Biodiesel historia, egenskaper, typer, fördelar, nackdelar

2502
Alexander Pearson

De biodiesel Det är ett bränsle av naturligt ursprung som erhålls genom att reagera vegetabiliska oljor eller animaliska fetter med alkoholer med låg molekylvikt. Denna reaktion kallas omförestring; det vill säga nya fettsyraestrar (även kallade monoalkylestrar) bildas av de ursprungliga triglyceriderna.

I andra sammanhang i stället för att använda ordet "omförestring" sägs biomassan genomgå alkoholys, eftersom den behandlas med alkoholer; bland dem och främst metanol och etanol. Användningen av metanol för att producera detta biobränsle är så vanligt att det nästan är synonymt med det.

Biodieseldispenser B5. Källa: Pxhere.

Biodiesel är ett grönt alternativ för användning av dieselbränsle, diesel eller petrodiesel (betonar ännu mer att dess sammansättning består av petroleumkolväten). Men deras egenskaper och kvalitet vad gäller prestanda i dieselmotorer skiljer sig inte för mycket, så båda bränslen blandas i olika proportioner.

Vissa av dessa blandningar kan vara rikare på biodiesel (till exempel B100) eller rikare på petrodiesel (med bara 5-20% biodiesel). På detta sätt sprider sig dieselförbrukningen när biodiesel introduceras på marknaden. inte utan att först komma över en serie etiska, produktiva och ekonomiska problem.

Ur en enkel synvinkel, om olja kan erhållas som en vätska som kan bränna och generera energi för att flytta maskiner, varför inte en olja av naturligt ursprung? Detta är dock inte tillräckligt: ​​du måste få kemisk behandling om du vill tävla eller följa med fossila bränslen..

När denna behandling utförs med väte talar man om en förfining av vegetabilisk olja eller animaliskt fett; dess oxidationsgrad är låg eller dess molekyler är fragmenterade. I biodiesel används alkoholer istället för väte (metanol, etanol, propanol, etc.).

Artikelindex

  • 1 Historia
    • 1.1 Transförestringsreaktion
    • 1.2 Rudolf Diesel och hans motor
    • 1.3 Biobränsle under andra världskriget
    • 1.4 Födelse av biodiesel
  • 2 fastigheter
  • 3 Erhållande och produktion
    • 3.1 Metanol och glycerol
  • 4 typer av biodiesel
  • 5 Fördelar
  • 6 Nackdelar
  • 7 Referenser

Berättelse

Transförestringsreaktion

Svaret på det första problemet som biobränslen skulle möta upptäcktes tidigare. Tillbaka 1853 uppnådde två forskare, E. Duffy och J. Patrick, den första omförestringen av en vegetabilisk olja, redan långt innan Rudolf Diesel startade sin första funktionella motor..

I denna transförestringsprocess reagerar triglyceriderna från oljor och / eller fetter med alkoholer, huvudsakligen metanol och etanol, för att producera metyl- och etylestrar av fettsyror, förutom glycerol som en sekundär produkt. En basisk katalysator såsom KOH används för att påskynda reaktionen.

Den viktigaste punkten med omförestring av fett är att åtta år senare skulle en belgisk forskare, som heter G. Chavanne, omdirigera denna reaktion för att minska den höga och kontraproduktiva viskositeten hos vegetabiliska oljor..

Rudolf Diesel och hans motor

Dieselmotorn uppstod 1890, redan i slutet av 1800-talet, som ett svar på ångmotorernas begränsningar. Den samlade allt du ville från en motor: kraft och hållbarhet. Det fungerade också med alla typer av bränsle; och till beundran för Rudolf själv och den franska regeringen kunde han arbeta med vegetabiliska oljor.

Att vara triglycerider energikällor, var det logiskt att tro att när de brändes skulle de släppa ut värme och energi som kunde generera mekaniskt arbete. Diesel stödde den direkta användningen av dessa oljor, eftersom den välkomnade att bönder kunde bearbeta sina egna bränslen på platser mycket långt från oljefälten..

Den första funktionella modellen av dieselmotorn blev en framgång när den presenterades den 10 augusti 1893 i Augusta, Tyskland. Motorn gick på jordnötsolja, eftersom Rudolf Diesel bestämt trodde att vegetabiliska oljor kunde konkurrera med fossila bränslen; men eftersom de bearbetades på ett grovt sätt, utan efterföljande behandlingar.

Samma motor som kördes på jordnötsolja presenterades på världsmässan i Paris år 1900. Den väckte dock inte lika mycket uppmärksamhet eftersom då var oljan en mycket mer tillgänglig och billigare bränslekälla..

