jeden gram katalizatora w jednym litrze destylowanej wody. Ten roztwór to titrat. Soda kaustyczna (NaOH) rozpuszcza się bardzo powoli. Z pojemnika z wodą destylowaną zabrać niewielką ilość (ok. 50 ml) i mieszać z jednym gramem NaOH aż do całkowitego rozpuszczenia cząsteczek NaOH. Ten roztwór dodać z powrotem do pojemnika z jednym litrem wody destylowanej. Ten roztwór można wykorzystać do miareczkowania dopiero w kolejnych tygodniach.

    Ważenie składników należy przeprowadzić przy zachowaniu szczególnej dokładności. Aby wyeliminować błędy pomiaru można przeprowadzi proces z użyciem 3 litrów wody i 3 gramami NaOH. Błąd przy ważeniu rzędu 0,2 grama ma tu mniejsze znaczenie niż w przypadku jednego litra wody. Jeśli nie ma wagi do dyspozycji można ważenie przeprowadzić w aptece. Soda kaustyczna (NaOH) jest substancją silnie higroskopijną. Należy pamiętać o dokładnym zamknięciu opakowania, z którego została zabrana część NaOH.

Etapy miareczkowania:

1. Za pomocą strzykawki jednorazowej napełnić szklany pojemnik 10 ml alkoholu izopropylowego. Proszę zwrócić uwagę, aby w strzykawce nie było pęcherzyków powietrza; dokładnie dozować.

2. Podgrzać niewielką ilość przeznaczonego do testowania oleju do temperatury 45°C. Za pomocą strzykawki odciągnąć 1 ml podgrzanego oleju i wymieszać dokładnie z alkoholem izopropylowym. Powstaje żółtawe zabarwienie.

3. Dokładnie odmierzyć 1 ml oleju.

4. Dodać 2-3 krople roztworu indykatora (wskaźnika) pH (fenoloftaleina). Ostrożnie dodać wodny roztwór katalizatora do szklanego pojemnika. Ciecz poruszać lekko po okręgu. Kolor zmienia się na lekko różowy, ale po chwili staje się znów żółty. Ciągle potrząsać pojemnikiem, tak aby ciecz poruszała się po okręgu.

    Bardzo ważna jest długość zmiany koloru cieczy. Przy kolorze stabilnym przez 30 sek. Osiągnięto wart pH 8,5. Proszę zanotować ilość miareczkowanego roztworu katalizatora.

    Zalecane jest 2-3 krotne powtórzenie miareczkowania. Jeśli mamy do dyspozycji miernik pH, można zrezygnować z roztworu indykatora pH. Jeśli uzyskaliśmy wielkość pH 8,5, znaczy to, że zastosowaliśmy odpowiednią dawkę NaOH i miareczkowanie jest zakończone.

    Wyniki miareczkowania można oceniać i wartościować:

- 0-3 ml bardzo dobra jakość oleju,

- 3-6 ml średnia jakość oleju, olej stosowny do produkcji biodiesla,

- 6 ml i więcej niska jakość oleju, biodiesel o ograniczonym zastosowaniu.

    Należy pamiętać, aby stosować strzykawki zawsze do tych samych substancji. W przeciwnym wypadku mogą wystąpić błędy miareczkowania.

Przebieg testu:

    Niezależnie od wyniku miareczkowania zaleca się przeprowadzenie testu z jednym litrem oleju. Jeśli w trakcie analizy popełniono błąd można to teraz skorygować. Produkcja 1 litra biodiesla jest bardzo prosta. Przyjmujemy, że do analizy zastosujemy 4 ml titratu.

    Bierzemy jasne, przezroczyste naczynie (ok. 1,5 litra), zamykane (np. zakręcana butelka od napoju). Napełniamy naczynie 220 ml metanolu i dodajemy 9 gram NaOH, a następnie mieszamy aż do całkowitego rozpuszczenia cząsteczek.

- 220 ml metanolu

- 5 gram NaOH (dla nowego oleju)

- 4 gramy NaOH (wynik analizy)

    Zamykamy pojemnik i mieszamy do całkowitego rozpuszczenia NaOH.

    Następnie podgrzewamy jeden litr oleju do temperatury 45°C. Podgrzany olej przelewamy ostrożnie do szklanego pojemnika z roztworem metanolu i NaOH. Cała zawartość pojemnika powinna być następnie intensywnie mieszana przez 10-15 minut, a następnie odstawiona. W ciągu jednej godziny nastąpi oddzielenie biodiesla i gliceryny. Ciężka gliceryna (gęstość 1,2) osiądzie na dnie pojemnika, biodiesel (gęstość 0,9) będzie znajdował się na powierzchni.

