De biodiesel Het is een brandstof van natuurlijke oorsprong die wordt verkregen door plantaardige oliën of dierlijke vetten te laten reageren met alcoholen met een laag molecuulgewicht. Deze reactie wordt transesterificatie genoemd; dat wil zeggen, nieuwe vetzuuresters (ook wel monoalkylesters genoemd) worden gevormd uit de oorspronkelijke triglyceriden.
In andere contexten in plaats van het woord 'transesterificatie' te gebruiken, zou de biomassa alcoholyse ondergaan, omdat ze wordt behandeld met alcoholen; onder hen en voornamelijk methanol en ethanol. Het gebruik van methanol om deze biobrandstof te produceren is zo gewoon dat het er bijna synoniem mee is.
Biodiesel is een groen alternatief voor het gebruik van diesel, diesel of petrodiesel (wat nog meer benadrukt dat de samenstelling uit petroleumkoolwaterstoffen bestaat). Hun eigenschappen en kwaliteit in termen van prestaties in dieselmotoren verschillen echter niet al te veel, dus beide brandstoffen worden in verschillende verhoudingen gemengd.
Sommige van deze mengsels kunnen rijker zijn aan biodiesel (bijvoorbeeld B100) of rijker aan petrodiesel (met slechts 5-20% biodiesel). Op deze manier verspreidt het dieselverbruik zich naarmate er biodiesel op de markt komt; niet zonder eerst een reeks ethische, productieve en economische problemen te overwinnen.
Als olie kan worden verkregen als een vloeistof die kan verbranden en energie kan genereren om machines te verplaatsen, waarom dan geen olie van natuurlijke oorsprong? Dit alleen is echter niet voldoende: u moet een chemische behandeling ondergaan als u wilt concurreren of fossiele brandstoffen wilt bijhouden..
Wanneer deze behandeling met waterstof wordt uitgevoerd, spreekt men van een verfijning van de plantaardige olie of dierlijk vet; de oxidatiegraad is laag of de moleculen zijn gefragmenteerd. Terwijl in biodiesel, in plaats van waterstof, alcoholen worden gebruikt (methanol, ethanol, propanol, enz.).
Artikel index
Het antwoord op het eerste probleem waarmee biobrandstoffen te maken zouden krijgen, is in het verleden ontdekt. In 1853 bereikten twee wetenschappers, E. Duffy en J. Patrick, de eerste omestering van een plantaardige olie, zelfs lang voordat Rudolf Diesel zijn eerste functionele motor startte..
Bij dit omesteringsproces reageren de triglyceriden van oliën en / of vetten met alcoholen, voornamelijk methanol en ethanol, om naast glycerol als secundair product methyl- en ethylesters van vetzuren te produceren. Een basische katalysator zoals KOH wordt gebruikt om de reactie te versnellen.
Het belangrijkste punt van de omestering van vetten is dat tachtig jaar later een Belgische wetenschapper, genaamd G. Chavanne, deze reactie zou ombuigen om de hoge en contraproductieve viscositeit van plantaardige oliën te verminderen..
De dieselmotor ontstond in 1890, al aan het einde van de 19e eeuw, als antwoord op de beperkingen van stoommachines. Het bracht alles samen wat je wilde van een motor: kracht en duurzaamheid. Het werkte ook met elk type brandstof; en tot bewondering van Rudolf zelf en de Franse regering kon hij met plantaardige oliën werken.
Omdat het triglyceriden-energiebronnen zijn, was het logisch om te denken dat ze bij verbranding warmte en energie zouden afgeven die mechanisch werk kunnen genereren. Diesel ondersteunde het directe gebruik van deze oliën, omdat het verwelkomde dat boeren hun eigen brandstoffen konden verwerken op plaatsen ver van olievelden..
Het eerste functionele model van de dieselmotor was een succes toen deze op 10 augustus 1893 in Augusta, Duitsland, werd onthuld. Zijn motor liep op pindaolie, omdat Rudolf Diesel er vast van overtuigd was dat plantaardige oliën kunnen wedijveren met fossiele brandstoffen; maar omdat ze op een ruwe manier werden verwerkt, zonder verdere behandelingen.
Dezelfde motor die op arachideolie liep, werd in 1900 op de Wereldtentoonstelling in Parijs gepresenteerd. Hij trok echter niet zoveel aandacht omdat olie tegen die tijd een veel toegankelijkere en goedkopere brandstofbron was..
Na de dood van Diesel in 1913 werd dieselolie (diesel of petro-diesel) gewonnen uit aardolieraffinage. En dus moest het dieselmotormodel, ontworpen voor arachideolie, worden aangepast en herbouwd om te werken met deze nieuwe brandstof, die minder stroperig was dan welke andere plantaardige of biomassa-olie dan ook..
