biodiesel Este un combustibil de origine naturală care se obține prin reacția uleiurilor vegetale sau a grăsimilor animale cu alcooli cu greutate moleculară mică. Această reacție se numește transesterificare; adică, noi esteri ai acizilor grași (numiți și esteri monoalchilici) se formează din trigliceridele originale.
În alte contexte, în loc să folosească cuvântul „transesterificare”, se spune că biomasa suferă alcooliză, deoarece este tratată cu alcooli; printre ele și predominant, metanolul și etanolul. Utilizarea metanolului pentru a produce acest biocombustibil este atât de comună încât este aproape sinonimă cu acesta.
Biodieselul este o alternativă verde pentru utilizarea motorinei, motorinei sau petrolului (subliniind și mai mult faptul că compoziția sa constă din hidrocarburi petroliere). Cu toate acestea, proprietățile și calitatea lor în termeni de performanță la motoarele diesel nu diferă prea mult, astfel încât ambii combustibili sunt amestecați în proporții diferite.
Unele dintre aceste amestecuri pot fi mai bogate în biodiesel (B100, de exemplu) sau mai bogate în petrodiesel (cu doar 5-20% biodiesel). În acest fel, consumul de motorină se răspândește pe măsură ce biodieselul este introdus pe piață; nu fără a depăși mai întâi o serie de probleme etice, productive și economice.
Dintr-un punct de vedere simplu, dacă uleiul poate fi obținut ca un lichid capabil să ardă și să genereze energie pentru a deplasa mașinile, de ce nu un ulei de origine naturală? Cu toate acestea, acest lucru singur nu este suficient: trebuie să primiți un tratament chimic dacă doriți să concurați sau să țineți pasul cu combustibilii fosili..
Când acest tratament se efectuează cu hidrogen, se vorbește despre un rafinament al uleiului vegetal sau al grăsimii animale; gradul său de oxidare este scăzut sau moleculele sale sunt fragmentate. În timp ce în biodiesel, în loc de hidrogen, se utilizează alcooli (metanol, etanol, propanol etc.).
Indice articol
Răspunsul la prima problemă cu care s-ar confrunta biocombustibilii a fost descoperit în trecut. În 1853, doi oameni de știință, E. Duffy și J. Patrick, au realizat prima transesterificare a unui ulei vegetal, chiar cu mult înainte ca Rudolf Diesel să pornească primul său motor funcțional..
În acest proces de transesterificare, trigliceridele uleiurilor și / sau grăsimilor reacționează cu alcooli, în principal metanol și etanol, pentru a produce esteri metilici și etilici ai acizilor grași, pe lângă glicerol ca produs secundar. Un catalizator de bază, cum ar fi KOH, este utilizat pentru a accelera reacția.
Cel mai important punct al transesterificării grăsimilor este că optzeci de ani mai târziu, un om de știință belgian, pe nume G. Chavanne, ar redirecționa această reacție pentru a reduce vâscozitatea ridicată și contraproductivă a uleiurilor vegetale..
Motorul diesel a apărut în 1890, deja la sfârșitul secolului al XIX-lea, ca răspuns la limitările motoarelor cu aburi. A reunit tot ce ți-ai dorit de la un motor: putere și durabilitate. De asemenea, a funcționat cu orice tip de combustibil; și spre admirația lui Rudolf însuși și a guvernului francez, el ar putea lucra cu uleiuri vegetale.
Fiind surse de energie a trigliceridelor, era logic să credem că atunci când arse vor elibera căldură și energie capabilă să genereze muncă mecanică. Motorina a susținut utilizarea directă a acestor uleiuri, deoarece a salutat faptul că fermierii își puteau procesa combustibilii în locuri foarte îndepărtate de câmpurile petroliere..
Primul model funcțional al motorului diesel a fost un succes când a fost dezvăluit la 10 august 1893, la Augusta, Germania. Motorul său funcționa cu ulei de arahide, deoarece Rudolf Diesel credea cu tărie că uleiurile vegetale ar putea rivaliza cu combustibilii fosili; dar, deoarece au fost prelucrate într-un mod brut, fără tratamente ulterioare.
Același motor care funcționa pe ulei de arahide a fost prezentat la Târgul Mondial de la Paris din 1900. Cu toate acestea, nu a atras atât de multă atenție, deoarece până atunci petrolul era o sursă de combustibil mult mai accesibilă și mai ieftină..
