Storia del biodiesel, proprietà, tipi, vantaggi, svantaggi

Lui Biodiesel È un combustibile di origine naturale che si ottiene reagendo oli vegetali o grassi animali con alcoli a bassa massa molecolare. Questa reazione si chiama transcessificazione; Cioè, si formano nuovi esteri di acidi grassi (chiamati anche esteri alchilici di scimmia) dai trigliceridi originali.

In altri contesti invece di usare la parola "transizione", si dice che la biomassa subisca un alcolis, perché viene trattata con alcoli; Tra questi e prevalentemente, metanolo ed etanolo. È così comune usare il metanolo per produrre questo biocarburanto che è quasi sinonimo di lo stesso.

Fornitore di biodiesel B5. Fonte: pxhere.

Il biodiesel è un'alternativa verde per l'uso di carburante diesel, diesel o petrodiésel (evidenziando anche più di quanto la sua composizione è costituita da idrocarburi petroliferi). Tuttavia, le sue proprietà e la qualità in termini di rendimenti nei motori diesel non differiscono troppo, quindi entrambi i carburanti sono miscelati in proporzioni diverse.

Alcune di queste miscele possono essere più ricche di biodiesel (B100, ad esempio) o più ricche di petrodiésel (con solo 5-20% di biodiesel). In questo modo, il consumo diesel si estende quando il biodiesel viene introdotto sul mercato; Ma non prima di superare una serie di problemi etici, produttivi ed economici.

Da un semplice punto di vista, se un liquido può essere ottenuto dall'olio in grado di bruciare e generare energia per spostare le macchine, perché non un olio di origine naturale? Tuttavia, di per sé questo non è sufficiente: dovresti ricevere un trattamento chimico se si desidera competere o essere a livello di combustibili fossili.

Quando questo trattamento viene effettuato con idrogeno, si parla di una raffinatezza di olio vegetale o grasso animale; Il suo grado di ossidazione è ridotto o le sue molecole sono frammentate. Mentre nel biodiesel, invece dell'idrogeno, vengono utilizzati gli alcoli (metanolo, etanolo, propanolo, ecc.).

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Storia

Reazione di transterificazione

La risposta per il primo problema che i carburanti di origine biologica avrebbero dovuto affrontare è già stata scoperta in passato. Lì nel 1853 due scienziati e. Duffy e J. Patrick, raggiunse la prima transizione di un olio vegetale, anche molto prima che Rudolf Diesel marciasse al suo primo motore funzionale.

In questo processo di transesterificazione, i trigliceridi di oli e/o grassi reagiscono con gli alcoli, principalmente metanolo ed etanolo, per originare gli esteri di acidi grassi metil ed etilici, oltre al glicerolo come prodotto secondario come prodotto secondario. Un catalizzatore di base come KOH viene utilizzato per accelerare la reazione.

Il punto più importante della transterificazione dei grassi è che ottant'anni dopo uno scienziato belga, chiamato G. Chavanne reindirizzerebbe questa reazione per ridurre la viscosità elevata e controproducente degli oli vegetali.

Rudolf Diesel e il suo motore

Il motore diesel emerse nel 1890, già alla fine del XIX secolo, in risposta ai limiti delle macchine a vapore. Ha raccolto tutto ciò che desiderava un motore: potenza e durata. Ha anche lavorato con qualsiasi tipo di carburante; E per l'ammirazione di Rudolf stesso e del governo francese, poteva lavorare con oli vegetali.

Essendo i trigliceridi dell'energia, era logico. Il diesel ha sostenuto l'uso diretto di questi oli, poiché ha visto con buoni occhi che gli agricoltori potevano elaborare i propri carburanti in luoghi molto lontani per i depositi di petrolio.

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Il primo modello funzionale del motore diesel fu un successo nella sua presentazione il 10 agosto 1893 ad Augusta, in Germania. Il suo motore ha lavorato con olio di arachidi, poiché Rudolf Diesel credeva fermamente che gli oli vegetali potessero competere con combustibili fossili; Ma come sono stati brutalmente perseguiti, senza successivi trattamenti.

Questo stesso motore che ha lavorato con olio di arachidi è stato presentato alla mostra mondiale di Paris nel 1900. Tuttavia, non ha suscitato così tanto l'attenzione perché ormai il petrolio era una fonte di carburante molto più accessibile ed economica.

Petrodiésel

Dopo la morte di Diesel nel 1913, il diesel (diesel o petrolio) fu ottenuto dal raffinamento del petrolio. E poi il modello di motore diesel progettato per l'olio di arachidi doveva adattarsi e ricostruire per lavorare con questo nuovo carburante, che era meno viscoso di qualsiasi altro olio vegetale o biomassa.

