Vyrobte si vlastní bionaftu za 80 centů za galon
|
Od Jeffreyho Yaga, P.E, CEM |
 |
| Vydání č. 101 – září/říjen 2006 |
Můj pickup Ford F-250 s dieselovým motorem a kabinou posádky mě nepřiměl k tomu, abych se začal zajímat o výrobu vlastního paliva na bázi bionafty. Ne, poslední kapkou bylo, když jsem natankoval jeho 48galonovou palivovou nádrž za 150 dolarů, což mě přimělo k rozhodnutí zjistit, co je to za povyk kolem bionafty!
Myslím, že mi trvalo déle, než jsem začal uvažovat o biopalivu, než většina ostatních; protože vše, co jsem kdy slyšel nebo četl o bionaftě, pocházelo od davu zachránců Země, kteří jezdili ve starých dieselových školních autobusech, polepených nálepkami „flower power“ a vybledlými nárazníky „stop globálnímu oteplování“, které volají po okamžitém vyčištění z mé paměti. Ve skutečnosti se mě jednoho dne zeptal rodinný přítel Jack Jones, který vlastní několik dieselových vozidel, jestli nevím, jak se vyrábí palivo z bionafty, a to mě nastartovalo k pátrání.
Bez ohledu na to, kdo byli první propagátoři, je výroba vlastního paliva pro pohon dieselových nákladních vozidel, zemědělských traktorů a záložních generátorů ideální pro každého, kdo žije mimo síť nebo na farmě. Nejenže je výroba motorové nafty snadná, ale k její výrobě je potřeba jen velmi málo vybavení. Stejně jako u všech koníčků, které se mohou změnit v posedlost, je jistě možné proces později zdokonalit dražším vybavením, takže začnu od základů.
Kde začít
Potřebujete místní a stálý přísun vyřazeného kuchyňského oleje a bez něj jen ztrácíte čas. To znamená, že se musíte spřátelit s manažery blízkých restaurací rychlého občerstvení.
K výrobě bionafty je k dispozici mnoho různých velikostí a tvarů nádrží na chemikálie. (Foto se svolením společnosti Utah Bio-Diesel Supply)
Všechny procesy výroby bionafty začínají vyřazeným odpadním rostlinným olejem (WVO) z komerčních fritéz a mohou zahrnovat i sádlo a jiný kuchyňský tuk. Ve většině případů se tento odpadní kuchyňský olej na konci každého dne vylévá do dočasných skladovacích nádrží za restauracemi. V současné době většina provozoven rychlého občerstvení platí někomu, kdo tento vyhozený olej každý týden odváží spolu s ostatními odpady z restaurací. Jak se však popularita bionafty dostává do popředí, budeme brzy chránit své vlastní zdroje a bojovat o to, kdo se tam každý týden dostane jako první! Protože nemůžete jen tak zacouvat k 500kilové nádrži s tekutým odpadním olejem a vylít ho do kbelíku, budete potřebovat 50 až 100galonovou nádrž v korbě nákladního auta nebo na malém přívěsu. Budete také potřebovat palivové čerpadlo poháněné baterií; ale nebojte se, všechny tyto položky se dají snadno sehnat a na konci tohoto článku uvedu seznam dodavatelů všech diskutovaných zařízení.
Zdůraznil jsem, že nejprve musíte najít zdroj odpadního rostlinného oleje. Pokud budete muset jet 100 kilometrů do města, abyste našli restauraci s rychlým občerstvením, může se stát, že při sběru odpadního oleje spotřebujete více paliva, než kolik ho dokážete vyrobit, takže na to pamatujte.
Chemický proces
Nebudu se zabývat podrobným popisem skutečného chemického procesu, který probíhá, protože to se snadno dozvíte, až se do něj více zapojíte. Protože je výroba bionafty tak snadná, internet a časopisy pro kutily jsou plné reklam na stavebnice, které jsou poměrně levné a usnadní vám začátek. Jakmile skutečně začnete vyrábět vlastní motorovou naftu, existují sady pro testování paliva, palivové filtry a další zařízení, která si můžete zakoupit, abyste zlepšili kvalitu a konzistenci výroby paliva.