După moartea lui Diesel în 1913, motorina (motorină sau motorină) a fost obținută din rafinarea petrolului. Astfel, modelul de motorină diesel conceput pentru uleiul de arahide a trebuit să fie adaptat și reconstruit pentru a funcționa cu acest nou combustibil, care era mai puțin vâscos decât orice alt ulei vegetal sau de biomasă..
Acesta este modul în care petrolul diesel a predominat timp de câteva decenii ca fiind cea mai ieftină alternativă. Pur și simplu nu era practic să semeni hectare mari de mase vegetale pentru a-și colecta uleiurile, care, în cele din urmă, fiindcă erau atât de vâscoase, au ajuns să provoace probleme motoarelor și nu au egalat aceleași performanțe obținute cu benzina..
Problema cu acest combustibil fosil a fost că a crescut poluarea atmosferei și a depins, de asemenea, de economia și politica activităților petroliere. Având în vedere imposibilitatea de a recurge la acesta, în unele contexte uleiurile vegetale au fost folosite pentru a mobiliza vehicule grele și utilaje..
Când în cel de-al doilea război mondial petrolul a început să fie rar ca urmare a conflictului, mai multe țări au considerat necesar să recurgă din nou la uleiuri vegetale; dar au fost nevoiți să se ocupe de avarierea a sute de mii de motoare datorită diferenței de vâscozitate pe care proiectul lor nu o putea tolera (și chiar mai puțin dacă ar fi emulsionat apă).
După război, națiunile au uitat încă o dată de uleiurile vegetale și au reluat practica de a arde numai benzină și petrol.
Problema vâscozității fusese rezolvată la scară mică de către omul de știință belgian G. Chavanne în 1937, căruia i s-a acordat un brevet pentru metoda sa de a obține esteri etilici ai acizilor grași din uleiul de palmier tratat cu etanol..
Se poate spune, așadar, că biodieselul s-a născut formal în 1937; dar plantarea și producția în masă a trebuit să aștepte până în 1985, efectuată la o universitate agricolă austriacă.
Prin supunerea acestor uleiuri vegetale la transesterificare, problema vâscozității a fost în cele din urmă rezolvată, egalând performanța petrodieselului și chiar reprezentând o alternativă verde deasupra acestuia..
Proprietățile biodieselului depind la nivel global de materia primă cu care a fost produs. Poate avea culori care variază de la auriu până la maro închis, aspect fizic care depinde de procesul de producție.
În termeni generali, este un combustibil cu o bună lubrifiere, care reduce zgomotul motorului, îi prelungește durata de viață și necesită mai puține investiții pentru întreținere..
Are un punct de aprindere mai mare de 120 ° C, ceea ce înseamnă că atâta timp cât temperatura exterioară nu o depășește, nu există riscul de incendiu; ceva ce nu se întâmplă cu motorina, care poate arde chiar și la 52 ° C (foarte ușor de realizat pentru o țigară aprinsă).
Datorită lipsei de hidrocarburi aromatice, cum ar fi benzenul și toluenul, nu reprezintă un risc cancerigen în caz de vărsare sau expunere prelungită..
La fel, nu are sulf în compoziția sa, deci nu produce gaze poluante SODouă nici SO3. Când este amestecat cu motorină, îi conferă un caracter mai lubrifiant decât compușii săi naturali de sulf. De fapt, sulful este un element nedorit, iar atunci când motorina este desulfurată, pierde lubrifierea care trebuie recuperată cu biodiesel sau alți aditivi..
Biodieselul se obține din uleiuri vegetale transesterificate sau grăsimi animale. Dar care dintre toate ar trebui să constituie materia primă? În mod ideal, cel care generează cantități mai mari de ulei sau grăsime dintr-o zonă de creștere mai mică; că, în termeni mai adecvați, ar fi numărul de hectare care ocupă câmpul său cultivat.
Un biodiesel bun trebuie să provină dintr-o cultură (cereale, semințe, fructe etc.) care produce volume mari de ulei din câmpuri mici; în caz contrar, culturile lor ar trebui să acopere țări întregi și nu ar fi viabile din punct de vedere economic.
Odată ce biomasa a fost colectată, uleiul trebuie apoi extras prin procese infinite; printre ele, de exemplu, se numără utilizarea fluidelor supercritice pentru antrenarea și dizolvarea uleiului. Odată ce uleiul este obținut, acesta este supus transesterificării pentru a-și reduce vâscozitatea..
Transesterificarea se realizează prin amestecarea uleiului cu metanol și o bază în reactoare discontinue, fie cu ultrasunete, fluide supercritice, agitare mecanică etc. Când se utilizează metanol, se obțin esteri metilici ai acizilor grași (FAME): Ester metilic al acidului gras).