Fu così che il Petrodiél vinse per diversi decenni in quanto era l'alternativa più economica. Era semplicemente pratico seminare grandi ettari di masse vegetali per raccogliere i loro oli, che alla fine perché erano così viscosi finirono per causare problemi con i motori e non corrispondevano alle stesse rese ottenute con benzina.

Il problema con questo combustibile fossile era che aumentava la contaminazione dell'atmosfera e dipendeva anche dall'economia e dalla politica delle attività petrolifere. Data l'impossibilità di ricorrere ad esso, in alcuni contesti gli oli vegetali sono stati usati per mobilitare veicoli e macchinari pesanti.

Biocarburanti nella seconda guerra mondiale

Quando il petrolio iniziò a scarsi olio nella seconda guerra mondiale sulla scia del conflitto, diversi paesi avevano bisogno di ricorrere agli oli vegetali; Ma hanno dovuto affrontare il danno di centinaia di migliaia di motori a causa della differenza di viscosità che non poteva tollerare il loro design (anche meno se avessero emulsionato l'acqua).

Dopo la guerra, le nazioni dimenticarono di nuovo gli oli vegetali e riprese la pratica di bruciare solo benzina e petrodié.

Nascita del biodiesel

Il problema della viscosità era stato risolto dallo scienziato belga G. Chavanne nel 1937, che concedevano un brevetto con il loro metodo per ottenere esteri etilici di acidi olio grassi trattati con etanolo.

Si può dire, quindi, che il biodiesel è nato formalmente nel 1937; Ma la loro pianta di massa e la produzione hanno dovuto aspettare fino al 1985, condotte in un'università agricola austriaca.

Presentando questi oli vegetali alla transesterificazione, il problema della viscosità è stato finalmente risolto, abbinando il petrodiée nelle prestazioni e anche rappresentando un'alternativa verde sopra questo.

Proprietà

Le proprietà del biodiesel dipendono a livello globale dalla materia prima con cui si è verificata. Può avere colori che variano dall'oro, all'aspetto marrone scuro e fisico che dipende dal processo di produzione.

In termini generali è un combustibile con buona lubicità, che riduce il rumore dei motori, allunga la loro vita e richiede investimenti più bassi per la sua manutenzione.

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Ha un punto di accensione superiore a 120 ° C, il che significa che fintanto che la temperatura esterna non supera questo, non vi è alcun rischio di incendio; Cosa che non accade con il diesel, che può bruciare anche a 52 ° C (molto facile da ottenere per una sigaretta di accensione).

Poiché manca di idrocarburi aromatici come benzene e toluene, non rappresenta un rischio cancerogeno in caso di fuoriuscita o esposizione prolungata.

Inoltre non ha lo zolfo nella sua composizione, quindi non produce gas inquinanti così₂ Né così₃. Se miscelato con diesel, gli dà un carattere lubrificante rispetto a quello dei suoi composti di zolfo naturale. In effetti, lo zolfo è un elemento indesiderabile e quando il diesel è desolfura perde lubrificazione che deve recuperare con il biodiesel o altri additivi.

Ottenimento e produzione

Il biodiesel è ottenuto da oli vegetali o grassi animali trasferiti. Ma quale di tutti deve costituire la materia prima? Idealmente, quello che genera maggiori quantità di petrolio o grasso da un'area di coltura inferiore; che in termini più appropriati, sarebbe il numero di ettari occupati dal suo campo di coltivazione.

Un buon biodiesel dovrebbe provenire da un raccolto (cereali, semi, frutta, ecc.) che produce grandi volumi di olio da piccoli campi; Altrimenti, sarebbe necessario che le loro colture coprano interi paesi e non sarebbero economicamente validi.

Raccolto la biomassa, l'olio deve essere estratto in seguito attraverso infinito di processo; Tra questi, ad esempio, c'è l'uso di fluidi supercritici per trascinare e sciogliere l'olio. Una volta ottenuto l'olio, è sottoposto a transesterificazione per ridurre la sua viscosità.

La transterificazione si ottiene mescolando l'olio con metanolo e una base nei reattori batch, sia sotto ultrasuoni, fluidi supercritici, agitazioni meccaniche, ecc. Quando viene utilizzato il metanolo, si ottengono brete accurate di acidi grassi (fama) Estere metil di acido grasso).

Se, al contrario, viene utilizzato l'etanolo, verranno ottenuti esteri etilici degli acidi grassi (FAEE). Sono tutti questi esteri e i loro atomi di ossigeno che caratterizzano il biodiesel.