Bez ohledu na to, čí sadu pro výrobu paliva si koupíte (a že jich je spousta), jsou k výrobě bionafty potřeba čtyři věci: Odpadní rostlinný olej, metanol (závodní palivo), hydroxid sodný (louh pro domácnost) a vodu. Bez ohledu na to, jak jednoduchý nebo složitý postup zvolíte, jsou tyto látky naprostou nezbytností.
Problémy bezpečnosti
Než vyrazíte na zahradu a do plechovky od kávy plné kuchyňského oleje vhodíte plechovku s otvírákem na kanalizaci (louh) a synovo palivo pro modely letadel (metanol), je na místě několik bezpečnostních upozornění. Vzhledem k minimálnímu vybavení potřebnému k výrobě bionafty je jistě možné postavit si vlastní procesor od základu. Způsob míchání těchto velmi reaktivních chemikálií a manipulace s nimi během tohoto míchání však představuje několik vážných bezpečnostních problémů.
Předně, metanol je extrémně hořlavý, ale na rozdíl od většiny ostatních hořlavých kapalin nemá při hoření viditelný plamen. Možná jste někdy sledovali závody vysoce výkonných sportovních vozů, když se člen posádky v boxech začal náhle bez zjevné příčiny válet po zemi. Tyto vozy jsou poháněny metanolem a při rychlých zastávkách v boxech často dochází k úniku paliva, což někdy vede k tomu, že člen posádky utrpí vážné popáleniny, i když nevidíte žádné plameny ani kouř. Jakmile se smíchá s louhem, vzniklý methoxid sodný spálí kdekoli, kde se dotkne holé kůže. Navíc si neuvědomíte, že jste popáleni, protože okamžitě zabíjí všechna nervová zakončení.
Základní souprava na výrobu bionafty s použitím obytného ohřívače teplé vody. (Foto se svolením společnosti Utah Bio-Diesel Supply)
Pokud jste někdy použili běžný domácí louh k otevření ucpaných odtoků nebo k výrobě mýdla, víte, že louh je také velmi nebezpečný pro vaši pokožku a při nalití do vody se extrémně zahřívá. Louh také rychle způsobuje korozi hliníku, cínových pánví, zinkových nátěrů a většiny barev, proto při manipulaci s těmito žíravými chemikáliemi používejte pouze nádoby ze skla, nerezové oceli nebo chemického polyetylenu.
Závěrečné varování: Výpary methoxidu sodného (směs metanolu a louhu) jsou velmi nebezpečné pro dýchání, proto by váš pracovní prostor pro výrobu paliva měl být dobře větraný (nejlépe venkovní přístřešek). Během samotného procesu míchání mějte k dispozici hasicí přístroj a nedaleko hadici s vodou, ze které budete neustále vypouštět čerstvou vodu do kbelíku.
Sestavy pro výrobu bionafty
Přestože existuje nekonečné množství možných provedení potrubí a nádrží, zjistil jsem, že většinu sestav pro výrobu bionafty lze rozdělit do dvou obecných kategorií a to, kde žijete a jaká je kvalita požadovaného paliva, může mít velký vliv na to, který postup použijete.
Na zcela základní úrovni je proces bez ohřevu, který se skládá ze dvou nádrží, které mají obvykle trychtýřovité dno. Téměř všechny tyto inzerované soupravy vyrobí v průměru 40 až 44 galonů nafty na jeden cyklus, takže větší nádrž bude mít velikost přibližně 60 galonů. V této nádrži bude na začátku procesu uložen odpadní kuchyňský olej.
Vedle větší nádrže je namontována mnohem menší nádrž, obvykle o objemu asi 15 galonů, ve které bude uložena směs metanolu (závodního paliva) a hydroxidu sodného (louhu pro domácnost). Skutečné množství těchto dvou chemikálií, které bude po smíchání přečerpáno do nádrže na odpadní rostlinný olej, závisí na kvalitě a obsahu vody v použitém kuchyňském oleji. Obecně lze říci, že budete potřebovat přibližně 20 % objemu metanolu k odpadnímu oleji, což je v průměru asi 8 galonů na 40 galonů rostlinného oleje. Při této chemické reakci také vznikne přibližně 5 galonů glycerinu za cyklus, který se vytvoří na dně míchací nádrže po uplynutí 24hodinové reakční doby. Vzhledem k tomu, že glycerin je biologicky odbouratelný, obvykle se vypustí a zlikviduje.