Dacă, pe de altă parte, se folosește etanol, se vor obține esteri etilici ai acizilor grași (FAEE). Toți acești esteri și atomii lor de oxigen caracterizează biodieselul.
Metanolul este alcoolul utilizat predominant ca materie primă în producția de biodiesel; iar glicerolul, pe de altă parte, este un produs secundar care ar putea fi utilizat pentru a sprijini alte procese industriale și, prin urmare, face productia de biodiesel mai profitabilă.
Glicerina provine din moleculele originale de trigliceride, care este înlocuită cu metanol pentru a provoca trei DMARD.
Diferite uleiuri sau grăsimi au propriile profiluri de acizi grași; prin urmare, fiecare biodiesel are diferiți esteri mono-alchilici ca urmare a transesterificării. Chiar și așa, deoarece acești esteri diferă cu greu de lungimile lanțurilor lor de carbon, combustibilii rezultați nu prezintă oscilații mari între proprietățile lor..
Deci, nu există o clasificare pentru biodiesel, ci mai degrabă o eficiență și o rentabilitate diferite, în funcție de sursa de ulei sau grăsime selectată pentru producția sa. Cu toate acestea, există amestecuri de biodiesel-petrodiesel, deoarece ambii combustibili pot fi amestecați și sunt amestecabili între ei, oferind calitățile lor benefice pentru motor..
Se spune că biodieselul pur este B100; care este egal cu 0% petrodiesel în compoziția sa. Apoi, există și alte amestecuri:
- B20 (cu 80% petrol).
- B5 (cu 95% petrodiesel).
- B2 (cu 98% petrol).
Mașinile construite înainte de 1996 nu puteau utiliza B100 în motoarele lor fără a fi nevoie să înlocuiască anumite componente care s-au deteriorat datorită acțiunii sale de solvent. Cu toate acestea, chiar și astăzi există modele de mașini care nu permit concentrații mari de biodiesel în garanțiile din fabrică, așa că recomandă utilizarea amestecurilor mai mici decât B20.
Mai jos este prezentată o defalcare a unei serii de avantaje pe care le are biodieselul față de petrol și care îl fac o alternativă verde și atractivă:
- Se obține din biomasă, o materie primă care este regenerabilă și care deseori se pierde ca deșeuri.
- Este biodegradabil și netoxic. Prin urmare, nu va polua solurile sau mările dacă este vărsat accidental.
- Punctul său de aprindere ridicat face mai sigură depozitarea și transportul..
- Nu produce gaze cu efect de seră deoarece CODouă eliberat reprezintă aceeași cantitate absorbită de plante. Datorită acestui fapt, respectă și protocolul de la Kyoto.
- Încurajează activitățile rurale să planteze culturi din care se extrage ulei vegetal.
- Poate fi produs chiar din ulei prăjit. Acest punct îl favorizează foarte mult, deoarece uleiul reciclat, menajer sau din restaurante, în loc să fie eliminat și să polueze apele subterane, poate fi utilizat pentru a produce mai mult combustibil verde.
- Reprezintă o modalitate de a deveni independent pe termen lung de petrol și derivatele sale.
- Lasă mai puține reziduuri la ardere.
- Algele bacteriene sunt, pe lângă boabele de soia și semințele de floarea-soarelui, o sursă promițătoare de biodiesel necomestibil (și nedorit pentru mulți).
Nu totul este perfect cu acest combustibil. Biodieselul are, de asemenea, limitări care trebuie depășite pentru a înlocui motorina din petrol. Unele dintre aceste limitări sau dezavantaje ale utilizării sale sunt:
- Are o temperatură de solidificare mai mare, ceea ce înseamnă că la temperaturi scăzute devine un gel.
- Puterea sa de solvent poate distruge cauciucul natural și spuma poliuretanică prezentă în mașinile asamblate înainte de 1990.
- Este mai scump decât petrolul.
- Crește prețurile culturilor și alimentelor, deoarece acestea încorporează valoare adăugată atunci când sunt utilizate ca materie primă de biodiesel.
- În funcție de biomasă, ar putea avea nevoie de multe hectare de cultivare, ceea ce ar însemna luarea de ecosisteme străine acestui scop și, prin urmare, ar afecta fauna sălbatică.
- Deși nu produce gaze de sulf în timpul arderii sale, eliberează concentrații mai mari de oxizi de azot, NOX.
- Ar fi folosite cantități mari de alimente, care, în loc de foamete sățioasă, ar fi folosite pentru producerea de biodiesel.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.