Petrodiesel

Efter Diesels död 1913 erhölls dieselolja (diesel eller petro-diesel) från oljeraffinering. Och så måste dieselmotormodellen för jordnötsolja anpassas och byggas om för att fungera med detta nya bränsle, som var mindre visköst än någon annan vegetabilisk eller biomassaolja..

Så här rådde petrodiesel i flera decennier som det billigaste alternativet. Det var helt enkelt inte praktiskt att så stora hektar vegetabiliska massor för att samla in sina oljor, vilket till slut, eftersom de var så viskösa, slutade orsaka problem för motorerna och inte motsvarade samma prestanda som bensin..

Problemet med detta fossila bränsle var att det ökade föroreningen av atmosfären, och det berodde också på oljeaktivitetens ekonomi och politik. Med tanke på omöjligheten att tillgripa det användes vegetabiliska oljor i vissa sammanhang för att mobilisera tunga fordon och maskiner..

Biobränsle under andra världskriget

När petroleum började bli knappt under andra världskriget som ett resultat av konflikten, fann flera länder det nödvändigt att åter använda sig av vegetabiliska oljor; men de var tvungna att hantera skadorna hos hundratusentals motorer på grund av skillnaden i viskositet som deras design inte tål (och ännu mindre om de hade emulgerat vatten).

Efter kriget glömde nationerna återigen vegetabiliska oljor och återupptog praxis att endast bränna bensin och petrodiesel.

Födelse av biodiesel

Viskositetsproblemet hade lösts i liten skala av den belgiska forskaren G. Chavanne 1937, som fick patent på sin metod för att erhålla etylestrar av fettsyror från palmolja behandlad med etanol.

Man kan därför säga att biodiesel föddes formellt 1937; men dess plantering och massproduktion fick vänta till 1985, utförd vid ett österrikiskt jordbruksuniversitet.

Genom att utsätta dessa vegetabiliska oljor för omförestring löstes viskositetsproblemet slutligen, vilket motsvarade petrodiesel i prestanda och till och med representerade ett grönt alternativ ovanför det..

Egenskaper

Biodiesels egenskaper beror globalt på det råmaterial som den producerades med. Det kan ha färger som varierar från guld till mörkbrunt, fysiskt utseende som beror på produktionsprocessen.

Generellt sett är det ett bränsle med god smörjförmåga, vilket minskar motorljud, förlänger dess livslängd och kräver mindre investeringar för underhåll..

Den har en tändpunkt högre än 120 ° C, vilket innebär att så länge utetemperaturen inte överstiger denna, finns det ingen risk för brand; något som inte händer med diesel, som kan brinna även vid 52 ° C (mycket lätt att uppnå för en tänd cigarett).

På grund av bristen på aromatiska kolväten, såsom bensen och toluen, utgör det ingen cancerframkallande risk vid spill eller långvarig exponering..

På samma sätt har det inte svavel i sin sammansättning, så det producerar inte förorenande gaser SOtvå eller så3. När den blandas med diesel ger den en mer smörjande karaktär än dess naturliga svavelföreningar. I själva verket är svavel ett oönskat element, och när diesel avsvavlas förlorar den smörjning som måste återvinnas med biodiesel eller andra tillsatser..

Erhållande och produktion

Biodiesel erhålls från transförestrade vegetabiliska oljor eller animaliska fetter. Men vilken av dem alla bör utgöra råvaran? Helst den som genererar större mängder olja eller fett från ett mindre odlingsområde; att i mer lämpliga termer skulle det vara antalet hektar som upptar dess odlade åker.

Bra biodiesel måste komma från en gröda (korn, frön, frukt, etc.) som producerar stora volymer olja från små åkrar; annars skulle deras grödor krävas för att täcka hela länder och skulle inte vara ekonomiskt lönsamma.

När biomassan har samlats in måste oljan extraheras genom oändliga processer. bland dem är exempelvis användningen av superkritiska vätskor för att medföra och lösa upp oljan. När oljan väl erhållits utsätts den för förestring för att minska dess viskositet..

Transförestring uppnås genom att blanda oljan med metanol och en bas i satsreaktorer, antingen under ultraljud, superkritiska vätskor, mekanisk omrörning, etc. När metanol används erhålles fettsyrametylestrar (FAME): Fettsyrametylester).

Om etanol däremot används, erhålles fettsyraetylestrar (FAEE). Det är alla dessa estrar och deras syreatomer som kännetecknar biodiesel.

Metanol och glycerol

Metanol är alkoholen som huvudsakligen används som råvara vid produktion av biodiesel. och glycerol, å andra sidan, är en biprodukt som kan användas för att stödja andra industriella processer och därför gör biodieselproduktion mer lönsam.