Ocena : dobrze albo źle

    W przypadku prawidłowo przeprowadzonego testu można zauważyć wyraźną linię podziału pomiędzy dwoma cieczami. Wytrącona gliceryna powinna zajmować 10% łącznej objętości.

    Jeśli wystąpiła mniejsza ilość gliceryny oznacza to, że zastosowano za mało katalizatora. Należy przeprowadzić jeszcze jedną próbę, zwiększając o 0,5 lub 1 gram ilość NaOH.

    Jeśli linia podziału nie jest zarysowana wyraźnie, a także powstaje mydlana warstwa pomiędzy cieczami, oznacz to zastosowanie zbyt dużej ilości katalizatora. Należy przeprowadzić drugą próbę z mniejszą ilością katalizatora.

    Jeśli powstały grudki w biodieslu, oznacza to prawdopodobnie błąd w trakcie miareczkowania. Należy powtórzyć miareczkowanie. Jeśli w drugiej próbie nie zaobserwujemy poprawy, nie należy przeznaczać tego oleju do produkcji biodiesla.

    W przypadku produkcji na większą skalę czas oczekiwania wynosi 12-24 godziny. W mniejszym pojemniku wystarczy jedna godzina aby przekonać się o poprawności doboru chemikaliów. Na dnie pojemniku znajduje się płynna gliceryna, a linia podziału jest wyraźna. Kolor biodiesla zależy od rodzaju zastosowanego oleju. Z reguły biodiesel jest lekko żółtawy. Biodiesel może byc klarowny, a także lekko mętny. Po dłuższym czasie (12-24 godziny biodiesel stanie się bardziej klarowny.

Uwaga:

    Metanol, roztwór metanol/ katalizator i NaOH są bardzo niebezpiecznymi substancjami chemicznymi. Przed użyciem zapoznać się ze znajdującymi się na opakowaniach wskazówkami dot. Środków ostrożności. Prace przeprowadzać zawsze w odpowiednio wentylowanych pomieszczeniach. Proszę stosować przewidziane środki bezpieczeństwa (rękawice, maski, okulary)

Produkcja zbiornika 100- lub 300- litrowego.

    Po pozytywnym zakończeniu testu przechodzimy do produkcji biodiesla z wykorzystaniem technologii i urządzeń BioKing. Można zastosować reaktory ze stali szlachetnej o pojemności 100 lub 300 litrów. Urządzenia BioKing pracują w systemie półautomatycznym i są proste w obsłudze. Z instrukcją BioKing każdy może produkować biodiesel. W poniższym przykładzie zaprezentujemy pracę urządzenia 300- litrowego.

1.Napełniamy zbiornik 300 litrami oleju roślinnego.

2.Uruchamiamy ogrzewanie i podgrzewamy olej do temperatury 45°C.

Ogrzewania nie wolno załączać przy pustym lub półpełnym zbiorniku- grozi to uszkodzeniem elementów grzewczych.

3. W trakcie podgrzewania oleju można przygotować mieszaninę katalityczną (metanol+ katalizator). Do zbiornika mieszania wstępnego dozujemy 15 litrów metanolu i dodajemy wyliczoną ilość NaOH.

4. Mieszamy methoxid dopóki cząsteczki NaOH nie rozpuszczą się całkowicie. Następnie napełniamy zbiornik mieszania wstępnego do 66 litrów.

5. W międzyczasie olej osiąga 45°C. Dodajemy methoxid do oleju i mieszamy. Na ta czynność przewidziano 1 godzinę; po tym czasie urządzenie wyłączy się automatycznie.

6. Po 1-2 godzinach oczekiwania można upuścić glicerynę z dna zbiornika. Po dalszych 8 godzinach upuszczamy resztki gliceryny. Biodiesel jest gotowy do przepłukiwania.

Przepłukiwanie biodiesla

    Przepłukiwanie jest ważną czynnością dla poprawy jakości biodiesla. Nasze paliwo jest jeszcze alkaliczne i może zawierać nierozpuszczone cząsteczki NaOH. W wyniku przepłukiwania usuwamy niepożądane składniki i uzyskujemy pH-neutralny biodiesel (pH 7). W procesie przepłukiwania usuwamy mydlaste pozostałości, cząsteczki ciał stałych, inne zanieczyszczenia, oraz przede wszystkim nadmiar metanolu. Tutaj nasuwa się spostrzeżenie, że metanol jest bardzo dobrym paliwem. Zgadza się, ale jest zbyt dobrym paliwem. Może doprowadzić do uszkodzenia systemu wtrysków. Z tego powodu metanol należy starannie usunąć.

    Zintegrowany w procesie BioKing system przepłukiwania skutecznie oczyszcza biodiesel.