Metanolo e glicerolo

Il metanolo è l'alcool prevalentemente usato come materia prima nella produzione di biodiesel; E il glicerolo, d'altra parte, è un sottoprodotto che potrebbe essere utilizzato per supportare altri processi industriali e quindi fare la produzione di biodiesel.

Il glicerolo proviene da molecole di trigliceridi originali, che viene sostituita dal metanolo per causare tre fama.

Tipi di biodiesel

Oli o grassi diversi hanno i propri profili di acidi grassi; Pertanto, ogni biodiesel ha un diverso prodotto mono alquilico di transesterificazione. Anche così, dal momento che questi esteri difficilmente differiscono nelle lunghezze delle loro catene gassate, i combustibili risultanti non mostrano grandi oscillazioni tra le loro proprietà.

Quindi non vi è alcuna classificazione per il biodiesel, ma una diversa efficienza e redditività secondo la fonte di petrolio o grasso selezionato per la sua produzione. Tuttavia, ci sono miscele di biodiesel-peestosel, poiché entrambi i carburanti possono essere miscelati e sono miscibili tra loro, contribuendo con le loro qualità benefiche per il motore.

Si dice che il biodiesel puro sia B100; che è pari allo 0% di petrodiesel nella sua composizione. Poi ci sono altre miscele:

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- B20 (con Petrodiesel all'80%).

- B5 (con petrodiesel al 95%).

- B2 (con petrodiesel al 98%).

Le auto assemblate prima del 1996 non potevano usare B100 sui loro motori senza dover riempire determinati componenti che si sono deteriorati a causa della loro azione solvente. Tuttavia, anche oggi ci sono modelli automobilistici che non acconsentono nella loro fabbrica garantiscono grandi concentrazioni di biodiesel, quindi raccomandano di utilizzare miscele minori che B20.

Vantaggi

Una serie di vantaggi che il biodiesel su Petrodiésel ha un'alternativa verde e attraente:

- È ottenuto dalla biomassa, materia prima che è rinnovabile e che viene spesso persa come rifiuti.

- È biodegradabile e non è tossico. Pertanto, non contaminerà i terreni o i mari se si versano accidentalmente.

- Il suo punto di accensione più alto lo rende più sicuro durante la conservazione e il trasporto.

- Non produce gas serra perché il CO₂ rilasciato rappresenta la stessa quantità di quella assorbita dalle piante. Grazie a questo, incontra anche il protocollo Kyoto.

- Incentivi Attività rurali per la piantagione di colture da cui viene estratto l'olio vegetale.

- Può verificarsi anche dall'olio fritto. Questo punto lo favorisce molto perché il petrolio riciclato, domestico o dei ristoranti, invece di scartare e contaminare le acque sotterranee, può essere utilizzato per produrre più combustibile verde.

- Rappresenta un percorso per diventare a lungo termine di petrolio e i suoi derivati.

- Lascia meno residui durante la combustione.

- Le alghe batteriche sono, oltre a semi di soia e semi di girasole, una promettente fonte di biodiesel (e indesiderabile per molti).

Inconvenienti

Non tutto è perfetto con questo carburante. Il biodiesel presenta anche limiti che devono essere superati se si desidera sostituire il petrodiél. Alcune di queste limitazioni o inconvenienti del suo utilizzo sono:

- Ha una temperatura di solidificazione più elevata, il che significa che a basse temperature diventa un gel.

- La sua potenza del solvente può porre fine alla schiuma naturale di gomma e poliuretano presente nelle auto di montaggio prima del 1990.

- È più costoso di petrodiésel.

- Aumenta i prezzi delle colture e gli alimenti perché incorporano un valore aggiunto se usato come materia prima biodiesel.

- A seconda della biomassa potresti aver bisogno di molti ettari di coltivazione, il che significherebbe la presa di ecosistemi al di fuori di questo scopo, e quindi influirebbe sulla fauna selvatica.

- Sebbene non produca gas di zolfo durante la sua combustione, rilascia concentrazioni più elevate di ossidi di azoto, non_X.

- Verranno utilizzate grandi quantità di cibo, che invece di soddisfare le carestie sarebbero assegnate alla produzione di biodiesel.

Riferimenti

1. Wikipedia. (2019). Biodiesel. Recuperato da: in.Wikipedia.org
2. Penelope. (28 dicembre 2011). Biodiesel: vantaggi e svantaggi. Twenergy. Recuperato da: Twenergy.com
3. Renovetec. (2013). Biodiesel. Estratto da: Debimasa Plants.netto
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5. Scott Hess.   (2019).   Come funziona il biodiesel.  Howstuffwork.   Recuperato da: auto.Howstuffwork.com
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