Zo gold petrodiesel decennia lang als goedkoopste alternatief. Het was gewoon niet praktisch om grote hectares groentemassa's in te zaaien om hun oliën te verzamelen, die uiteindelijk, omdat ze zo stroperig waren, problemen veroorzaakten voor de motoren en niet dezelfde prestatie leverden als met benzine..
Het probleem met deze fossiele brandstof was dat het de vervuiling van de atmosfeer verhoogde, en het was ook afhankelijk van de economie en politiek van olieactiviteiten. Gezien de onmogelijkheid om er gebruik van te maken, werden in sommige contexten plantaardige oliën gebruikt om zware voertuigen en machines te mobiliseren..
Toen in de Tweede Wereldoorlog aardolie schaars begon te worden als gevolg van het conflict, vonden verschillende landen het nodig om opnieuw hun toevlucht te nemen tot plantaardige oliën; maar ze hadden te maken met de schade van honderdduizenden motoren vanwege het verschil in viscositeit dat hun ontwerp niet kon verdragen (en nog minder als ze geëmulgeerd water hadden).
Na de oorlog vergaten de naties opnieuw de plantaardige oliën en hervatten ze de praktijk om alleen benzine en petrodiesel te verbranden.
Het viscositeitsprobleem werd op kleine schaal opgelost door de Belgische wetenschapper G. Chavanne in 1937, die een octrooi kreeg voor zijn methode om ethylesters van vetzuren te verkrijgen uit met ethanol behandelde palmolie..
Men kan daarom zeggen dat biodiesel formeel werd geboren in 1937; maar de aanplant en massaproductie moesten wachten tot 1985, uitgevoerd aan een Oostenrijkse landbouwuniversiteit.
Door deze plantaardige oliën aan omestering te onderwerpen, werd het viscositeitsprobleem eindelijk opgelost, wat qua prestatie gelijk was aan petrodiesel en zelfs een groen alternatief vertegenwoordigde..
De eigenschappen van biodiesel zijn wereldwijd afhankelijk van de grondstof waarmee het is geproduceerd. Het kan kleuren hebben die variëren van goud tot donkerbruin, uiterlijk afhankelijk van het productieproces.
Over het algemeen is het een brandstof met een goede smering, die het motorgeluid vermindert, de levensduur verlengt en minder investeringen in onderhoud vergt..
Het heeft een ontstekingspunt hoger dan 120ºC waardoor er geen brandgevaar bestaat zolang de buitentemperatuur dit niet overschrijdt; iets dat niet gebeurt met diesel, die zelfs bij 52ºC kan branden (heel gemakkelijk te bereiken voor een aangestoken sigaret).
Vanwege het gebrek aan aromatische koolwaterstoffen zoals benzeen en tolueen, vormt het geen carcinogeen risico in geval van morsen of langdurige blootstelling..
Evenzo heeft het geen zwavel in zijn samenstelling, dus het produceert geen vervuilende gassen SOtwee noch zo3. Bij menging met diesel geeft het een meer smerend karakter dan zijn natuurlijke zwavelverbindingen. In feite is zwavel een ongewenst element, en wanneer diesel wordt ontzwaveld, verliest het smering die moet worden teruggewonnen met biodiesel of andere additieven..
Biodiesel wordt verkregen uit omgeësterde plantaardige oliën of dierlijke vetten. Maar welke van alle zouden de grondstof moeten vormen? Idealiter degene die grotere hoeveelheden olie of vet genereert uit een kleiner kweekgebied; dat, in meer gepaste termen, het het aantal hectares zou zijn dat het gecultiveerde veld beslaat.
Goede biodiesel moet afkomstig zijn van een gewas (granen, zaden, fruit, enz.) Dat grote hoeveelheden olie produceert uit kleine velden; anders zouden hun oogsten hele landen moeten beslaan en economisch niet levensvatbaar zijn.
Nadat de biomassa is verzameld, moet de olie via oneindige processen worden gewonnen; onder hen is bijvoorbeeld het gebruik van superkritische vloeistoffen om de olie mee te voeren en op te lossen. Zodra de olie is verkregen, wordt deze onderworpen aan omestering om de viscositeit te verlagen..
Omestering wordt bereikt door de olie te mengen met methanol en een base in batchreactoren, hetzij onder ultrageluid, superkritische vloeistoffen, mechanisch roeren, enz. Bij gebruik van methanol worden vetzuurmethylesters (FAME) verkregen: Vetzuurmethylester.
Als daarentegen ethanol wordt gebruikt, worden vetzuurethylesters (FAEE) verkregen. Het zijn al deze esters en hun zuurstofatomen die biodiesel kenmerken.