Odpadní rostlinný olej bude obsahovat částice potravin a různé úrovně vlhkosti, které je třeba před spuštěním odstranit. Většinu suspendovaných pevných částic lze odstranit tak, že použitý olej při plnění směšovací nádrže nejprve protáhnete sítkem. Smícháním louhu s rostlinným olejem a vodou vzniká vynikající mýdlo, takže příliš mnoho vody v odpadním rostlinném oleji a z vaší nafty se může vyklubat opravdu dobré tekuté mýdlo.
Sada na výrobu bio-dieselu bez ohřevu. (Foto s laskavým svolením společností Summit Enterprises, LLC a EZ Bio-diesel)
Pro snížení vlivu chladnější teploty okolního vzduchu a lepší odstranění vlhkosti používají některé soupravy pro výrobu bionafty elektrický ohřívač teplé vody se skleněnou vložkou pro směšovací nádrž. Nádrž je upravena přidáním jiného potrubí a ventilových přípojek k původním otvorům pro horkou, studenou a vypouštěcí vodu. Tímto způsobem lze výborně zahřát odpadní olej před spuštěním na 130 °C, což pomáhá odpařit veškerou zbývající vlhkost v odpadním oleji.
Sestavy pro výrobu bionafty, které nepočítají s tím, že se olej nejprve zahřeje, aby se odstranila vlhkost, mohou lépe fungovat v teplém podnebí, protože si nedovedu představit, že bych se o to pokoušel v únoru ve stodole ve Wisconsinu. Nicméně soupravy bez zahřívání produkují bionaftu, pokud dodržíte návod a nenecháte směs během procesu míchání a reakce příliš vychladnout. Některé soupravy obsahují izolační deky do nádrží, které udržují teplo vznikající při chemické reakci.
Ačkoli soupravy pro výrobu bionafty bez ohřevu mohou produkovat kvalitní bionaftu, osobně si myslím, že proces ohřevu může zavést vyšší úroveň kontroly kvality a snižuje možnost vzniku nežádoucích mýdel a přebytečného glycerinu. Každý systém a typ nádrže má však své výhody a nevýhody, které je třeba zvážit.
Nákup chemikálií
Metanol je oblíbeným palivem pro automobilové závody a obchody s vysoce výkonnými motory a závodní dráhy jsou dobrým místem pro nákup malých množství. Distributoři ropy obvykle prodávají metanol ve větších 30 a 55galonových sudech, pokud si můžete dovolit koupit toto množství najednou. Nebuďte překvapeni, pokud vás navštíví místní šerif, protože se jedná také o hlavní složku pro laboratoře na výrobu metamfetaminu („pervitinu“), které vyrábějí nelegální drogy. Ujistěte se, že vědí, kdo jste a co hodláte s metanolem dělat.
Je také dobré probrat své plány na skladování metanolu s hasičským komisařem vašeho okresu, protože dobrovolní hasiči neočekávají, že při výjezdu k požáru staré stodoly nebo garáže najdou sudy plné vysoce toxických a potenciálně výbušných chemikálií. Většina hasičských šerifů ocení, když budete brát ohled na bezpečnost jejich dobrovolníků, kteří budou zasahovat jako první, pokud budete mít velmi špatný den.
Jelikož na jednu dávku bionafty spotřebujete jen velmi málo louhu, bude vaším nejlepším zdrojem místní obchod s potravinami. Také tím, že louh koupíte v malých uzavřených plechovkách, je mnohem menší pravděpodobnost, že vlhkost sníží jeho účinnost poté, co byl několikrát otevřen.
Sada na výrobu bionafty (foto se svolením společnosti Home Bio-.diesel Kits)
Míchání přísad
Nezáleží na tom, zda budete používat míchací nádrž typu vodního ohřívače nebo polyethylenovou míchací nádrž s trychtýřovým dnem, bude směs metanolu a louhu v menší nádrži převedena do větší směšovací nádrže, která již obsahuje odpadní olej. Většina souprav na bionaftu obsahuje alespoň jedno elektrické čerpadlo odolné proti výbuchu, které je předem napojeno na řadu ručních kulových ventilů, které umožňují pomocí jediného čerpadla plnit nádrže, míchat kapaliny v nádržích a vypouštět nádrže v závislosti na tom, které ventily jsou otevřené nebo zavřené.