Glycerol kommer från de ursprungliga triglyceridmolekylerna, som ersätts av metanol för att utgå från tre DMARD.

Typer av biodiesel

Olika oljor eller fetter har sina egna fettsyraprofiler; därför har varje biodiesel olika monoalkylestrar som ett resultat av transförestring. Trots detta, eftersom dessa estrar knappast skiljer sig åt i längden på sina kolkedjor, visar de resulterande bränslen inte stora svängningar mellan deras egenskaper..

Så det finns ingen klassificering för biodiesel, utan en annan effektivitet och lönsamhet beroende på källan till olja eller fett som väljs för dess produktion. Det finns emellertid biodiesel-petrodiesel-blandningar, eftersom båda bränslen kan blandas och är blandbara med varandra, vilket ger deras fördelaktiga egenskaper för motorn..

Ren biodiesel sägs vara B100; vilket är lika med 0% petrodiesel i sin sammansättning. Sedan finns det andra blandningar:

- B20 (med 80% petrodiesel).

- B5 (med 95% petrodiesel).

- B2 (med 98% petrodiesel).

Bilar som byggdes före 1996 kunde inte använda B100 i sina motorer utan att behöva byta ut vissa komponenter som försämrades på grund av dess lösningsmedelsverkan. Men även idag finns bilmodeller som inte tillåter stora koncentrationer av biodiesel i sina fabriksgarantier, så de rekommenderar att du använder blandningar lägre än B20.

Fördel

Nedan följer en sammanfattning av en rad fördelar som biodiesel har jämfört med petrodiesel och som gör det till ett grönt och attraktivt alternativ:

- Den erhålls från biomassa, en råvara som är förnybar och som ofta går förlorad som avfall.

- Det är biologiskt nedbrytbart och giftfritt. Därför kommer den inte att förorena marken eller haven om den oavsiktligt spillt.

- Den höga flampunkten gör det säkrare att lagra och transportera..

- Det producerar inte växthusgaser eftersom COtvå frigjort representerar samma mängd som absorberas av växter. Tack vare detta följer det också Kyotoprotokollet.

- Uppmuntrar landsbygdens aktiviteter att plantera grödor från vilka vegetabilisk olja utvinns.

- Det kan till och med produceras av stekt olja. Denna punkt gynnar den mycket eftersom återvunnen olja, inhemsk eller från restauranger, kan användas för att producera mer grönt bränsle istället för att kasseras och förorenar grundvatten..

- Representerar ett sätt att bli oberoende på lång sikt från olja och dess derivat.

- Lämnar mindre rester vid bränning.

- Bakteriealger är, förutom sojabönor och solrosfrön, en lovande källa till oätlig (och oönskad för många) biodiesel.

Nackdelar

Inte allt är perfekt med detta bränsle. Biodiesel har också begränsningar som måste övervinnas om det ska ersätta petroleumdiesel. Några av dessa begränsningar eller nackdelar med dess användning är:

- Den har en högre stelningstemperatur, vilket innebär att den blir en gel vid låga temperaturer.

- Dess lösningsmedelskraft kan förstöra naturgummi och polyuretanskum som finns i bilar som monterats före 1990.

- Det är dyrare än petrodiesel.

- Ökar priserna på grödor och livsmedel eftersom de innehåller mervärde när de används som biodieselråvara.

- Beroende på biomassa kan det behövas många hektar odling, vilket skulle innebära att ekosystem som är främmande för detta ändamål tas och därför påverkar den vilda faunan.

- Även om den inte producerar svavelgaser under förbränningen, frigör den högre koncentrationer av kväveoxider, NOx.

- Stora mängder mat skulle användas, som istället för att mätta hungersnöd skulle användas för produktion av biodiesel.

Referenser

  1. Wikipedia. (2019). Biodiesel. Återställd från: en.wikipedia.org
  2. Penelope. (28 december 2011). Biodiesel: fördelar och nackdelar. Twenergy. Återställd från: twenergy.com
  3. Renovetec. (2013). Biodiesel. Återställd från: Plantasdebiomasa.net
  4. Van Gerpen Jon. (03 april 2019). Biodiesels historia. Farm Energy. Återställd från: farm-energy.extension.org
  5. Scott Hess. (2019). Hur biodiesel fungerar. Hur saker fungerar. Återställd från: auto.howstuffworks.com
  6. Pacific Biodiesel. (2019). Biodiesel. Återställd från: biodiesel.com

Ingen har kommenterat den här artikeln än.