Methanol is de alcohol die voornamelijk als grondstof wordt gebruikt bij de productie van biodiesel; en glycerol, aan de andere kant, is een bijproduct dat kan worden gebruikt om andere industriële processen te ondersteunen en daardoor de productie van biodiesel winstgevender kan maken.
Glycerol is afkomstig van de oorspronkelijke triglyceridemoleculen, die worden vervangen door methanol om drie DMARD's te produceren.
Verschillende oliën of vetten hebben hun eigen vetzuurprofielen; daarom heeft elke biodiesel verschillende monoalkylesters als gevolg van omestering. Toch, aangezien deze esters nauwelijks verschillen in de lengte van hun koolstofketens, vertonen de resulterende brandstoffen geen grote schommelingen tussen hun eigenschappen..
Er is dus geen classificatie voor biodiesel, maar eerder een andere efficiëntie en winstgevendheid afhankelijk van de bron van olie of vet die wordt geselecteerd voor de productie ervan. Er zijn echter biodiesel-petrodieselmengsels, omdat beide brandstoffen kunnen worden gemengd en met elkaar mengbaar zijn, wat hun gunstige eigenschappen voor de motor oplevert..
Pure biodiesel zou B100 zijn; wat gelijk is aan 0% petrodiesel in zijn samenstelling. Dan zijn er nog andere mixen:
- B20 (met 80% petrodiesel).
- B5 (met 95% petrodiesel).
- B2 (met 98% petrodiesel).
Auto's die vóór 1996 zijn gebouwd, konden geen B100 in hun motoren gebruiken zonder dat bepaalde onderdelen moesten worden vervangen die waren verslechterd door de oplossende werking. Maar zelfs vandaag de dag zijn er automodellen die geen hoge concentraties biodiesel toestaan in hun fabrieksgaranties, dus raden ze aan om mengsels te gebruiken die lager zijn dan B20..
Hieronder volgt een uitsplitsing van een reeks voordelen die biodiesel ten opzichte van petrodiesel heeft en die het een groen en aantrekkelijk alternatief maken:
- Het wordt gewonnen uit biomassa, een grondstof die hernieuwbaar is en vaak als afval verloren gaat.
- Het is biologisch afbreekbaar en niet giftig. Daarom zal het de bodem of zeeën niet vervuilen als het per ongeluk wordt gemorst.
- Het hoge vlampunt maakt het veiliger om op te slaan en te vervoeren..
- Het produceert geen broeikasgassen omdat COtwee afgegeven staat voor dezelfde hoeveelheid die door planten wordt opgenomen. Hierdoor voldoet het ook aan het Kyoto-protocol.
- Moedigt plattelandsactiviteiten aan om gewassen te planten waaruit plantaardige olie wordt gewonnen.
- Het kan zelfs worden gemaakt van gebakken olie. Dit punt geeft grote voorkeur aan het omdat gerecyclede olie, huishoudelijk of uit restaurants, in plaats van te worden verwijderd en het grondwater te vervuilen, kan worden gebruikt om meer groene brandstof te produceren.
- Vertegenwoordigt een manier om op lange termijn onafhankelijk te worden van olie en zijn derivaten.
- Laat minder residu achter bij het branden.
- Bacteriële algen zijn, naast sojabonen en zonnebloempitten, een veelbelovende bron van niet-eetbare (en voor velen ongewenste) biodiesel.
Niet alles is perfect met deze brandstof. Biodiesel heeft ook beperkingen die moeten worden overwonnen als het petroleumdiesel moet vervangen. Enkele van deze beperkingen of nadelen van het gebruik zijn:
- Het heeft een hogere stollingstemperatuur, wat betekent dat het bij lage temperaturen een gel wordt.
- Zijn oplossend vermogen kan het natuurlijke rubber en polyurethaanschuim vernietigen dat aanwezig is in auto's die vóór 1990 zijn geassembleerd.
- Het is duurder dan petrodiesel.
- Verhoogt de prijzen van gewassen en voedsel omdat ze een toegevoegde waarde hebben wanneer ze worden gebruikt als grondstof voor biodiesel.
- Afhankelijk van de biomassa kan het vele hectares aan teelt nodig hebben, wat zou betekenen dat ecosystemen voor dit doel worden weggenomen en daarom de wilde fauna zou aantasten..
- Hoewel het bij de verbranding geen zwavelgassen produceert, geeft het wel hogere concentraties stikstofoxiden, NO, vrijX.
- Er zouden grote hoeveelheden voedsel worden gebruikt, dat in plaats van hongersnoden te verzadigen, zou worden gebruikt voor de productie van biodiesel.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.