Samotné testování, měření a míchání trvá přibližně jednu hodinu. Poté necháte proběhnout chemický proces, který trvá 24 hodin. Většina souprav obsahuje číselníkový časovač, který ve správný čas vypne míchací čerpadlo, takže nemusíte stát a čekat. Nežádoucí glycerin se během této doby usadí na dně směšovací nádrže, poté se vypustí a zlikviduje.
Titrace
Jak již bylo zmíněno, ačkoli ho bude potřeba velmi málo, skutečné množství potřebného louhu se bude pro každou dávku použitého kuchyňského oleje mírně lišit. Pokud přidáte větší než požadované množství louhu, mohla by vaše míchací nádrž skončit naplněná mýdlem gelového typu. Pokud použijete příliš málo louhu, pouze část kuchyňského oleje se přemění na bionaftu a velká vrstva glycerinu se usadí na dně mísicí nádrže.
Protože je určení množství použitého louhu tak důležité, většina souprav pro výrobu bionafty obsahuje sadu pro testování PH odpadního oleje, podobně jako se používají pro testování bazénové vody před přidáním chemikálií. Testování odpadního oleje je však o něco podrobnější, protože využívá proces zvaný „titrace“. Tento test vyžaduje, aby byly vzorky přesně odměřeny a smíchány podle specifických pokynů, než se výsledný vzorek otestuje na úroveň PH. Zadáním výsledků testu do směšovací tabulky získáte přesnou hmotnost louhu, kterou bude tato konkrétní šarže použitého kuchyňského oleje potřebovat k úplné přeměně na bionaftu. Obecně platí, že většina použitých kuchyňských olejů vyžaduje přibližně šest až sedm gramů louhu na každý litr použitého kuchyňského oleje.
Rostlinný olej se přímo nespojí s metanolem, takže louh slouží jako katalyzátor této chemické reakce a potřebné množství je pro úspěch konečného produktu rozhodující. Proto je tak důležitý titrační test před zahájením každé nové várky.
Praní vodou
Uvědomuji si, že má původní upozornění popisovala, jak jakákoli voda v použitém kuchyňském oleji způsobí, že louh vytvoří mýdlo, tak proč musíme přidávat vodu, zejména do paliva? Sám jsem s tím měl problém, když jsem začínal. Tato voda se přidává poté, co dojde ke smíchání použitého oleje, metanolu a louhu a vznikne palivo na bázi bionafty.
Účelem přidání vody v této konečné fázi je odstranění všech zbývajících odpadních produktů. Bez ohledu na to, jak dobře jste odměřili a promíchali, vždy zůstane z konečného produktu nějaký nežádoucí „odpad“, který je třeba odstranit, včetně zbytků louhu, glycerinu, mýdla a nezpracovaného metanolu. Všechny tyto odpadní produkty jsou rozpustné ve vodě a lze je z bionafty snadno odstranit promytím vodou. To však neznamená natočení vodní hadice plným proudem do směšovací nádrže. Pokud jste někdy vzali nádobu naplněnou do poloviny jakýmkoli olejem, přidali do ní vodu a silně s ní zatřásli, skončili jste s mléčně pěnivou směsí, kterou bylo téměř nemožné oddělit na původní dvě vrstvy oleje a vody.
Proces mytí vodou zahrnuje malé „mlžící“ trysky umístěné v horní části míchací nádoby, které jemně přivádějí vodu na povrch oleje ve velmi malých kapičkách, aniž by docházelo k fyzickému mísení s olejem. Po několika hodinách tato vodní mlha migruje dolů skrze palivo na bázi bionafty a absorbuje odpadní produkty, než se usadí na dně nádrže, odkud se ručně vypustí.