1. Do reaktora podpinamy wąż ogrodowy i otwieramy zawór. W ciągu 0,5 godziny przez biodiesel przepływa ok. 30 litrów wody. Woda o gęstości 1 jest cięższa od biodiesla (gęstość 0,9) i powoli osiada na dnie zabierając zanieczyszczenia

Uwaga:

Woda ciepła i miękka oddziaływuje o wiele skuteczniej niż zimna i twarda. Najlepiej stosować deszczówkę podgrzaną przez kolektor słoneczny.

2. Następnie pozostawiamy biodiesel w zbiorniku, aby woda oczyściła paliwo.

3. Odpuszczamy wodę z dna zbiornika. Należy delikatnie otworzyć zawór, aby woda spłynęła powoli i nie powstały zawirowanie, które mogą prowadzić do ponownego wymieszania biodiesla z wodą.

4. Przepłukiwanie można jeszcze 1-2 razy powtórzyć aż biodiesel osiągnie neutralną wartość pH 7. Wartość pH kontrolujemy za pomocą specjalnego urządzenia lub papierkiem wskaźnikowym.

5. Na koniec należy upuścić resztki wody i przepompować biodiesel do zbiornika magazynowego. Paliwo należy pompować przez system filtrów, aby usunąć ostatnie zanieczyszczenia. Teraz można osuszać (usuwać resztki wody)biodiesel.

Osuszanie biodiesla:

    Większość wody została usunięta poprzez zintegrowany system odprowadzania wody. Biodiesel zawiera jednak jeszcze minimalną ilość wody. Woda ta powoduje lekkie mętnienie. Najprostszym naturalnym sposobem osuszenia biodiesla jest wystawienie paliwa na otwartym powietrzu na 2-3 dni. Działanie słońca lub podgrzewanie do 45°C przyspieszają ten proces. Jeśli po schłodzeniu występuje znowu mętnienie biodiesla, oznacza to że nie został starannie przepłukany. W tym wypadku należy powtórzyć przepłukiwanie i osuszanie.

Biodiesel jest już gotowy.

    Biodiesel jest już gotowy i może być tankowany. Można go stosować w postaci czystej ewentualnie mieszać z tradycyjnym olejem napędowym w dowolnych proporcjach. Zimą w okresie mrozów biodiesel staje się bardziej gęsty niż olej napędowy. Wtedy należy domieszać 20-30 % tradycyjnego oleju napędowego. Jeśli po raz pierwszy uruchamiamy silnik na nowym paliwie, należy pamiętać, że biodiesel przemywa zbiornik. Znajdujące się w zbiorniku cząsteczki zostaną rozpuszczone i wraz z paliwem znajdą się w komorach spalania. Jeśli pusty zbiornik zostanie po raz pierwszy napełniony niewielką ilością biodiesla może dojść do niedrożności w układzie paliwowym. Należy zatem zaczynać z 20% domieszką biodiesla; ilość tą należy stopniowo zwiększać. Mamy nadzieję, że ta instrukcja udowodniła, że każdy jest w stanie produkować biodiesel. Jakość biodiesla zależna jest przede wszystkim od jakości zastosowanego surowca. Metoda firmy BioKing jest prosta i praktyczna.

Testy do oceny jakości biodiesla

Test 1: klarowność

    Szklaną butelkę napełniamy jednym litrem biodiesla. Powinien być tak przejrzysty, aby przez butelkę można było czytać gazetę. Jeśli zmętnienie jest zbyt silne oznacza to, że w biodieslu znajdują się jeszcze zanieczyszczenia (woda, gliceryna). Tego w naszym paliwie być nie powinno.

Test 2: mieszalność

    Do jednego litra biodiesla dodajemy 0,1 l. wody i mieszamy całość przez jedną minutę poprzez silne potrząsanie. Po odstawieniu naczynia na 5-10 minut woda powinna osiąść na dnie. Nie powinno być żadnej mydlanej warstwy pomiędzy obu cieczami. Jeśli mimo wszystko widać taką warstwę oznacza to, że biodiesel nie został starannie przepłukany. Jeśli biodiesel i woda nie oddzielają się zbyt szybko od siebie świadczy to o niskiej jakości zastosowanego oleju.

Test 3: zapach

    Wąchamy próbkę biodiesla. Powinna mieć zapach zbliżony do oleju roślinnego. Nie może to być zapach alkoholu.

    Jeśli 3 testy dały pozytywny wynik oznacza to, że został wyprodukowany biodiesel wysokiej jakości. Wartość pH powinna wynosić ok. 7.

źródłem powyższych informacji jest strona



http://www.ecurex.pl/index.php?id=06&id2=01

skopiowałem te informacje w celu ich przetrwania w internecie i obawy o znikniecie źródłowej strony w przyszłości
jako moją przychylność podaję link reklamowy do zakupu gotowego zestawu do produkcji ze strony źródłowej powyższego artykułu

http://www.ecurex.pl/index.php?id=06&id2=02