Složitější procesy využívají bublinkovou vodu podobnou akvarijnímu provzdušňovači. Nádrž se pomalu naplní z 1/3 vodou a ze 2/3 hotovým palivem na bionaftu, aniž by se míchala. Malé vzduchové čerpadlo posílá vzduch na dno této nádrže trubicí zakončenou akvarijním „vzduchovacím kamenem“, který vytváří množství drobných vzduchových bublinek. Stoupající vzduchové bublinky způsobují, že se nežádoucí nečistoty v oleji rozpouštějí ve vodě, aniž by se smísily. Voda se vypustí a tento proces se opakuje nejméně třikrát po dobu několika hodin, než se odstraní všechny nečistoty.
Po ukončení procesu mytí se hotové palivo na bionaftu nechá opět stát přes noc, což poskytne čas, aby se zbývající voda usadila na dně nádrže, odkud se vypustí. Poté se obrátí ventily potrubí a čerpadlo přečerpá finální produkt do 55galonového sudu na olej, kde se skladuje do doby, než je připraven k použití. Některé soupravy obsahují na tomto výtlačném potrubí speciální palivový filtr o velikosti 5 mikronů, který odstraňuje zbývající částice, jež by mohly poškodit vstřikovače nebo jiné části vznětového motoru.
Závěry
Ačkoli toto byl spíše přehled, měl by vám poskytnout základní představu o tom, jak se palivo z bionafty vyrábí a jak snadno si to můžete udělat sami pomocí jedné z mnoha dostupných souprav. Většina základních souprav začíná na částce kolem 1 800 USD u těch, které používají postup bez vyhřívané nádrže, a na 2 900 USD u souprav, které používají kvalitnější komponenty pro komerční účely. Našel jsem také několik zdrojů, které prodávají instalatérské balíčky obsahující pouze čerpadlo odolné proti výbuchu a předpřipravenou sestavu ventilů za méně než 1 000 USD, které můžete snadno připojit k vlastní elektrické nádrži na horkou vodu, kterou můžete zakoupit na místě.
Bez ohledu na to, kterou soupravu se rozhodnete zakoupit nebo jakou úroveň sofistikovanosti bude váš proces zahrnovat, dodržujte všechny bezpečnostní pokyny a noste vhodné ochranné brýle, rukavice odolné proti chemikáliím, respirátor a oblečení odolné proti stříkající vodě. Pracujte pouze v dobře větraném prostoru. Měli byste také vědět, že přeprava a skladování metanolu jsou mimořádně nebezpečné a národní požární předpisy povolují skladování pouze dvou pětilitrových kanystrů v jednom obytném prostoru. V minulosti již vyhořely domy lidí, kteří se věnovali automobilovým a motokárovým závodům a neopatrně skladovali 55galonový sud s metanolem v přistavěné garáži.
Následující webové odkazy obsahují vynikající bezplatné informace o výrobě bionafty. Webové stránky Bio-diesel Community a diskusní fórum Bio-diesel obsahují rozsáhlé bezplatné informace a fotografie popisující jednotlivé fáze procesu výroby bio-dieselu, včetně: Chemie, testování, míchání, praní a filtrování. Níže uvedení dodavatelé zařízení pro výrobu bionafty rovněž nabízejí vše od jednotlivých tvarovek až po kompletní sady. Nezapomeňte se podívat na všechny odkazy, kde najdete další informace.
Zdroje bezplatných informací o výrobě bionafty
Neziskové webové stránky komunity pro výrobu bionafty: www.biodieselcommunity.org
Diskusní fórum o bionaftě: www.biodiesel.infopop.cc/eve/
Bezplatné fotografie domácích systémů pro výrobu bionafty: www.biodieselpictures.com
Mike Pelly, propagátor bionafty s praktickými radami pro začátečníky: www.journeytoforever.org
Zdroje kvalitních souprav a zařízení pro bionaftu
| Utah Bio-diesel Supply: www.utahbiodieselsupply.com pouze fax: 801-660-4054Domácí soupravy pro výrobu bionafty: www.homebiodieselkits.com P.O. Box 5515 Bella Vista, AR 72714 800-679-1398 od 9:00 do 19:00 hod. po – st.Pá. EZ Bio-diesel: |
Bio-diesel Warehouse: www.diyfuel.com 3-6 Simm Lane Newtown, CT 06470 203-426-1876B100 Supply, LLC: www.b100supply.com P.O. Box 1184 Woodstock, GA 30188 678-528-1899 Bio-diesel Solutions: |